Caracterização de pastas cimentícias sustentáveis obtidas a partir de nanocompósitos baseados em hidrogéis, nanofibras de celulose bacteriana e cimento Portland - Siqueri, Vitor Aguiar Sant' Anna (2023)
O cimento é um dos materiais mais utilizados na construção civil por possuir características físicas e químicas que justificam o seu manuseio e trabalhabilidade. Portanto, analisar suas propriedades nos estados fresco e endurecido é importante para garantir sua funcionalidade. Dessa maneira, alguns materiais poliméricos podem ser adicionados às bases cimentícias com o intuito de mitigar a retração em sistemas com baixa relação água/cimento. Assim, o presente estudo teve por objetivo principal avaliar o efeito do uso de nanocompósitos poliméricos baseados em hidrogel e nanofibras de celulose bacteriana (NFCB), sendo a NFBC usada comumente para reforço em matriz polimérica, sobre as propriedades no estado fresco e endurecido destas pastas de cimento. A extração da NFCB ocorreu por oxidação mediada por 2,2,6,6-tetrametil-1-piperidinoxil (TEMPO), a partir de resíduos de curativos de celulose bacteriana. A síntese do hidrogel foi realizada a partir de poliacrilamida (PAAm), polissacarídeo carboximetilcelulose (CMC) e 5,0% de NFCB (massa/volume de solução). Já as pastas cimentícias foram produzidas com cimento Portland CP II-Z e concentrações de 0% (controle), e 0,5% de hidrogel em relação à massa de cimento, e relação água/cimento (a/c) de 0,35. Foi necessário também estudar a capacidade máxima de absorção de água dos hidrogéis, quantificado pelo grau de intumescimento no estado de equilíbrio (Qeq) (Qeq = 24,6 ± 0,9 g/g). Os resultados das propriedades no estado fresco indicaram que o índice de consistência da pasta de cimento diminuiu cerca de 5% com a adição de hidrogel na matriz cimentícia. A adição do hidrogel nas pastas cimentícias diminuiu também a exsudação em relação ao controle, a máxima exsudação ocorreu aos 60 minutos em ambas as amostras. A amostra com hidrogel obteve um menor percentual de absorção de 20,3%, principalmente na idade de 28 dias, devido à atuação do hidrogel na reação de hidratação. Não foram observadas variações significativas, em todas as idades de cura, ocasionadas pela incorporação de hidrogel nas propriedades de resistência mecânica e na retração destas pastas cimentícias. O que é um resultado considerado satisfatório tendo em vista a resistência mecânica de 35 MPa da matriz controle. Desta forma, pode-se concluir que a adição do hidrogel trouxe resultados positivos para a pasta cimentícia devido a sua capacidade de liberação de água gradativa, o que pode estar auxiliando no processo de cura da pasta.