Comparação da adição de nanotubos de carbono funcionalizados e não funcionalizados nas propriedades de concretos submetidos a temperaturas elevadas

• Autor(a) principal: Motta, Edlaine Feital Barbosa
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16653
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL; Nanotubos de carbono; Funcionalização; Concreto; Temperaturas elevadas; Incêndio; Carbon nanotubes; Functionalization; Concrete; High temperatures; Fire

Os nanotubos de carbono (NTCs) possuem excelentes propriedades mecânicas. Quando aplicados a concretos, eles funcionam como reforço, aprimorando a microestrutura da matriz e evitando a propagação de fissuras. Entretanto, ainda existem lacunas de pesquisa envolvendo o comportamento de NTCs sob temperaturas elevadas, um tema importante a fim de garantir a segurança humana e a preservação da edificação em caso de incêndio. Dentro desse contexto, o objetivo desta pesquisa é avaliar o comportamento termomecânico de um concreto com adição de NTCs funcionalizados e não funcionalizados. Para este fim, foram ensaiados três tipos de concreto: convencional (REF), com NTCs funcionalizados (NTC FUN) e com NTCs não funcionalizados (NTC NF); ambos no teor de 0,15% em relação à massa de cimento. Foram realizados ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV), massa específica, absorção, índice de vazios, determinação de velocidade de propagação de onda ultrassônica (VPU), resistência à compressão e à tração. Os concretos foram ensaiados em temperatura ambiente e após aquecimento de 300°C, 600°C e 900°C em forno mufla. Os resultados da MEV mostraram a má dispersão dos NTCs e falta de homogeneidade no nanomaterial no concreto. Não foram identificadas diferenças significativas entre a dispersão dos dois tipos de NTCs. Não há diferença nos resultados de massa específica, índice de vazios e VPU para os traços NTC FUN e NTC NF em todas as temperaturas estudadas. Não há diferença entre a perda de massa em 300°C e 600°C dos traços com adição de NTCs. Na temperatura de 900°C, a perda de massa do traço NTC NF foi superior ao traço NTC FUN. Não há diferença entre a absorção de água dos traços com adição de NTCs nas temperaturas ambiente, 300°C e 600°C. Em 900°C, a absorção do traço NTC NF foi superior ao traço NTC FUN. Na temperatura ambiente, os resultados de resistência à compressão dos traços com adição de NTCs foi semelhante. Quanto às resistências residuais à compressão, o traço NTC FUN apresentou melhor desempenho na temperatura de 300°C, possivelmente devido à forte ligação entre os grupos funcionais dos NTCs funcionalizados com a matriz cimentícia. Na temperatura ambiente e após a exposição a temperaturas elevadas não houve diferença na resistência à tração dos traços NTC FUN e NTC NF. Pode-se concluir que a adição de NTCs funcionalizados melhora o comportamento mecânico do concreto no início da exposição a temperaturas elevadas em situações de incêndio, mas mais trabalhos são recomendados para entender os fenômenos por trás da dispersão desse material.