Aplicação de nanopartículas de ZrO2 para a melhoria da qualidade do cimento - Costa, Naiara Gabriela Dias (2021)
A indústria de cimento enfrenta desafios na conservação de materiais e recursos energéticos. A intercalação de aditivos na nanoestrutura C-S-H contribui para o preenchimento dos poros da pasta de cimento, tornando-a mais densa e aumentando sua resistência mecânica. Além disso, uma dispersão uniforme das nanopartículas na pasta contribui para a sua hidratação. Nesse sentido, os cristais líquidos (CL) podem ser usados para direcionar a forma e o crescimento de nanofibras de ZrO2. Em específico, os CL com mesofase hexagonal inversa (cilindros concêntricos) confinam as partículas de óxido e proporcionam o crescimento controlado da nanofibra. O Nano ZrO2 pode aumentar a resistência mecânica e as características estruturais dos materiais cimentícios e reduzir o uso de água na produção de cimento. Os resultados mostram que os moldes de CL, analisados por MLP, apresentaram a estrutura hexagonal inversa. As análises de DRX dos cristais líquidos confirmaram a formação de uma mesofase estável. Após calcinação, o pó cerâmico apresentou a estrutura cristalina tetragonal da zircônia (2θ= 30º, 50º, 60º), com tamanho médio de cristalino de 9 nm, e microporos de diâmetros menores que 2nm, e um valor máximo de superfície de 46 m2.g-1. A análise de MEV confirmou a formação de nanofibras, e estas foram utilizadas no processo de hidratação do cimento. A análise de reologia mostrou que em todos os ensaios reológicos foram formados fluídos pseudoplásticos. De modo geral, tanto as nanopartículas calcinadas quanto os cristais líquidos adicionados à pasta de cimento contribuíram para a formação de pastas mais fluídas, pois a ruptura dos agregados permite minimizar a quantidade de água necessária para a produção da pasta de cimento e aumentar a produção de misturas com melhor trabalhabilidade