Os hidrogéis utilizados como polímeros de liberação controlada podem contribuir para o melhor desenvolvimento das reações de hidratação das partículas de cimento ao longo do tempo e, minimizar a retração na microestrutura da matriz cimentícia, através de uma cura interna mais efetiva. Este estudo propôs otimizar a metodologia de síntese de pastas cimentícias e efetuar a análise morfológica e mecânica de compósitos híbridos, obtidos a partir do uso de hidrogéis com cimento Portland. Inicialmente, foram sintetizados hidrogéis compostos por poliacrilamida polissacarídeo carboximetilcelulose, para que posteriormente fossem aplicados na confecção de pastas com cimento Portland, variando a concentração do polímero (0,5, 1,5 e 2,5% de hidrogel), aplicando diversas relações água/cimento (a/c = 0,3, 0,325, 0,35 e 0,4) e diferentes tipos de cimentos. As amostras foram submetidas a ensaios de compressão axial, determinação de densidade aparente e análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A partir dos resultados obtidos, observou-se que a concentração de 0,5% de hidrogel foi a que apresentou um desempenho mais satisfatório, assim como a relação a/c = 0,35 apresentou um aumento de 1,09% na resistência mecânica aos 28 dias. Com relação ao tipo de cimento, o CPII-Z-32 foi o que demonstrou um aumento da resistência ao longo do tempo. A análise de densidade não demonstrou variações significativas, que pode estar relacionado a formação de produtos hidratados com o aumento do tempo de cura. A técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiu identificar que o hidrogel foi homogeneamente incorporado na matriz cimentícia, visto que não foi observado separação de fases entre o polímero e o cimento. Assim, a aplicação de compósitos híbridos passa ser uma alternativa para o desenvolvimento de materiais cimentícios que utilizam o procedimento de cura interna, para evitar retração. DOI: http://dx.doi.org/10.30609/JETI.2019-7474
Resumo As argamassas são compósitos heterogêneos cujo ganho de resistência ocorre por meio de uma sucessão de reações químicas entre a água e o cimento Portland. Nesse sentido, polímeros hidrofílicos capazes de absorver água e liberá-la posteriormente vêm sendo desenvolvidos para melhorar as propriedades das argamassas. Assim, hidrogel à base de poliacrilamida, carboximetilcelulose e nanoargila foi sintetizado e aplicado em argamassas cimentícias preparadas com diferentes relações água/cimento (a/c = 0,40, 0,48 e 0,50). A sua aplicação nas argamassas reduziu o índice de consistência e a taxa de exsudação, e não ocasionou variação na densidade no estado endurecido destas. Já os índices de absorção de água das argamassas com hidrogel com a/c= 0,40 e 0,50 reduziram cerca de 6,1% e 6,7%, respectivamente. Esse mesmo comportamento também foi observado para a resistência à compressão. Em suma, o desenvolvimento e aplicação de hidrogéis capazes de absorver e liberar água é uma área bastante promissora para a construção civil.
Cement is a material widely used in civil construction due to its physical and chemical properties, ensuring a good performance. Some polymeric materials, such as hydrogels, have been frequently added to improve these properties and mitigate autogenous retraction in cementitious matrices. This paper aimed to evaluate the influence of polymeric hydrogel on the fresh and hardened properties of cementitious pastes (water/binder ratio = 0.35). Fresh properties results showed that the consistency and exudation indexes of these matrices decreased with an increase in the amount of hydrogel. The values of the bulk density of all cementitious matrices are around 2.1–2.2 g cm−3. Matrices containing up to 1.0% of hydrogel have satisfactory mechanical properties, reaching compressive strength of 60 MPa for 112 days of curing age. From these results, it is possible to conclude that hydrogels are promising materials for civil engineering applications, acting mainly as a filler and hydroretentor agent.
Hybrid nanocomposite hydrogels, as admixtures for internal curing of cementitious materials, have been widely studied. This study analyzes the effect of applying 0.5% (wt/wt cement) of pre-soaked hydrogels based on polyacrylamide, carboxymethylcellulose, and three different concentrations of Cloisite-Na+ (0, 10, and 20% wt/wt) on the fresh and hardened properties of cementitious mortars. In general, all mortars with hydrogel decreased the consistency index, mainly M20, due to the high concentration of Cloisite-Na+ that modifies the release kinect of the hydrogel. The results showed a slight variation, with an overall average value of 99% water retention in all mortars. This behavior is due to the portion of hydrogel-mortars dosage water retained to reduce the availability of free water in the mixture because this amount of water is stored, a priori, within the polymer particles. At 28 d, the mortars produced with hydrogels containing 20% of nanoclay (M20) exhibit mechanical behavior similar to the reference mortar (M), which corroborates the percentage of voids found. Scanning electron microscope images confirm that the M and M20 mortars are uniform and possess few pores or microcracks. Thus, these hybrid hydrogels have the potential to be innovative materials for water control improvements in cementitious materials technology.
No abstract
RESUMO A madeira trata-se de uma matéria-prima de fonte renovável amplamente utilizada pelo setor da construção civil devido às suas características de fácil manuseio e processabilidade, boas propriedades mecânicas, sustentabilidade, entre outros. Por se tratar de um material de origem vegetal faz-se necessário a realização de um tratamento preservativo antes de sua aplicação na construção civil. Neste contexto, a busca de novas soluções como opção de tratamento superficial biodegradável para garantir melhoria das propriedades das madeiras é uma das necessidades a serem sanadas para que o material apresente um bom desempenho e amplie sua durabilidade. Assim, tratamentos por imersão em emulsões de óleos essenciais (OE) no material, como uma alternativa de mitigar a ocorrência de patologias comuns na madeira, demonstra-se ser uma opção potencialmente inovadora para o setor moveleiro e da construção civil. O presente estudo objetivou avaliar os efeitos dos tratamentos de hidrofobização e odorização da madeira após a inserção de óleos essenciais nas condições de nanoemulsão, emulsão e óleo puro. Para tanto, foram utilizadas amostras de madeira do tipo Hymenaea sp popularmente conhecida como Jatobá devido a suas características de alta resistência mecânica, odor forte e de comum aplicação na construção civil. Os óleos essenciais utilizados foram de melaleuca (Melaleuca alternifólia) e copaíba (Copaifera Officinalis), devido às suas propriedades antimicrobianas, antifúngicas, antissépticas e odor característico. A aplicação por imersão nas amostras de madeira foi realizada nas seguintes condições: emulsão 25% (m/m) de OE de melaleuca; emulsão 25% (m/m) de OE de copaíba; nanoemulsão 2% (m/V) de OE de melaleuca; nanoemulsão 2% (m/V) de OE de copaíba e a aplicação dos mesmos óleos puros. Os resultados demonstraram que a suspensão que apresentou maior retenção foi a nanoemulsão, sendo OE de copaíba 44,10% e OE de melaleuca 40,41% em relação a massa da amostra sem tratamento. As emulsões resultaram em 21,32% para OE de copaíba e 20,51% para OE de melaleuca e, na condição de óleo puro, a retenção observada foi de 15,11% para o OE de melaleuca e 23,82% para o OE de copaíba. Os resultados obtidos podem estar relacionados a característica hidrofílica da madeira, sendo que a suspensão mais aquosa foi a mais absorvida. Através do ensaio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi possível identificar uma cobertura uniforme das amostras para o óleo puro, um aspecto rugoso de cobertura para a emulsão e uma superfície mais fendilhada e ressecada nas amostras com nanoemulsão. O ensaio de ângulo de contato não apresentou um aumento significativo na hidrofobicidade das amostras, com resultados positivos de 7°±9° a 23°±15°, sendo que na condição de nanoemulsão diminuiu 12°± 9° em comparação com a amostra não tratada para o OE de copaíba e 16°± 9° para o OE de melaleuca, indicando uma maior permeabilidade de água.
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