Avaliação dos efeitos da adição de nanossílicas em pó e coloidal em pastas de cimento Portland

Abstract

Nos últimos anos, o uso de nanopartículas em materiais cimentícios tem recebido atenção especial com o propósito de fabricar materiais com novas funcionalidades, além das vantagens ambientais e econômicas. Entre as nanopartículas de uso comum em materiais cimentícios está a nanossílica, no entanto, há controvérsias na literatura científica vigente no que diz respeito às condições de mistura, à formulação, ao seu percentual de substituição ao cimento, aos seus respectivos efeitos nas propriedades das pastas de cimento Portland e, ainda, à sua dispersão na matriz cimentícia. Nesse cenário, este trabalho teve como objetivo verificar os efeitos da adição da nanossílica, em pó (NSP) e no estado coloidal (NSC), em substituição parcial ao cimento, sobre algumas propriedades da pasta de cimento Portland, no estado fresco e endurecido. O grau de hidratação e auxílio na identificação de novas fases hidratadas formadas nas pastas também foi avaliado pela perda de massa em ataque ácido. As NSP e NSC foram adicionadas ao sistema em percentuais de 0,25%, 0,50% e 1,0% em substituição à massa de cimento. As alterações da pasta no estado fresco com a utilização da NSP e NSC foram avaliadas através da viscosidade cinemática (ASTM D1200, 2010) e tempo de pega (ABNT NM 65, 2003). Já as alterações no estado endurecido foram avaliadas através da resistência à compressão (ASTM C109/ C109M, 2012) e perda de massa. Foi observado aumento da viscosidade cinemática com o aumento do percentual das nanossílicas, sendo mais acentuado com a nanossílica coloidal, em especial na formulação contendo 1,0%. De forma geral, os tempos de pega inicial e final diminuíram com o acréscimo de nanossílica, provavelmente proporcionado pelo aumento da reatividade das reações de hidratação, devido a nanossílica possuir uma alta área superficial. Devido às altas dispersões dos resultados, não foi possível concluir se houve algum aumento significativo da resistência à compressão nas misturas contendo ambas as nanossílicas, em relação à amostra de referência. Também não foram observadas diferenças significativas nesse parâmetro em função das duas formas de nanossílica avaliadas. Apesar de ter havido aceleração das reações de hidratação, os resultados do ataque ácido teve comportamento inverso ao esperado: maior perda de massa das amostras contendo ambas as formas de nanossílica. Provavelmente, isto pode ser explicado pelo aumento dos poros das amostras contendo nanossílica, o que facilitou a difusão do ataque ácido apara o interior das amostras, e pelo fato da nanossílica poder formar mais Portlandita, fase prioritária mais susceptível ao ataque ácido.