Influência da adição de g-C3N4 nas propriedades mecânicas e de durabilidade de argamassas estruturais

• Autor(a) principal: Izabella Kátia Maciel Fernandes
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/54106
• topic: Nanomateriais; Matriz cimentícia; g-C3N4; Resistência mecânica; Durabilidade; Materiais; Ciência dos materiais; Durabilidade (Engenharia); Nanomateriais

Indiretamente, a indústria de construção civil contribui em larga escala para a poluição atmosférica por meio do alto consumo de cimento, uma vez que a produção de clínquer, principal matéria prima do cimento, gera expressivas emissões de gases estufa. Ainda que o cimento Portland seja largamente utilizado em compósitos e tenha alta resistência à compressão, os valores de resistência à tração e à flexão são baixos, o que o torna frágil e com durabilidade reduzida, contribuindo para a formação de fissuras nas estruturas e, consequentemente, permitindo deformações, que podem evoluir para a penetração de agentes deletérios. Nesse contexto, uma das soluções que vêm ganhando evidência na engenharia civil é o desenvolvimento de materiais inovadores, sustentáveis e inteligentes, por meio da adição de nanomateriais na composição de argamassas, visando a melhoria de propriedades microestruturais. Dentre os nanomateriais com indícios de contribuição estrutural, o nitreto de carbono grafítico (g-C3N4) vem se mostrando como uma alternativa interessante, por possuir estrutura semelhante ao grafeno, além de exibir elevada estabilidade química e propriedades eletrônicas e ópticas especiais. O presente estudo verificou a influência do g-C3N4, com 0,25%, 0,50% e 1,0% em relação à massa de cimento, nas propriedades físicas e químicas de argamassas estruturais. É comum que nanoestruturas apresentem problemas de nucleação, baixa dispersão e homogeneização, que podem ser minorados pela inserção de grupos funcionais. Para isso, realizou-se a hidroxilação da superfície desse nanomaterial, utilizando peróxido de hidrogênio (H2O2) e tratamento ultrassônico. O produto da funcionalização, foi incorporado na argamassa com o teor de 1,0% em relação à massa de cimento. As análises das resistências mecânicas aos 28 dias revelam um aumento de 16,0% na resistência à compressão axial e de 18,3% na tração na flexão entre a amostra referência e a amostra com 1,0% de g-C3N4 esfoliado, enquanto para o produto funcionalizado esse aumento foi sutil na compressão (5,6%) e de 25,6% na tração na flexão. No geral, ambos materiais foram capazes de melhorar o desempenho mecânico da argamassa de formas distintas, e funcionar como reforço mecânico para o desenvolvimento estruturas mais resistentes e menos robustas.