Formulação de materiais com mudança de fase por adição combinada de vermiculita, diatomita e parafina aplicados em argamassas cimentícias

• Autor(a) principal: Costa, José Airton Cunha
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27063
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Material com mudança de fase; Vermiculita; Diatomita; Parafina; Argamassa

Com a finalidade de garantir o conforto térmico dos seus usuários, as edificações residenciais e comerciais consomem grande parte de energia para aquecer e resfriar os ambientes internos e, consequentemente, os condicionadores de ar emitem quantidades significativas de gases do efeito estufa nos aglomerados urbanos. As preocupações no século atual para redução do consumo energético e emissão de gases ensejam, portanto, avanços no uso dos materiais capazes de armazenar energia no processo de transição de fase, com especial dedicação aos PCMs (Phase Change Materials). Neste estudo, foi idealizado um material com mudança de fase, PCM, com potencial para melhoria da performance térmica em argamassas cimentícias, constituído de duas parafinas, sólida e líquida (óleo naftênico), e dois minerais como matriz de suporte (diatomita calcinada e vermiculita expandida). Primeiro, caracterizações por DSC e FT-IR foram realizadas para determinar a melhor proporção entre as parafinas visando a aplicação em edificações residenciais e comerciais. Os minerais de partida foram caracterizados por TG, DTA, FRX, MEV, BET e FT-IR. Amostras de PCM foram feitas a partir da mistura de parafinas escolhidas e os minerais, e então nomeadas como PCM1 (parafinas + diatomita), PCM2 (parafinas + vermiculita) e PCM(1+2) (parafinas + diatomita + vermiculita), e foram caracterizados por MEV, FT-IR, BET. Foram preparados traços de argamassas cimentícias na proporção em volume: 1:4 cimento:areia (traço controle), 1:4:1 de cimento:areia:diatomita, 1:4:1 de cimento:areia:vermiculita e 1:4:1 cimento:areia:PCMs, e tiveram suas propriedades térmicas mensuradas. Finalmente, foram avaliadas as propriedades térmicas do PCM(1+2), em substituição variada ao volume de areia, nas proporções de 0%, 25%, 50%, 75% e 100%. Os resultados do DSC das misturas de parafina apontaram para a composição a 20% de parafina líquida como sendo a ideal por apresentar temperatura sólidolíquido e calor latente adequados para edificações. Todos os PCMs denotaram condutividades térmicas menores que a do traço controle (1,47 W/m.K), sendo o PCM(1+2), a mais baixa dentre elas (0,82 W/m.K). O PCM(1+2) também exibiu melhor difusividade, capacidade calorífica volumétrica e resistividade térmica. A adição simultânea de vermiculita e diatomita à composição dos PCMs resulta na melhoria das suas propriedades térmicas, mantendo suas características fundamentais como estabilidade química e estrutural.