XXVIII Congresso de Iniciação Científica
ANÁLISE REOLÓGICA DE PASTAS DE CIMENTO COM ADIÇÃO DE NANOQUARTZO
Autores: Wellington Vandreis Toledo (1), Geraldo de Freitas Maciel (2), Mônica Pinto Barbosa (3). (1) Bolsista IC/CNPq - Eng. Civil, FEIS-UNESP - Ilha Solteira/SP - toledo.wellington21@gmail.com (2) Professor Titular - Dep. de Eng. Civil, FEIS-UNESP - Ilha Solteira/SP - maciel@dec.feis.unesp.br (3) Professora-Pesquisadora - CEATEC-Eng. Civil, PUC - Campinas/SP - monica_eng_civil@yahoo.com.br Palavras Chave:Reologia, Nanoquartzo, Pasta de Cimento.
Introdução
A mitigação do impacto ambiental causado pela indústria cimenteira pode ser feita pela diminuição ou substituição do cimento por materiais cimentícios alternativos. Nesse sentido, as adições minerais, tais como a sílica ativa, têm sido investigadas para utilização com o cimento, visto que as formas de obtenção das adições são menos danosas. Dentre as nanopartículas de sílica ativa, existem as nanopartículas de quartzo-α, aqui denominadas de nanoquartzo, com origem sintética ou mecanoquímica (quartzo mineral). A adição de partículas finas ao cimento pode desencadear uma série de fenômenos, afetando o comportamento reológico das pastas e, consequentemente, as propriedades do concreto endurecido. Desta forma, o estudo reológico da pasta de cimento é importante para a dosagem do concreto, pois permite obter informações sobre o comportamento reológico do concreto no seu estado fresco.
Objetivos
Analisar o comportamento reológico das pastas de cimento com adição de nanoquartzo, utilizando dois diferentes tipos de aditivos químicos, um à base de Policarboxilato e o outro à base de Naftaleno, a fim de determinar os teores ótimos da adição e a compatibilidade de ambos os aditivos.
Material e Métodos
O estudo de dosagem, utilizado nesta pesquisa, foi baseado no método Repette-Melo (MELO, 2005) e complementado pela metodologia utilizada por Vita (2011) e Girotto (2012), para a definição dos teores ótimos de adição mineral. A relação água/cimento (a/c) empregada foi 0,44, o aditivo superplastificante correspondeu a 0,3% da massa de cimento (valor fixo para os dois tipos de aditivos) e os teores de nanoquarzto (pó branco, com tamanho máximo das partículas em torno de 3 μm) variaram entre 2% e 18%. Para a caracterização reológica das pastas de cimento, cada teor de nanoquartzo foi analisado pelos ensaios de cone de Marsh e reômetro, em três tempos característicos de ensaio - 5, 15 e 30 minutos após a incorporação do aditivo à mistura.
Os aditivos superplastificantes, utilizados neste estudo, são oriundos de duas gerações distintas e possuem características específícas, sendo o Naftaleno um aditivo superplastificante de segunda geração e o Policarboxilato, de terceira geração.
Resultados e Discussão
Após as análises reológicas, determinou-se que os teores de 10% e 4% de nanoquartzo são os pontos de saturação das pastas à base de Policarboxilato e Naftaleno, respectivamente. Isso indica que a partir desses pontos, qualquer incremento do teor de nanoquartzo influencia na fluidez das pastas, refletindo no seu comportamento com o passar do tempo, qual seja, a diminuição da trabalhabilidade. A Figura 1 sintetiza o comportamento reológico das pastas de cimento para os dois teores determinados.
Figura 1. Características reológicas das pastas.
Verifica-se, pela Figura 1, que as pastas de cimento se ajustam, preferencialmente, quando na presença de Policarboxilato e Naftaleno, aos modelos reológicos de Bingham e Herschel-Bulkley, respectivamente. Em ambas as composições, as tensões limites de escoamento são baixas, da ordem de 2 Pa, com diferença de viscosidade aparente entre elas.
Conclusões
Verificou-se ser possível uma maior incorporação de nanoquartzo às pastas de cimento com aditivo à base de Policarboxilato, entretanto, são necessárias outras verificações, como análise de argamassas no estado fresco e endurecido, a fim de comprovar os benefícios dessa adição como uma iniciativa mais sustentável na construção civil.
¹ GIROTTO, L. S. Investigação da retração plástica e da fissuração da argamassa do concreto auto-adensável. 2012. 226 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, 2012.
² MELO, K. A. Contribuição à dosagem de concreto auto-adensável com adição de fíler calcário. 2005. 184 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2005.
³ VITA, M. O. Estudo da retração plástica e da fissuração do concreto autoadensável nas primeiras idades: avaliação da influência dos tipos de adições minerais. 2011. 174 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, 2011.
