Efeito da ultrasonicação da sílica ativa e da nanossílica na microestrutura das pastas ternárias de cimento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fraga, Yuri Sotero Bomfim
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/35613
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.
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spelling Efeito da ultrasonicação da sílica ativa e da nanossílica na microestrutura das pastas ternárias de cimentoUltrasonication effect of sílica fume and nanosilica on microstructure of ternary cement pastesSílicaNanossílica coloidalUltrasonicaçãoCimento portlandDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.A sílica ativa (SF) e a nanossílica (NS) são cada vez mais estudadas para a produção de materiais cimentícios de alto desempenho. O potencial reativo desses materiais muitas vezes é reduzido devido ao elevado grau de aglomeração dessas pequenas partículas. Alguns pesquisadores estudaram métodos para dispersar a SF ou a NS, como a utilização de misturadores rotacionais e ultrasonicadores. Apesar disso, não foram encontrados estudos sobre o efeito da ultrasonicação conjunta desses materiais na microestrutura de pastas temárias de cimento. Dessa forma, essa pesquisa tem como objetivo avaliar o efeito da ultrasonicação da sílica ativa e da nanossílica coloidal na resistência à compressão e na microestrutura de pastas temárias de cimento Portland. Foram estudadas sete pastas de cimento para verificar o efeito isolado da ultrasonicação da sílica ativa no teor de 10% e da nanossílica coloidal no teor de 2%, bem como o efeito da ultrasonicação conjunta de 8% da SF e 2% da NS em substituição ao cimento Portland. A SF e a NS foram ultrasonicadas por 10 minutos com amplitude de 75%. Para avaliação da microestrutura das pastas, foram realizados os ensaios de difração de raios- X (DRX), termogravimetria (TG/DTG), espectroscopia no infravermelho, microssonda eletrônica com espectrômetros de comprimento de onda (WDS), espectroscopia por ressonância magnética nuclear no estado sólido 29Si (RMN-MAS 29Si) e porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM). Os resultados mostraram que ao ultrasonicar a SF, houve maior produção de C-S-H, maior refinamento dos poros e maior resistência à compressão quando comparada com a pasta com SF sem o processo de ultrasonicação, comprovando a efetividade desse método para a dispersão dessas partículas. A ultrasonicação da nanossílica coloidal não resultou em diferenças significativas na microestrutura e no desempenho mecânico das pastas. Além disso, foi observado o aumento significativo da resistência à compressão com 1 e 3 dias da pasta com SF e NS coloidal ultrasonicadas em conjunto. Dessa forma, foi possível concluir que a ultrasonicação foi eficiente para dispersar os aglomerados de sílica ativa, porém não influenciou significativamente no tamanho das partículas de nanossílica coloidal. A ultrasonicação das misturas temárias alterou a morfologia do C-S-H e refinou a estrutura porosa das pastas.Silica fume (SF) and nanosilica (NS) are studied for the production of high performance cementitious materiais. The reactive potential of these materiais is often reduced due to the high degree of agglomeration of these small particles. Some researchers have studied methods to disperse SF or NS such as the use of rotational mixers and ultrasonicators, however no studies have been found on the ultrasonication effect of SF and NS on the microstructure of temary cement pastes. Thus, this research aims to evaluate the effect of ultrasonication of silica fume and colloidal nanosilica on compressive strength and microstructure of temary cement pastes. Seven cement pastes were studied in order to verify the isolated effect of ultrasonication of 10% of silica fume and 2% of colloidal nanosilica, as well as the effect of the combined ultrasonication of 8% of SF and 2% of NS in replacement to Portland cement. The SF and NS were ultrasonicated for 10 minutes with an amplitude of 75%. To evaluate the microstructure of the pastes, it was performed X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG/DTG), infrared spectroscopy (FTIR), electron probe microanalysis (EPMA) with spectrometers of the wavelength disperse type (WDS), 29Si nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR-MAS 29Si) and mercury intrusion porosimetry (MIP). The results showed that the ultrasonication of SF resulted in higher C-S-H production, higher pore refinement and higher compressive strength when compared to SF paste without the ultrasonication, proving the effectiveness of this method to disperse these particles. The ultrasonication of colloidal nanosilica resulted in insignificant differences on the microstructure and on the mechanical performance of the pastes. In addition, a significant increase on the compressive strength of the paste with combined ultrasonicated SF and colloidal NS was observed at 1 and 3 days. Therefore, it was possible to conclude that the ultrasonication was efficient to disperse the silica fume clusters, however there were no significant effects of the ultrasonication of the colloidal nanosilica. Furthermore, the ultrasonication of the temary pastes changed the morphology of C-S-H that provided higher refinement of the porous structure of the pastes.Rêgo, João Henrique da SilvaCapuzzo, Valdirene Maria SilvaFraga, Yuri Sotero Bomfim2019-10-17T21:51:42Z2019-10-17T21:51:42Z2019-10-172019-03-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFRAGA, Yuri Sotero Bomfim. Efeito da ultrasonicação da sílica ativa e da nanossílica na microestrutura das pastas ternárias de cimento. 2019. xxii, 109 f., il. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.http://repositorio.unb.br/handle/10482/35613A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-13T19:21:06Zoai:repositorio.unb.br:10482/35613Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-13T19:21:06Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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