De acordo com a pesquisa realizada por Zhang et al. (2016), a adição da sílica ativa (SF) juntamente com a nanossílica (NS) pode melhorar a microestrutura e as propriedades mecânicas dos compósitos cimentícios. Isso acontece devido à sinergia entre as partículas que melhora o empacotamento e aumenta os pontos de nucleação dos compósitos cimentícios.
Lincy (2018) realizou um estudo da durabilidade em concretos por meio de diferentes mecanismos de transporte, adicionando sílica a ativa e nanossílica. O uso da NS se mostrou mais benéfico pelo refinamento dos poros do concreto e maior resistência à absorção de água. Quando se adicionou nanossílica, foi possível observar uma microestrutura mais densa e compacta, com aumento de silicato de cálcio hidratado e redução do hidróxido de cálcio e, além disso, as zonas de transição interfaciais também ficaram mais compactas.
No Quadro 2.1 são apresentadas algumas pesquisas que foram realizadas nos últimos anos utilizando nanossílica (NS) e sílica ativa (SF), além da utilização juntamente com outros materiais. É possível observar quais resultados relevantes foram obtidos, bem como o ano e o autor responsável pela pesquisa.
Quadro 2.1 – Pesquisas realizadas em materiais cimentícios utilizando sílica ativa e/ou nanossílica.
Autor Ano Material Resultado
CHEN et al. 2016 Sílica ativa e Nanossílica
Teores de 2%, 4% e 6% de NS ou SF aumentaram à resistência à compressão e à flexão de pastas ao se comparar com pastas de referência.
ZHANG et al. 2016 Sílica ativa e Nanossílica
No estudo da substituição de 10% de cimento Portland por sílica e nanossílica, variando SF de 7% a 10% e NS de 1% a 3%, resultou em uma maior resistência à compressão das pastas. Foi observado também um efeito sinérgico de SF com NS.
LI et al. 2017 Sílica ativa e Nanossílica
Estudou argamassas com substituição de cimento Portland por 1% e 2% de NS, 10% de SF, 1% de NS + 10% de SF e 2% de NS + 10% de SF. As misturas ternárias demandaram maior quantidade de aditivo, e se obteve melhoria nos valores de resistência à compressão. ALONSO DOMINGUEZ et al. 2017 Sílica ativa e Nanossílica Utilização de 4% de NS e 10% de SF, em pastas e argamassas ocasionou um refinamento na estrutura porosa. Foi observado ainda melhoria nas propriedades de durabilidade.
BHATTACHARYA E
HARISH 2018 Sílica ativa
Foi observado que o desempenho da argamassa com 4% de SF foi superior ao desempenho mecânico da argamassa com 8% de SF, sendo ambas superiores à argamassa referência. Porém, ao utilizar o teor de 12% de substituição a argamassa resultou em menor resistência à compressão que a argamassa referência.
GHODDOUSI et al. 2018 Sílica ativa e Nanossílica
Variando os teores de NS e SF, com 2%NS + 10%SF, atingiu-se uma resistência à compressão 22% maior que a pasta de referência. Tal ocorrência se justifica pelo efeito de nano preenchimento dos poros, ao efeito de nucleação e à reação pozolânica durante a hidratação.
SHAFIQ et al. 2019 Metacaulim e Nanossílica
Utilização da NS na modificação do metacaulim para avaliação de propriedades mecânicas e de durabilidade. Uma mistura de 10% MK + 1% NS resultou nos melhores resultados para as propriedades mecânicas avaliadas no estudo.
Quadro 2.1 – Pesquisas realizadas em materiais cimentícios utilizando sílica ativa e/ou nanossílica (Continuação).
ANDRADE et al. 2019 Sílica ativa e Nanossílica
NS apresenta maior superfície específica que a SF, portanto pastas com NS exigiram maior teor de aditivo superplastificante. Com NS, observou-se a reação pozolânica até 3 dias de hidratação, enquanto com SF essa reação só foi observada após 7 dias de hidratação. Foi identificado um efeito sinérgico de SF com NS.
FRAGA 2019 Sílica ativa e nanossílica
Ao ultrasonicar a SF, houve maior produção de C-S- H, maior refinamento dos poros e maior resistência à compressão. Já na NS não resultou em diferenças significativas na microestrutura e no desempenho mecânico das pastas. Foi observado o aumento significativo da resistência à compressão com 1 e 3 dias da pasta com SF e NS coloidal ultrasonicadas em conjunto. A ultrasonicação das misturas ternárias alterou a morfologia do C-S-H e refinou a estrutura porosa das pastas.
NASCIMENTO FILHO 2019 Nanossílica
Avaliou a influência da relação água cimento (a/c) na atuação da nanossílica em dispersão coloidal nas propriedades físicas e mecânicas das argamassas de cimento Portland. Foram propostas relações a/c de 0,35 e 0,50, para argamassas com traço 1:3, utilizando 1% de NS em relação à massa de cimento. Utilizando a menor relação a/c, observou-se um acréscimo de 10% de resistência mecânica.
ANDRADE et al. 2019 Sílica ativa e Nanossílica
NS apresenta maior superfície específica que a SF, portanto pastas com NS exigiram maior teor de aditivo superplastificante. Com NS, observou-se a reação pozolânica até 3 dias de hidratação, enquanto com SF essa reação só foi observada após 7 dias de hidratação. Foi identificado um efeito sinérgico de SF com NS.
AZAMBUJA et al. 2019 Sílica ativa
Avaliaram a durabilidade de microconcretos com adição de sílica ativa com a utilização de polímero superabsorvente (SAP), visando diminuição dos efeitos de retração. A adição do SAP tornou o material mais resistente à entrada de íons de cloreto, contribuindo para maior durabilidade.
Quadro 2.1 – Pesquisas realizadas em materiais cimentícios utilizando sílica ativa e/ou nanossílica (Continuação). TAWFIK et al. 2020 Nanossílica e resíduo de cerâmica
Produziu concretos com resíduo de cerâmica de construção (2 a 10 %) civil e nanossílica (1 a 4%) em substituição ao cimento, avaliando propriedades mecânicas e por meio de ensaios não destrutivos. Melhoria no desempenho foi encontrada principalmente na combinação 3% de NS e 6% de resíduo. ALKHATIB et al. 2020 Nanossílica e resíduo industrial
Incorporação de resíduo industrial (pó de forno de cimento) em concreto de alto desempenho para análise de propriedades mecânicas e de durabilidade. O uso apenas do resíduo interferiu negativamente nas propriedades mecânicas, enquanto a resistência com NS aumentou. Já a combinação dos dois materiais reduziu a permeabilidade do concreto, proporcionou um micro estrutura mais densa e a zona de transição interfacial compacta.
FRAGA et al. 2020 Sílica ativa
Utilização de sílica ativa densificada e não densificada em micro concretos. A sílica não densificada proporcionou maior consumo do hidróxido de cálcio e menor relação cálcio/sílica (Ca/Si) da matriz cimentícia, resultando em maior resistência à compressão do microconcreto.
Através das pesquisas apresentadas foi possível constatar que com a utilização da sílica ativa e/ou da nanossílica em materiais cimentícios, houve aumento no desempenho mecânico em comparação com as amostras somente com cimento Portland. A diferença percebida no desempenho mecânico ocorreu devido à alteração da microestrutura dos materiais cimentícios estudados contendo sílica ativa e/ou nanossílica. Foi possível observar que ainda há necessidade de estudos relacionados aos impactos e consequências da utilização de NS e SF na durabilidade de materiais cimentícios.
Com base nos trabalhos recentes elencados no Quadro 2.1, ficou evidente que os estudos não analisaram o comportamento de materiais cimentícios com utilização de sílica ativa e nanossílica e os efeitos e consequências de tal uso desde a transição suspensão sólido até os impactos e implicações nos parâmetros de durabilidade a longo prazo. Chen et al. (2016)
analisaram o comportamento mecânico, assim como Zhang et al. (2016) avaliaram a resistência à compressão com diferentes teores de NS e SF, observações também obtidas por Li et al. (2017). Alonso Dominguez et al. (2017) e Lincy (2018), analisaram propriedades relacionadas a durabilidade. Já Fraga (2019) focou seus estudos em pastas cimentícias e suas propriedades microestruturais, utilizando NS ultrasonicada.