Composto cimentício de alta resistência com adição de nanotubos de carbono
Resumo
Resumo: Os últimos cinquenta anos marcaram grandes avanços na tecnologia aplicada aos concretos de cimento Portland, tomando-os materiais com características cada vez mais complexas e possibilitando a expansão das resistências mecânicas a patamares cada vez maiores, da ordem de 150 MPa. Os concretos que atingem tais resistências são denominados Concretos de Ultra - Alta Resistência (CUAR) e apresentam comportamento mecânico e características ligadas à durabilidade superiores, quando comparados aos Concretos Convencionais (CC) ou aos Concretos de Alta Resistência (CAR). Mais recentemente, durante a década de 90, estudos envolvendo a sintetização de estruturas de carbono e avanços no campo da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) possibilitaram a criação e posterior aplicação de materiais em escala nanométrica a concretos e argamassas. Entre os materiais desenvolvidos, estão os Nanotubos de Carbono (NTC). O presente estudo tem por objetivo principal estudar os efeitos da utilização de nanotubos de carbono dispersos, nas propriedades mecânicas, reológicas e na estrutura interna do composto cimentício de alta resistência desenvolvido através de dosagem empírica e experimental. Foram coletados resultados obtidos nos ensaios mecânicos de resistência à compressão axial, resistência à tração na flexão e módulo de elasticidade. Foi, ainda, estudado o comportamento do concreto quanto à retração por secagem, espalhamento na mesa para índice de consistência e, apenas para os ensaios finais, pelo método squeeze-fíow. Como resultados da pesquisa, são apresentados elementos que demonstram que a incorporação de nanotubos de carbono não se mostrou adequada ao concreto em estudo, visto que o material prejudicou algumas propriedades mecânicas avaliadas nos concretos em estudo e proporcionou elevação acentuada da consistência do material no estado fresco, o que, do ponto de vista executivo, é prejudicial para a aplicabilidade do concreto. Este resultado foi comprovado nos três percentuais de adição do material em estudo, 0,10%, 0,20% e 0,30% (percentual relativo à massa de cimento adicionada a mistura) quando comparados ao traço de referência, sem adição dos nanotubos de carbono. Abstract: The last fifty years have marked major advances in technology applied to Portland cementconcrete, making them improved materials with more complex characteristics and allowingthe expansion of the mechanical performance increasing levels to the order of 150 MPa.The concrete reaching such resistances are called Ultra High Performance Concrete(UHPC) and exhibit mechanical behavior and characteristics related to durability higherwhen compared to Conventional Concrete (CC) or the High Performance Concrete (HPC).More recently, during the nineties, studies involving synthesizing carbon structures andadvances in scanning electron microscopy have allowed the creation and subsequentapplication of materials at the nanometer scale to concrete and mortar. Among thematerials developed are the Carbon Nanotubes (CNTs). The present study has the mainobjective of studying the effects of using carbon nanotubes dispersed at the mechanicalproperties, rheological characteristics and internal structure of cementitious compound ofhigh strength developed through empirical and experimental methods for concrete mixeddesign. It was collected results obtained in mechanical tests of compressive strength,flexural tensile strength and modulus of elasticity. It was also studied the behavior ofconcrete when exposed to drying shrinkage, flow table for consistency index and, only forfinal testing, the squeeze-flow method. The research results indicated that theincorporation of nanotubes. Carbon was not adequate to the concrete under study, sincethe material impaired the mechanical properties tested to the referred concrete andprovided marked elevation of the consistency of the material in the fresh state, what, fromthe practical point of view, is detrimental to the applicability of the concrete. This result wasconfirmed in the three percentages of addition of the CNTs 0,10%, 0,20% and 0,30%(percentage related to the mass of cement added to the mixture) as compared to theconcrete reference, without addition of carbon nanotubes.
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- Teses & Dissertações [10009]