Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
34a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Reologia de pasta de cimento fresca com aditivos superplastificante e nanosílica estudada por metodologia de superfície de resposta
Roberta Moraes Martins1 (PG), Antonio José Faria Bombard1 (PQ)*,
1Universidade Federal de Itajubá – UNIFEI, Instituto de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Materiais para Engenharia; Av BPS 1303, Itajubá – MG, 37.500-903 BRASIL
antonio.bombard@gmail.com ; bombard@unifei.edu.br
Palavras Chave: Reologia, Pasta de cimento fresca, Superplastificante, Nanosílica, Superfície de Resposta.
Introdução
O objetivo deste estudo foi encontrar a formulação ideal de pasta de cimento, com baixa viscosidade plástica, mas sem abatimento excessivo, nem segregação. Com auxílio de metodologia de superfície de resposta, estudou-se o uso de dois aditivos: um superplastificante (éter policarboxilato –
‘G’), e um modificador de viscosidade (nanosílica aquosa – ‘NS’), com razão água/cimento de 0,30.
Resultados e Discussão
A figura 1 ilustra o módulo de armazenagem G’ em função da tensão de cisalhamento, para pastas de cimento com diferentes teores dos aditivos. A cada curva de G’, estão associadas fotografias dos resultados do ensaio de abatimento adaptado (“slump test”).1 Pode-se observar uma correlação entre os valores de tensão de escoamento e magnitude de G’, com os abatimentos.
Figura 1. Módulo de armazenagem em função da tensão de cisalhamento, em modo oscilatório, e fotografias do ensaio de abatimento, para quatro pastas de cimento com diferentes teores de aditivos e para pasta controle (sem aditivo). Razão água/cimento = 0,30.
Tomando duas das respostas: viscosidade plástica e tensão de escoamento, procuramos uma formulação em que a pasta de cimento não fosse
tão viscosa quanto à pasta controle, nem tão fluida a ponto de causar abatimento excessivo e perda da trabalhabilidade. Escolhemos os limites de 400 e 500 como região de contorno para tensão de escoamento; e 1,0 e 1,5 Pa-s como limites para viscosidade plástica. O resultado é mostrado na figura 2. O losango branco é a superposição das regiões definidas por estes limites.
Glenium
Rheomac
0.90 0.75 0.60 0.45 0.30 0.15 3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
Yield
1 1.5 stress oscillatory 400 500 Plastic v iscosity
Overlaid Contour Plot of Yield stress oscillatory, Plastic viscosity
Figura 2. Regiões de contorno de tensão de escoamento (vermelho) e viscosidade plástica (verde), em função dos teores de Glenium 51 e Rheomac. Interseção assinalada pelo losango branco.
Conclusões
A viscosidade plástica decaiu exponencialmente com o teor de superplastificante. O aditivo de nanosílica afeta a tensão de escoamento e o módulo de armazenagem (e, portanto, o abatimento). Sua influência sobre a viscosidade plástica, entretanto, é secundária. Não houve interação significativa entre os aditivos. A pasta de cimento preparada com 0.39% m/m de superplastificante e 2.78% m/m de nanosílica, apresentou viscosidade de 1,25 Pa-s e tensão de escoamento de 450 Pa.
Agradecimentos
À FAPEMIG. À CAPES pela bolsa de mestrado de Martins. Aos Srs. Karina Landim e Marcelo Henriques (BASF), pela doação dos aditivos.
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1 Pashias, N.; D.V. Boger, D.V.; Summers, J. e Glenister, D.J.; “A fifty cent rheometer for yield stress measurement”, J. Rheology 1996,40:
1179 – 1189.
10-1 100 101 102 103 104 105 106 Pa
G'
0.01 0.1 1 10 100 Pa 1,000
Shear Stress ττττ
Controle 0,29% G + 2,64% NS
0,86% G + 2,64% NS
1% G + 1,75% NS 0,29% G + 0,86% NS
