Síntese de complexos de silicato de cálcio hidratado/polímeros

Abstract

O cimento hidratado, composto majoritariamente por C-S-H, é um material frágil com baixa resistência à tração. Sabe-se também que a adição de sílica ativa ao concreto torna-o mais resistente e, conseqüentemente, mais durável, mas, em contrapartida, ainda mais frágil. Para tornar o C-S-H mais dúctil, uma alternativa é a fabricação de nanocompósitos ou híbridos C-S-H/polímero. A intercalação de moléculas orgânicas na nanoestrutura do C-S-H e de outros hidratos do cimento pode ocasionar mudanças radicais das propriedades em todas as ordens de grandeza, produzindo produtos cimentícios mais resistentes e também mais dúcteis. O principal objetivo deste trabalho é avaliar a possibilidade de intercalação de compostos orgânicos na nanoestrutura do silicato de cálcio hidratado (C-S-H), principal composto de hidratação do cimento Portland, visando a formação de nanocompósitos com propriedades diferenciadas. Para isso, foram sintetizados géis de C-S-H com varias relações molares Ca/Si a partir de dois métodos (síntese por precipitação e síntese pozolânica); sem e com a presença de polímeros. Foram avaliados os efeitos do poli-cloreto de dialilmetilamonia (PDC-utilizado na fabricação de superplastificantes), apontado pela literatura como capaz de se intercalar no espaço interplanar do C-S-H [1,2,3,4,5], e do copolímero acetato de vinila/etileno (EVA), apontado pela literatura como modificador da morfologia do C-S-H [6,7]. O polímero de PDC propiciou alteração na ligação nanoestrutural do C-S-H de síntese, influenciando na distância interplanar e no tipo de ligação na região de dreierketten e wollastonita, porém esta modificação é parcial e em taxas que ainda devem ser investigadas, as quais são provavelmente influenciadas pelas características complexas de formação - quanto ao tipo de ligação - e pela formação aleatória e pouco cristalina do C-S-H.

Contribuição à caracterização nanoestrutural de pastas de cimento por meio da técnica de Microscopia de Força Atômica

“…A nanociência e a nanotecnologia têm avançado muito nos últimos anos, no entanto, de acordo com GLEIZE [2], a nanotecnologia aplicada aos materiais de construção ainda está em um estágio embrionário. Dentre os materiais de construção, os concretos (além das argamassas e pastas), por possuírem nanoestruturas complexas contendo produtos hidratados do cimento, são excelentes candidatos à manipulação e à definição e controle de suas propriedades por meio da nanociência [3].…”

“…No caso específico de pesquisas com materiais à base de cimento, os microscópios de força atômica têm sido bastante utilizados em nanoindentação, visando avaliar as características físicas e mecânicas (em especial a dureza superficial e o módulo de elasticidade) em nanoescala, principalmente da fase C-S-H da pasta de cimento [6]. Nesta temática, além de diversos trabalhos internacionais, como os produzidos por IBARRA et al [7], JENNINGS et al [8], MONDAL et al [9], VAN DAMME et al [10] e CHEN et al [11], podem ser citados os trabalhos nacionais de PELISSER [3] e SOUZA [12]. No entanto, poucos trabalhos têm sido realizados utilizando MFA para caracterização da micro e nanoestrutura da pasta de cimento das argamassas e dos concretos, com o detalhamento das características morfológicas, incluindo a forma e o tamanho de feições em nanoescala [6].…”