Physical and mechanical characterization of cement-mortars internally cured with hybrid nanocomposites based on hydrogel and nanoclay

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Watanuki Filho, Adhemar [UNESP]
• Orientador(a): Aouada, Fauze Ahmad [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Absorbent polymer; Polímero absorvente; Nanocompósito híbrido; Construção civil; Cloisita Na+; Cura interna
• Palavras-chave em Inglês: Hybrid nanocomposite; Civil construction; Cloisite Na+; Internal curing; Hydrogel
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/214438

Os materiais de base cimentícia são os mais produzidos na construção civil devido a sua versatilidade e durabilidade. Contudo, para melhores desempenhos, novos aditivos vêm sendo amplamente estudados e aplicado, principalmente ao que se refere aos processos de cura. Destacam-se então os hidrogéis nanocompósitos híbridos caracterizados por suas características hidrofílicas de absorção e liberação de água, como promissores agentes de cura interna em matrizes cimentícias. Este estudo se propôs analisar as propriedades físicas, químicas e morfológicas de hidrogéis baseados em poliacrilamida, carboximetilcelulose e três concentrações diferentes de Cloisita-Na+ em dois meios diferentes de intumescimento (água destilada e solução filtrada da mistura de água+cimento Portland), e avaliar o efeito da aplicação de 0,5% (m/mcimento) destes hidrogéis pré-intumescido nas propriedades do estado fresco e endurecido de argamassas cimentícias (1:2,16 e relação a/c=0,40). Os resultados demonstraram que para estado fresco os hidrogéis proporcionaram reduções no slump flow de até 4,8% para argamassas AHN20, além de menor taxa de exsudação. Estas observações permitiram avaliar que o aumento da concentração de nanoargila no polímero interfere diretamente nos parâmetros cinéticos dos hidrogéis e contribui para maior retenção de água, o que pode refletir em melhor hidratação e redução de patologias. Quanto aos resultados no estado endurecido, foi possível avaliar que o tipo de cura das amostras interferiu nos resultados, já que não ocorreram variações nas densidades (2,18 + 0,02 g/cm³) de todas as amostras, indicando que os hidrogéis encontravam-se parcialmente ou totalmente intumescidos durante a realização dos ensaios. A perda de resistência mecânica foi observada, contudo aos 28 dias para as argamassas AHN20 os resultados foram similares ao controle, o que corrobora com a porcentagem de vazios encontrada. Neste caso, ambas argamassas tiveram menor porcentagem de vazios, em relação as argamasssa AHN0 e AHN10, e consequentemente melhores desempenhos em suas propriedades mecânicas. Destaca-se também, que a concentração de nanoargila no hidrogel controla a liberação de água, sendo observado a partir dos resultados de perda de massa e retração plástica que reduziam à medida que esta concentração aumentava. As imagens de SEM permitiram avaliar que as matrizes com maiores propriedades mecânicas são mais uniformes, com poucos poros ou microfissuras. Conclui-se que os hidrogéis híbridos nanocompósitos podem ser potencialmente aplicados como agentes de cura interna, em destaque para os produzidos com 20% (massa/ massa de CMC+AAm) de nanoargila, uma vez que sua liberação mais controlada permitiu reduzir aspectos como porosidade, absorção de água, retração e atuar significativamente nas propriedades mecânicas. Assim, este tipo de aditivo polimérico pode ser um material inovador no para melhorias no controle de água na área da tecnologia de materiais cimentícios.