Avaliação das propriedades reológicas e estruturais em compósitos cimentícios aditivados com nanomateriais e polímeros naturais para obtenção de compósitos cimentícios ecoeficientes

Devido à crescente busca por materiais cimentícios ecoeficientes e com propriedades aprimoradas, o uso de aditivos de baixa dimensionalidade tem se tornado uma alternativa promissora. Neste contexto, neste projeto foram desenvolvidos aditivos para pasta de cimento Portland, visando aprimorar as propriedades mecânico-estruturais do material cimentício, estudar a cinética de hidratação desses materiais, promover maior sustentabilidade por meio da redução dos efeitos danosos ao meio ambiente (tais como menor uso de cimento, e aumento da durabilidade das estruturas) e reduzir custos. A proposta inicial foi dividida em três partes principais. A primeira parte consistiu na avaliação dos efeitos da área específica de superfície e quantidade dos aditivos compostos por Hidróxidos Duplos Lamelares (LDH) nas propriedades reológicas e na porosidade dos compósitos. Estes ensaios mostraram a eficiência dos aditivos no aprimoramento da resistência mecânica do material cimentício através da alteração das reações da cinética de hidratação dos compósitos aditivados. Na segunda etapa avaliou-se os efeitos da presença de nanopartículas e nanofibras de titânia (TiO2) como aditivos na pasta de cimento. Concomitantemente, foi realizada a terceira etapa, na qual foram incorporadas pectinas e avaliada a cinética de hidratação da pasta de cimento. Buscou-se aprimorar o entendimento e a contribuição dos aditivos para a modificação da cinética de hidratação das pastas de cimento, o que contribui para mitigar as demandas por sustentabilidade e eficiência na construção civil. Ainda, a busca por aditivos visou aprimorar as características dos materiais cimentícios, bem como ampliar suas funcionalidades e aplicabilidade, promovendo o desenvolvimento de materiais cimentícios avançados e sustentáveis.

Resumo (inglês)

Due to the growing demand for eco-efficient cementitious materials with enhanced properties, the use of low-dimensional additives has become a promising alternative. In this context, this research project aimed to develop additives for Portland cement paste to enhance the mechanical-structural properties of cementitious materials, study the hydration kinetics of these materials, promote greater sustainability by reducing harmful environmental effects (such as less use of cement and increased structural durability), and reduce costs. The initial proposal was divided into three main parts. The first part involved evaluating the effects of the specific surface area and the quantity of additives composed of Layered Double Hydroxides (LDH) on the rheological properties and porosity of the composites. These tests show the efficiency of the additives in improving the mechanical strength of the cementitious material by altering the hydration kinetics reactions of the derived composites. During the second stage the effects of incorporating titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles and nanofibers as additives in cement pastes was evaluated. Simultaneously, the third stage involved incorporating pectins and evaluating cement hydration kinetics. The assessment of these additives aimed to enhance the understanding of their contributions to modifying hydration kinetics in cement pastes. This contributes to addressing the demands for sustainability and efficiency in the construction industry. The search for innovative additives seeks not only to enhance the performance of cementitious materials but also to expand their functionality and applicability, fostering the development of advanced and sustainable cement-based materials.

Palavras-chave

Hidróxidos duplos lamelares, Dióxido de titânio, Pectina, Cimento portland

Idioma

Português

Citação

SANTOS, Caio Carvalho dos. Avaliação das propriedades reológicas e estruturais em compósitos cimentícios aditivados com nanomateriais e polímeros naturais para obtenção de compósitos cimentícios ecoeficientes. 2025. Relatório (Pós-doutorado) – Universidade Estadual Paulista, Instituto de Química, Araraquara, 2025.