Oscar Aurelio Mendoza Reales
Título
HIDRATAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND MODIFICADA POR DISPERSÕES DE NANOTUBOS DE CARBONO/SURFACTANTE
Orientador(es)
Romildo Dias Toledo Filho
Resumo
Este trabalho apresenta um estudo abrangente sobre a influência dos nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNT) no desempenho de matrizes a base de cimento, usando surfactantes como agentes dispersantes para os MWCNT. Uma campanha experimental de duas fases foi desenvolvida para avaliar o efeito de dispersões de MWCNT/surfactante disponíveis comercialmente e as preparadas no laboratório, nas propriedades mineralógicas, reológicas, microestruturais e mecânicas de pastas de cimento. A primeira fase focou-se em entender os efeitos globais nas propriedades da pasta de cimento da dispersão de MWCT/surfactante disponível comercialmente. Um processo de mistura de dois passos foi proposto para mitigar os efeitos negativos do surfactante por meio da adição de uma área superficial adicional. A segunda fase focou-se em desacoplar os efeitos individuais nas propriedades da pasta de cimento do surfactante e dos MWCNT, buscando identificar o efeito neto dos MWCNT. De forma global foi concluído que a interação surfactante/cimento é prejudicial para o desempenho compósito, mascarando os efeitos positivos da incorporação dos MWCNT. Não obstante, os mecanismos pelos quais os nanotubos modificam o comportamento reológico e mecânico da matriz foram claramente identificados.
Abstract
This work presents a comprehensive study of the influence of multi walled carbon nanotubes (MWCNT) on the performance of cement based matrices, using surfactants as a chemical dispersing aid for nanotubes. A two phase experimental campaign was carried out to measure the effect of commercially available and in-house prepared MWCNT/surfactant aqueous dispersions on the mineralogical, rheological microstructural and mechanical properties of cement paste. The first phase focused on understanding the global effects on cement paste of a commercially available MWCNT/surfactant dispersion. A two-step mixing process was proposed in this phase to mitigate the negative effects of surfactants by introducing an additional free surface area in the paste. The second phase focused on decoupling the individual effects of surfactants and MWCNT on the properties of cement paste, aiming to identify the net effect of MWCNT. Overall, it was concluded that the surfactant/cement interaction wasdetrimental for the performance of the composite, masking the positive effects of MWCNT; nevertheless, the mechanisms by which nanotubes modify the rheological and mechanical behavior of the matrix were clearly identified.
