FabrÃcio de Campos Vitorino
Título
INFLUÊNCIA DE COPOLÍMEROS DE ESTIRENO-BUTADIENO E DE FIBRAS DE WOLLASTONITA NA HIDRATAÇÃO, REOLOGIA E COMPORTAMENTO MECÂNICO À ALTAS TEMPERATURAS DE PASTAS DÚCTEIS DE CIMENTO PORTLAND
Resumo
A presente tese tem por objetivo avaliar o comportamento reológico, a hidratação e o comportamento mecânico de pastas de cimento dúcteis, desenvolvidas para suportar temperaturas de até 300oC. Visando aumentar a estabilidade térmica das pastas, alto teor de sílica ativa foi utilizado. Para agregar aumento de resistência e da capacidade de deformação teores de até 36,1% de dois tipos de wollastonita foram avaliados. Látex de copolímeros SBR e SBR carboxilado (XSBR) foi utilizado em teores que variaram entre 2,1 e 5,9%, com o objetivo de se reduzir o módulo de elasticidade e aumentar a capacidade de deformação das pastas. Uma metodologia de ensaio reológico foi empregada na avaliação da tixotropia e dos parâmetros reológicos fundamentais das pastas com poliméricas e com wollastonita. A influência dos componentes da mistura na hidratação do cimento foi estudada pelas técnicas de calorimetria isotérmica, termogravimetria e difração de raios-X. Por fim, o comportamento mecânico das pastas foi investigado sob compressão e ensaios de tração. Os resultados mostraram que as adições dos copolímeros e das wollastonitas às pastas cimentícias, levaram a comportamentos reológicos aceitáveis, influenciaram de forma significativa à cinética e os produtos formados na hidratação do cimento e agregaram maior resistência térmica, resistência mecânica, ductilidade e redução do módulo de elasticidade das pastas de cimento.
Abstract
The present thesis focuses on the evaluation of rheological behavior, the hydration and the mechanical behavior of ductile cement paste, developed to withstand temperatures up to 300oC. Aiming to enhance pastes thermal stability, high silica fume content was employed. To achieve higher stress and strain capacity, contents up to 36,1% of two types of wollastonite were used. SBR and carboxylated SBR (XSBR) latex copolymers were used in contents ranging from 2.1 to 5.9% to attain lower elastic modulus and increase strain capacity of the pastes. A tailored rheology protocol was employed to follow the structure rebuilding energy and fundamental rheological
parameters of the polymeric and wollastonite pastes. The influence of each mixture components on the cement hydration was studied by isothermal induction calorimetry, thermal analysis and X-ray diffraction. Later, the mechanical behavior of the pastes was investigated under compression and tensile tests. The results show that, the additions of the copolymers and wollastonites to cement pastes, leaded to acceptable rheological behavior, significantly influenced the cement hydration kinetic and formed products, and lead to enhanced thermal stability, higher strength capacities, ductility and lower elastic modulus of the cement pastes.
