Avaliação da geometria de nanoalumina na forma de partículas e wiskers nas propriedades reológicas e mecânicas de pastas de cimento portland.

Abstract

Para a maioria dos materiais, não apenas o tamanho nanométricoe distribuição uniforme dos tamanhos de suas partículas são capazes de produzir melhora no desempenho das propriedades mecânicas, químicas e de superfície. A geometria das partículas também é um fator importante e que influencia na formação da microestrutura (METHA E MONTEIRO, 1994). Entretanto, há pouca informação na literatura sobre o efeito da geometria de partículas no desenvolvimento dos produtos de hidratação do cimento Portland. Alguns estudos mostram que a adição de nanoalumina atua diretamente no processo de cura do cimento, exatamente na formação do C-S-H (silicato de cálcio hidratado), que é responsável diretamente pelas altas resistências mecânicas dos materiais cimentícios. Neste trabalho, foram preparadas pastas de cimento Portland com nanopartículas de alumina de duas geometrias distintas, visando-se avaliar possíveis efeitos nas propriedades do estado fresco e endurecido. Pode-se concluir,a partir dos ensaios reológicos,que a adição da nanoalumina, tanto na forma de partículas como na forma de whisker, não interfere diretamente na reologia de pastas de cimento Portland com superplastificante, mas aumentam a resistência ao escoamento e viscosidade se esse aditivo não for utilizado no preparo da pasta. A presença de nanopartículas de alumina, em pó, reduz o início e o fim de pega apenas quando a concentração utilizada é de 0,05%. Não se observando efeitos nos tempos de pega quando nanoalumina na forma de whisker é utilizada. Até o momento, a literatura só havia reportado estudos com nanoaluminaalfa,e com esta forma de nanoalumina não haviam sido constatados efeitos no estado fresco, ao contrário do observado com a nanoalumina em pó utilizada neste trabalho que está na forma gama. Na resistência mecânica, foi observado que a nanoalumina em pó diminui a resistência em idades iniciais, mas não compromete a resistência final das amostras, demonstrando até um pequeno ganho em certas concentrações. Quando é utilizada nanoalumina na forma de whisker, observa-se um comprometimento maior no ganho de resistência mecânica aos 7 dias, que é recuperado após 28 dias de hidratação. Na interpretação dos espectros de infravermelho, observou-se a presença do estiramento v4SiO4-4 em torno de 665 cm -1 apenas nas amostras com nanopartícula na forma de 0,05% de whisker (YLMEN et. al. 2009). Nos ensaios de absorção de água, percebeu-se que a nanoalumina não tem tanta influência neste parâmetro, apenas demonstrando uma perda na absorção de água quando a concentração é de 0,1% em pó. Provavelmente, a presença de sílica polimerizada apenas nas amostras com nanomaterial sugere que esta pode ter algum efeito indutivo nas reações de hidratação, além de que a forma da γ-alumina possa ser determinante nessas reações e nas propriedades das pastas. Tais efeitos podem sem importantes em idades mais avançadas do que as avaliadas neste trabalho, o que pode resultar em produtos de maior durabilidade, conforme sugerido pela literatura.