[pt] EXPLORANDO A INFLUÊNCIA DE ALTAS TEMPERATURAS E PRESSÃO NAS PROPRIEDADES DE GEOPOLÍMEROS

• Main Author: UMBERTO CASSARA DE C S SICILIANO
• Publication Date: 2024
• Format: Doctoral thesis
• Language: eng
• Source: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
• Download full: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=66643&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=66643&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.66643
• topic: [pt] TEMPERATURA; [pt] ADICAO HIBRIDA; [pt] METACAULIM; [pt] GEOPOLIMERO; [pt] PRESSAO; [en] TEMPERATURE; [en] HYBRID ADDITION; [en] METAKAOLIN; [en] PRESSURE

[pt] Geopolímeros (GPs), classificados como polissilicatos-aluminatos, representam polímeros inorgânicos ou cerâmicas quimicamente ligadas com diversas aplicações determinadas pela razão atômica Si:Al, incluindo: componentes resistentes ao fogo, selantes, argamassa para reforço de vigas e tamponamento de poços de petróleo. A exploração de GPs sob condições variadas de temperatura e/ou pressão ganhou impulso após 2001. A adição de chamotte à formulação GP ocorreu apenas em 2014, seguida de investigações subsequentes sobre o impacto da adição de nanotubos de carbono e nanoargila um ano depois. O objetivo principal desta tese foi avaliar a resistência à compressão do GP simples à base de potássio curado em temperaturas e pressões de até 200 graus C e 70 MPa, respectivamente. Esta avaliação incluiu análises comparativas com caracterizações microestruturais como porosimetria e termogravimetria. Inicialmente, o estudo avaliou os mecanismos de reação de diferentes formulações de GP e determinou os efeitos da lixiviação alcalina na evolução da resistência sob diversas condições de cura (seca e saturada). Os resultados identificaram a composição K-waterglass com SiO2/K2O=1,53 e H2O/K2O=8,69 como apresentando rápido ganho de resistência, baixa lixiviabilidade, e por isso foi selecionada. A temperatura de cura teve um impacto significativo nas propriedades finais, com demonstrando uma melhoria notável de 144 por cento na resistência à compressão a 50 graus C, e uma melhoria adicional de 37 por cento a 50 graus C sob 20 MPa, atribuída à maior densificação microestrutural. A tese também explorou o efeito da adição de partículas micrométricas (chamotte) e nanométricas (nanomemetacaulim, nanoargila e nanotubos de carbono) sob condições extremas de cura (150 graus C e 40 MPa). Resultados preliminares indicaram dispersão satisfatória de nanotubos de carbono usando uma técnica simples e de baixa energia. As adições individuais contribuíram para a melhoria do desempenho do GP, mas as adições híbridas superaram quaisquer resultados de adição separada, produzindo uma formulação com maior reatividade. Sob a cura a 150 graus C, o GP com adições híbridas exibiu uma melhoria notável de 350 por cento nas propriedades mecânicas em comparação com o GP simples. Sob pressão de 40 MPa, o desempenho mecânico foi minimamente afetado pelas adições híbridas, confirmando sua eficácia em alcançar as propriedades desejadas para aplicações de alta temperatura e pressão, incluindo refinamento de poros, aumento de resistência à flexão e redução de porosidade.