Diferentes estratégias de dispersão de nanotubos de carbono para preparação e caracterização de nanocompósitos de cimento

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Rocha, Vanessa Vilela
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; Brasil; CEFET-MG
• Palavras-chave em Português: Nanocompósitos - Material; Nanotubos de carbono; Cimento
• Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/248

Os nanotubos de carbono (NTCs) têm sido estudados devido às suas extraordinárias propriedades, como elevada resistência a tração e baixa densidade. Porém, a dispersão efetiva dos NTCs é crucial para alcançar melhorias nas propriedades mecânicas, e o principal desafio para a incorporação de NTCs na matriz de cimento Portland é a natureza hidrofóbica, fazendo com que em meio aquoso eles tendam a aglomerar, o que dificulta a homogeneização. O presente trabalho analisou diferentes técnicas de dispersão. Foi verificado a dispersão dos NTCs em surfactantes à base de lignosulfonato e policarboxilato em meio aquoso por meio do granulômetro a laser, sugerindo a dispersão efetiva do nanomaterial em presença dos aditivos em solução aquosa. No entanto, ensaios de caracterização mecânica das pastas de cimento com NTCs em proporções de 0% à 0,50% dispersos nos mesmos aditivos com uso de frequências ultrassônicas não indicaram ganhos de resistência expressivos, sugerindo que nas proporções estudadas a dispersão dos NTCs não ocorreu de maneira efetiva. Dispersando os NTCs nas partículas de cimento em solução de isopropanol e sonificação, no entanto, foi registrado ganhos de resistência à compressão e tração por compressão diametral de aproximadamente 50% para o incremento de 0,05%, além de um aumento de 70% na energia de fratura. Esse resultado sugere forte ligação entre os NTCs e as partículas de cimento e sugere também que em tais proporções os NTCs estão bem ligados aos produtos de hidratação e atuam como controladores da propagação da fissura. Em decorrência dos resultados, é aludido que o limite de dispersão por tal metodologia foi alcançado nessa proporção de 0,05%. A mesma técnica de dispersão em meio a solução de isopropanol foi adotada para verificar a dispersão dos NTCs nas partículas de areia e preparação de argamassas. Os resultados, no entanto, não identificaram ganhos de resistência tão expressivos quanto observado para a preparação das pastas de cimento, o que sugere fraca interação entre os NTCs e as partículas de areia. Os ensaios de termogravimetria sugerem redução de porosidade e maior presença de silicato de cálcio hidratado (C-S-H) em presença dos NTCs, sugerindo que o nanomaterial atua como nucleador dos produtos de hidratação das pastas de cimento.