Avaliação das propriedades mecânicas na fratura de pastas de cimento com adição de óxido de grafeno

• Published in: Matéria 2022, Vol.27 (3)
• Main Authors: Horta, Ricardo Augusto dos Santos, de Paula, Júnia Nunes, Calixto, José Márcio Fonseca
• Format: Article
• Language: Portuguese
• Subjects: CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING
• ISSN: 1517-7076; 1517-7076
• DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2022-0142

RESUMO Os materiais compósitos de base cimentícia, incluindo pasta de cimento, argamassa e concreto, são os materiais mais comumente utilizados na construção civil. No entanto, a sua natureza frágil, elevada dureza, baixa resistência à tração e propensão às fissuras são fatores-chave que comprometem a durabilidade e resultam em altos custos de manutenção das estruturas. Materiais de reforço como barras de aço, fibras de aço, fibras de carbono, fibras de vidro e polímeros foram extensivamente aplicados em concretos nos últimos anos. Embora estes materiais possam melhorar bastante a tenacidade do concreto, solucionando bem os defeitos que ocorrem na micro escala inerentes aos materiais cimentícios, as fraturas nestes materiais persistem. Os nanomateriais (como nanosílica, nanotubos de carbono e derivados do grafeno) podem atuar complementarmente às fibras tradicionais, reforçando ainda mais os materiais cimentícios fibrosos, por meio dos mecanismos de restrição à iniciação e à propagação das fissuras na escala nanométrica, bem como disponibilização de uma área de superfície específica extremamente elevada para interação com os produtos de hidratação do cimento. Dentre os nanomateriais, o óxido de grafeno (OG) apresenta um enorme potencial para aplicação nos compósitos cimentícios. Neste trabalho foram realizados ensaios com adição de OG produzido e patenteado no CTNano/UFMG em pastas de cimento classe CP-III-RS-40. Objetivou-se avaliar as propriedades mecânicas de pastas de cimento com adição de OG, nos teores de 0,03% e 0,05%. Dentre os teores de adição analisados, o teor de 0,05%OG permitiu a obtenção dos melhores resultados aos 28 dias de cura. Foram obtidos aumentos de 19,40%, 16,86%, 27,37% e 21,55% no módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, tenacidade à fratura e energia de fratura, respectivamente. Diante destes resultados, pode-se inferir que o OG tem potencial para ser aplicado na construção civil, visando a melhoria das propriedades mecânicas e parâmetros de fratura de pastas de cimento. ABSTRACT Cement-based composite materials, including cement paste, mortar and concrete, are the most commonly used materials in civil construction. However, its brittle nature, high hardness, low tensile strength and propensity to cracking are key factors that compromise durability and result in high maintenance costs for structures. Reinforcement materials such as steel bars, steel fibers, carbon fibers, glass fibers and polymers have been extensiv