• Nenhum resultado encontrado

1 INTRODUÇÃO

4.3 Caracterização dos materiais

4.3.3 Adições

Com o intuito de reproduzir as dosagens dos concretos de ultra - alta resistência com êxito foram utilizadas adições ao concreto em estudo. Foi buscado incorporar as adições com características semelhantes às adições utilizadas por outros pesquisadores deste tipo de concreto. As descrições destes materiais são feitas a seguir.

4.3.3.1 Pó de quartzo

O pó de quartzo utilizado neste estudo é comercialmente chamado de Sílica Malha 325 e foi disponibilizado pela Mineração Jundu por doação para fins de pesquisa para a Universidade Federal do Paraná. O produto é extraído e beneficiado na cidade de Araguari, interior do estado de São Paulo.

A Tabela 17 apresenta a composição química do pó de quartzo, fornecida pela fabricante do produto.

TABELA 17. ANÁLISE QUÍMICA E ÍNDICE DE UMIDADE DO PÓ DE QUARTZO.

Elemento Unidade Resultado

Umidade % 0, 020

Perda ao fogo % 0, 130

Teor de SiO2 % > 99, 000

Teor de Fe2O3 % < 0, 050

Teor de Al2O3 % < 0, 300

Teor de TiO2 % < 0, 035

FONTE: Mineração Jundu.

A Tabela 18 apresenta a composição granulométrica da fração mais graúda do pó de quartzo, ou seja, da granulometria possível de ser obtida por peneiramento.

As informações foram fornecidas pela fabricante do produto através de laudo emitido no momento da retirada do produto na unidade de beneficiamento.

TABELA 18. COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DO PÓ DE QUARTZO.

Peneiras Abertura (mm) % Retido % Retido acumulado

100 0,150 0,00 0,00

140 0,106 0,06 0,06

200 0,075 0,45 0,51

325 0,045 7,00 7,51

< 325 < 0,045 92,49 100,00

FONTE: Mineração Jundu.

A Figura 47 apresenta o resultado de uma análise granulométrica realizada com o mesmo material fornecido pela Mineração Jundu e realizada no Laboratório de Análise de Minerais e Rochas – LAMIR / UFPR.

Figura 47. Distribuição granulométrica do pó de quartzo.

FONTE: LAMIR / UFPR.

Realizando a determinação da granulometria por raio laser em um granulômetro da marca CILAS 1064 por sessenta segundos, foi demonstrado que 90% dos grãos da amostra possui diâmetro menores que 38,28 µm, 50% possuí diâmetros menores que 11,60 µm e 10% diâmetros menores que 1,43 µm. O diâmetro médio das partículas de pó de quartzo foi de 15,89 µm.

4.3.3.2 Sílica ativa

Para a confecção do concreto de ultra - alta resistência foi incorporada a dosagem sílica ativa nacional, proveniente de um mesmo lote de fabricação, fornecida pela empresa Silmix em sacos de papel Kraft de 20 kg. A sílica ativa, pó fino de cor cinza claro, é própria para aplicação em concretos e argamassas e possui formato da partícula predominantemente esférico, de acordo com a NBR 13956 (ABNT, 2006).

A quantidade de sílica ativa empregada nas misturas foi testada através de incorporação gradual, conforme será discutido no quinto capítulo, referente à dosagem do concreto. Como limite superior de dosagens foi utilizado estudos de pesquisadores pioneiros na confecção dos CUAR como Cheyrezy, Maret e Froin (1995) que utilizaram 30 % do material em relação à massa do cimento. Este percentual vai contra a recomendação proposta pelo fabricante do produto, que é utilizar até 15 % de produto em relação à massa do cimento. Devido à finura elevada, sua incorporação em grandes porções aumenta consideravelmente a necessidade de água no concreto.

As características químicas e físicas da sílica ativa utilizada são apresentadas nas Tabelas 19 e 20, respectivamente. Todas as características foram fornecidas pelo fabricante do produto.

TABELA 19. CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DA SÍLICA ATIVA.

Características Resultados Unidade

Perda ao fogo 3,14 %

SiO2 94,30 %

Al2O3 0,09 %

Fe2O3 0,10 %

Ca0 0,30 %

MgO 0,43 %

K2O 0,83 %

Na2O 0,27 %

FONTE: Silmix.

TABELA 20. CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA SÍLICA ATIVA.

Características Valor Unidade

Massa específica 2.220 kg/m³

Superfície especifica 19.000 m²/kg

FONTE: Silmix.

A Figura 48 apresenta a curva de composição granulométrica da sílica ativa.

Os ensaios foram realizados no Laboratório de Análise de Minerais e Rochas da Universidade Federal do Paraná – LAMIR.

Figura 48. Distribuição granulométrica da sílica ativa.

FONTE: LAMIR/UFPR.

A técnica empregada também foi a granulometria por raio laser em um granulômetro da marca CILAS 1064 por um tempo de sessenta segundos. O resultado indicou que 90% dos grãos da amostra tem diâmetro menor que 16,86 µm, 50% possuí diâmetros menores que 9,58 µm e 10% diâmetros menores que 1,94 µm. O diâmetro médio das partículas analisadas foi de 9,69 µm.

4.3.3.3 Nanotubos de carbono

Os nanotubos de carbono utilizados nesta pesquisa foram adquiridos da empresa Nanocyl AS., localizada na Bélgica. É o mesmo material utilizado por Marcondes (2012) sendo comercialmente conhecidos com o nome de NC 7000. O material foi gentilmente cedido pelo pesquisador para esta pesquisa, e o valor pago pelo produto em pó foi 120 euros por quilo, no ano de 2012.

Segundo o fabricante, tratam-se de NTCs de paredes múltiplas sintetizados pelo método de deposição química a vapor ou também chamado CVD - Chemical Vapor Deposition.

A Figura 49 mostra uma imagem deste material com o emprego da microscopia eletrônica de varredura (MEV). O estado atual do produto é no formato de pó, sendo necessário dispersá-lo em uma solução de aditivo e água para melhor dispersão no concreto.

O processo de dispersão chama-se sonidificação e para tal foi utilizado um equipamento que emite energia ultrassônica, conforme descreve o item 4.4.4 deste trabalho. Procedimento análogo foi utilizado por Marcondes (2012) em seus estudos.

Figura 49. Imagem dos nanotubos de carbono produzidos pela Nanocyl SA.

FONTE: Marcondes, 2012.

A Tabela 21 apresenta a caracterização dos nanotubos de carbono fornecidos pelo fabricante do produto.

TABELA 21. CARACTERIZAÇÂO FÍSICA DOS NANOTUBOS DE CARBONO.

Propriedade* Valor Unidade

Diâmetro médio 9,5 Nanômetros

Comprimento médio 1,5 Mícron

Área superficial 250 a 300 m²/g

Densidade média 60 g/l

FONTE: Marcondes, 2012. *Informações fornecidas pelo fabricante.

A Tabela 22 apresenta a composição típica do produto, apresentadas pelo fabricante do produto.

TABELA 22. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS NANOTUBOS DE CARBONO.

Componente* Percentual em peso

Grafite sintetizado (NTC) 90%

Pureza de carbono 90%

Óxido metálico 10%

Óxido de cobalto < 1%

Outros 9%

FONTE: Marcondes, 2012. * Informações fornecidas pelo fabricante.