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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2360
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Concretos de pós reativos com adições de óxido de grafeno (GO) |
Autor: | BERNARDES, Rodrigo Mantovani |
Primeiro orientador: | MAESTRELLI, Sylma Carvalho |
Primeiro coorientador: | MARGARIDO, Ana Paula |
Primeiro membro da banca: | ROVERI, Carolina Del |
Segundo membro da banca: | SOLER, José Gabriel Maluf |
Resumo: | O concreto está cada vez mais presente na construção civil devido à sua versatilidade; alterações na quantidade de seus materiais constituintes - aglomerante (cimento), agregados (areia e brita) e água - resultam em um composto com características específicas (durabilidade, fragilidade etc.) e propriedades distintas (resistência mecânica, permeabilidade etc.). A presença de aditivos, por sua vez, pode modificar as propriedades do concreto, facilitando sua aplicação e melhorando sua trabalhabilidade. A resistência à compressão, o módulo de elasticidade e a moldabilidade são alguns dos fatores determinantes na utilização do concreto. Alguns resistem a esforços compressivos em mais de 100 MPa, sendo denominados concretos especiais. Nessa categoria, encontra-se o concreto de pós reativos (CPR), o qual não possui materiais de granulometria grossa, sendo geralmente constituído por cimento, areia, pó de quartzo, sílica ativa, aditivo superplastificante e água. Pesquisas envolvendo outros concretos também têm sido desenvolvidas, como é o caso do concreto convencional com adições de óxido de grafeno (GO), um nanomaterial derivado da sintetização do grafite com oxidantes e ácidos fortes. Resultados da adição de GO em concreto revela um aumento de 48% na resistência à flexão e de 57% na compressão, tal como mencionado na revisão bibliográfica. Partindo-se dessa premissa, essa pesquisa investigou a influência do GO nas propriedades do CPR. Após caracterização física e microestrutural dos materiais, corpos de prova de CPR sem e com a adição de GO (teores de 0,025% e 0,05% em peso) foram produzidos e ensaiados. Os resultados mostraram que com a adição de 0,025% de GO, houve um aumento na resistência à compressão (1,52%) e na resistência à flexão (11,80%); já a adição de 0,05% de GO também promoveu um aumento na resistência à compressão (19,14%) e na flexão (7,93%). Por meio da Análise de Variância e do Teste de Tukey verificou-se que somente o CPR com a adição de 0,05% de GO obteve um aumento estatisticamente significativo de resistência à compressão, na idade de 28 dias. O mesmo não ocorreu para os resultados de resistência à flexão, com nenhuma das adições. Isso se deve à natureza do concreto, que, quando submetido às forças de tração, apresenta maior separação dos agregados, efeito não contido mesmo com a presença do GO. Assim sendo, com a análise estatística dos resultados, comprovou-se a influência positiva do GO, que proporcionou um maior refinamento na microestrutura do concreto, afirmativa essa corroborada pelos ensaios de microscopia eletrônica de varredura. Ainda, foi evidenciado o efeito benéfico da presença de GO no que tange à diminuição da porosidade e permeabilidade do CPR. |
Abstract: | Concrete is increasingly present in civil construction due to its versatility; changes in the quantity of its constituent materials - binder (cement), aggregates (sand and gravel), and water - result in a compound with specific characteristics (durability, weakness etc.) and distinct properties (mechanical strength, permeability etc.). The presence of additives, in turn, can modify the properties of concrete, facilitating its application and improving its workability. Compressive strength, modulus of elasticity, and moldability are some of the determining factors in the use of concrete. Some resist compressive stresses of more than one hundred MPa, being called special concretes. In this category is reactive powder concrete (RPC), which does not have coarse-grained materials, usually consisting of cement, sand, quartz powder, active silica, superplasticizer additive, and water. Research involving other concretes has also been developed, such as conventional concrete with additions of graphene oxide (GO), a nanomaterial derived from the synthesis of graphite with oxidants and strong acids. Results of the addition of GO in concrete reveal an increase of 48% in flexural strength and 57% in compression, as mentioned in the literature review. Based on this premise, this research investigated the influence of GO on the properties of RPC. After physical and microstructural characterization of the materials, RPC test specimens without and with the addition of GO (contents of 0.025% and 0.05% by weight) were produced and evaluated. The results showed that with the addition of 0.025% GO, there was an increase in compressive strength (1.52%) and flexural strength (11.80%); the addition of 0.05% GO also promoted an increase in compressive strength (19.14%) and flexion (7.93%). Through Analysis of Variance and Tukey’s Test, it was found that only the RPC with the addition of 0.05% GO obtained a statistically significant increase in compressive strength, at the age of 28 days. The same did not occur for the flexural strength results, with none of the additions. This is due to the nature of concrete, which, when subjected to tensile forces, presents greater separation of aggregates, an effect not contained even with the presence of GO. Thus, with the statistical analysis of the results, the positive influence of GO was proven, which provided a greater refinement in the microstructure of the concrete, a statement corroborated by scanning electron microscopy tests. Also, the beneficial effect of the presence of GO was evidenced in terms of reducing the porosity and permeability of the RPC. |
Palavras-chave: | Concreto de pós reativos. Resistência. Óxido de grafeno. Microestrutura. |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
Departamento: | Instituto de Ciência e Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Citação: | BERNARDES, Rodrigo Mantovani. Concretos de pós reativos com adições de óxido de grafeno (GO). 2023. 137 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2360 |
Data de defesa: | 13-Dez-2023 |
Aparece nas coleções: | Mestrado |
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