Desenvolvimento de compósitos para impressão 3D com consumo de cimento reduzido por meio de adições minerais

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Barbosa, Marcella de Sena
• Orientador(a): Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Impressão 3D; Cimento; Filer calcário; Metacaulim; Capacidade de construção
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46890

Recentemente, a impressão 3D de concreto (3DCP) vem ganhando destaque no setor da construção civil. Porém, de modo a atender aos requisitos de extrusão, as misturas 3DCP normalmente são dosadas com elevados teores de cimento Portland. Sendo assim, uma solução vista como promissora para tornar esta tecnologia mais sustentável é a redução do consumo de cimento através da substituição parcial por adições minerais. Em vista disso, a presente pesquisa tem como objetivo o desenvolvimento de compósitos para impressão 3D contendo diferentes percentuais de filer calcário e metacaulim como fração aglomerante das composições de análise. As misturas propostas englobam teores de substituição em 30% de filer calcário, 40% de filer calcário e 30% de filer calcário com 10% de metacaulim. No estado fresco, esses compósitos foram avaliados através dos ensaios de espalhamento, abatimento, densidade de massa, teor de ar incorporado, squeeze-flow e capacidade de construção. No estado endurecido, foram realizadas análises de resistência à flexão, compressão, aderência entre camadas, massa específica, índice de vazios e absorção de água por imersão. De um modo geral, as misturas demonstraram atendimento aos requisitos da impressora manuseada. Um destaque é dado ao compósito contendo 30% de filer com 10% de metacaulim que, com a quantidade ideal de água de amassamento, evidenciou uma boa qualidade de impressão e excelente capacidade de construção da peça impressa. Os traços contendo apenas filer apresentaram maior deformabilidade da mistura, sendo essa característica diretamente proporcional ao teor de incorporação desse material. O comportamento no estado endurecido, por sua vez, indicou estar relacionado com o consumo de cimento. Quanto maior esse parâmetro, melhor foi o desempenho mecânico. Em relação ao traço referência, as misturas contendo 30% de filer, 40% de filer e 30% de filer com 10% de metacaulim evidenciaram comportamentos de, respectivamente, -24,5%, -34,4% e -31,4% (resistência à flexão), -43,8%, -50,2% e -36,5% (resistência à compressão) e -2,2%, -19,5% e +0,5% (resistência de aderência entre camadas) aos 7 dias de idade. Além disso, o teor de índice de vazios e absorção de água por imersão se mostraram maiores conforme menor foi o valor de massa específica desses compósitos. É possível concluir, portanto, que existe a possibilidade em obter misturas imprimíveis com consumo de cimento reduzido e que se encontram em atendimento com requisitos necessários ao sistema de impressão utilizado.