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Tipo de Documento: Dissertação
Título: influência de nanopartículas de carbonato de cálcio na formação de etringita tardia em pastas de cimento submetidas à cura térmica
Título(s) alternativo(s): Influence of calcium carbonate nanoparticles on the delayed ettringite formation in cement paste submitted to thermal cure
Autor(es): Santos, Hericles Campos dos
Data do documento: Jan-2020
Orientador: Barreto, Ledjane Silva
Resumo: A formação de etringita tardia (DEF) é uma patologia resultante da ocorrência de ataques internos por sulfatos na matriz cimentícia, atingindo principalmente peças prémoldadas produzidas via cura a vapor e estruturas com grande massa de concreto, o que gera um elevado calor de hidratação. A busca pela melhoria da durabilidade dos produtos cimentícios tem levado as pesquisas a explorarem a incorporação de materiais suplementares nessa matriz, como nanopartículas de sílica, metacaulim e CaCO3. Este estudo tem como objetivo avaliar como a presença do carbonato de cálcio em escala nanométrica interfere na formação de etringita tardia e das outras fases das pastas de cimento Portland curadas termicamente. Foram produzidas pastas com a substituição do cimento por CaCO3 (5% em massa) e adição de CaSO4 (3% em massa). A caracterização das pastas foi realizada aos 1, 7, 28, 90 e 180 dias de hidratação por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA/DTG). Os resultados indicaram que a cura térmica afetou a microestrutura das pastas, favorecendo a decomposição da etringita primária e inibindo a dissolução da portlandita. Além disso, todas as pastas sofreram carbonatação, o que favoreceu as reações envolvendo os íons CO3 2- e o monossulfoaluminato, possibilitando a formação de monocarboaluminato e etringita tardia. Tal mecanismo foi intensificado pela carbonatação das pastas e presença das nanopartículas de CaCO3.
Abstract: The delayed ettringite formation (DEF) is a pathology resulting from the occurrence of internal sulfate attacks on the cementitious matrix, mainly affecting precast parts produced via steam curing and structures with large concrete mass, which generates a high heat of hydration. The search for improving the durability of cement products has led research to explore the incorporation of supplementary materials in this matrix, such as silica, metakaolin and CaCO3 nanoparticles. This study aims to evaluate how the presence of calcium carbonate in the nanometer scale interferes in the DEF and other phases of thermally cured Portland cement pastes. Pastes were produced by replacing the cement with CaCO3 (5 wt%) and adding CaSO4 (3 wt%). Pastes were characterized at 1, 7, 28, 90 and 180 days of hydration by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA / DTG). The results indicated that the thermal cure affected the microstructure of the pastes, favoring the decomposition of the primary ettringite and containing the dissolution of the portlandite. In addition, all pastes were carbonated, which favored the reactions involving CO3 2- ions and monosulfoaluminate, allowing the formation of monocarboaluminate and delayed ettringite. Such mechanism was intensified by the carbonation of pastes and the presence of CaCO3 nanoparticles.
Palavras-chave: Engenharia de materiais
Cimento Portland
Nanotecnologia
Carbonatos
Patologia
Etringita
Cura a vapor
Carbonatação
Patologias
Portland cement
Ettringite
Steam cure
Carbonation
Pathologies
área CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Agência de fomento: Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Idioma: por
Sigla da Instituição: Univesidade Federal de Sergipe
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: SANTOS, Hericles Campos dos. influência de nanopartículas de carbonato de cálcio na formação de etringita tardia em pastas de cimento submetidas à cura térmica. 2020. 79 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2020.
URI: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/13136
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