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Germán Sierra, A incorporação de nanotubos de carbono em compósitos de cimento tem sido amplamente estudada nos últimos anos, descobriu-se que eles aumentam a quantidade de calor liberado durante a hidratação do cimento, pois atuam como pontos de nucleação para produtos de hidratação [1], promovem a formação de Ca(OH)2 [1] e modificar as quantidades de hidratos de silicato de cálcio de alta e baixa rigidez (C – S – H) [2] entre outros [3,4]. Além disso, foi demonstrado que grupos funcionais OH– enxertados na superfície dos nanotubos são capazes de interagir com o C–S–H [5] aumentando a transmissão de carga através da matriz, gerando um efeito ''ponte''. em microfissuras, o que aumenta a resistência às forças de flexão do compósito [6]. Vários autores estudaram a adição de percentuais de nanotubos de carbono em peso de cimento entre 0,1% e 0,007% e em combinação com outras nanopartículas [2,7–9], encontrando melhorias na resistência à flexão, resistência à compressão e módulo de elasticidade do C–S–H. O NS também atua como preenchedor nos nanoporos [11], diminuindo a absorção de água [12] e aumentando assim a durabilidade da matriz [13]. Diferentes trabalhos estudaram adições de NS entre 0,2% e 18,0% [10–16] encontrando melhorias principalmente na resistência à compressão de matrizes cimentícias; a resistência à flexão não foi significativamente melhorada pelo NS. 1. Introdução A nanosílica (NS) tem sido amplamente reconhecida como uma adição ativa ao cimento. Sua atividade acelera a reação de hidratação e pode ser dividida em duas categorias, (i) o efeito de nucleação em idades precoces (atividade precoce) e (ii) sua atividade pozolânica em idades posteriores (atividade tardia), aumentando a produção de C–S– H [10]. Em uma pesquisa anterior, os autores estudaram o efeito do superplastificante e do Ca(OH)2 na estabilidade de nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados com OH (MWCNT)/superplastificante (SP)/dispersões de água produzidas via sonicação. Verificou-se que o Ca(OH)2 afeta a estabilidade das dispersões de MWCNT devido à sua interação com cargas negativas dos grupos funcionais OH, o que dificulta a repulsão eletrostática entre as moléculas de MWCNT e SP, gerando reaglomeração do MWCNT [17]. informações do artigo destaques abstrato ÿ Autor correspondente. Endereço: Calle 75 # 79A – 51 Bloque M17, Universidade Nacional de Colômbia, Facultad de Minas, Medellín, Colômbia. Tel.: +57 4 4255364; fax: +57 4 4255230. aGrupo del Cemento y Materiales de Construcción, CEMATCO, Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Minas, Medellín, Colômbia bGrupo Ciencia y Tecnología de Materiales, CTM, Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Minas, Medellín, Colômbia Recebido em formato revisado em 20 de dezembro de 2013 Endereço de e-mail: oamendoz@unal.edu.co (O. Mendoza). Aceito em 24 de dezembro de 2013 0950-0618/$ - ver capa 2014 Elsevier Ltd. Todos os direitos reservados. http://dx.doi.org/10.1016/ j.conbuildmat.2013.12.084 Reaglomeração Historia do artigo: Nanopartículas Construção e Materiais de Construção 54 (2014) 550–557 Recebido em 6 de agosto de 2013 Compósitos de cimento Nanotubos de carbono Nanosílica Disponível on-line em 25 de janeiro de 2014 Palavras-chave: Efeito do processo de reaglomeração de dispersões de nanotubos de carbono de paredes múltiplas na atividade inicial da nanosílica em compósitos cimentícios Listas de conteúdos disponíveis em ScienceDirect página inicial do jornal: www.elsevier.com/locate/conbuildmat O processo de reaglomeração dos nanotubos de carbono dificulta a atividade inicial da nanosílica. A dispersão de nanotubos de carbono de paredes múltiplas em água sofrerá reaglomeração. Este trabalho estuda o efeito do processo de reaglomeração de dispersões de Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas (MWCNT) sobre a atividade de nanopartículas de sílica em idades precoces quando combinadas em matrizes cimentícias. Dispersões de MWCNT/água/superplastificante foram produzidas via sonicação e combinadas com partículas de nanosílica na água de mistura das amostras de cimento. Difração de raios X, calorimetria isotérmica, análise termogravimétrica e de resistência mecânica foram realizadas para identificar variações na reação de hidratação induzida pela combinação dessas nanopartículas. Verificou-se que a atividade inicial da nanosílica (NS) é acelerada, desacelerada ou completamente inibida pelo processo de reaglomeração das dispersões de MWCNT, dependendo das quantidades de MWCNT e Ca(OH)2 no meio. Nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionam como pontos de nucleação, aumentando a atividade pozolânica da nanosílica. 2014 Elsevier Ltd. Todos os direitos reservados. b , Jorge I. Tobón aOscar Mendoza a,ÿ Construção e Materiais de Construção Machine Translated by Google mailto:oamendoz@unal.edu.co http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.12.084 http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.12.084 http://www.sciencedirect.com/science/journal/09500618 http://www.elsevier.com/locate/conbuildmat matriz, identifica-se uma complementaridade nos efeitos combinados esperado porque eles não têm o potencial químico para na Figura 3 e Tabela 4. MWCNT apresentou um forte pico de grafite, 3 Resultados e discussão A morfologia do MWCNT e NS foi estudada usando TEM Dispersões MWCNT/SP/Água afetam a atividade inicial do NS usando métodos sol-gel [18]. Vestígios de níquel metálico provenientes do processo de produção de nanotubos matérias-primas, estudo da mineralogia das pastas misturadas Os MWCNT eram de paredes múltiplas com diâmetro externo em torno de 30 nm com nanopartículas, estudo das mudanças na liberação de calor durante estudo da variação na quantidade de produtos de hidratação gerados pelas nanopartículas e nos tempos de cura e, por fim, estudo da diâmetro interno em torno de 5 nm e comprimento na escala de mícrons. diâmetros. A distribuição do tamanho de partícula do NS é apresentada em 24 h de hidratação e identifica alguns efeitos induzidos pela combinação de nanopartículas. Como os nanotubos de carbono aumentam a resistência à flexão do também foram detectados. O padrão de DRX do NS revelou o caráter amorfo das nanopartículas de sílica. Refinamento Rietveld; os resultados são apresentados na Tabela 4. Foram encontrados componentes típicos do cimento Portland (alita, belite, felite, Celite, o PC TIII é um cimento sem adições minerais, rico em alite 3.1. Caracterização de matérias-primas por microscopia eletrônica e Fases cristalinas presentes nas matérias-primas (MWCNT, NS Difração de raios X e PC TIII) foram identificados usando análise de XRD. Os resultados são mostrados e pobre em CaO livre. Isto garante que a produção de Ca(OH)2 das nanopartículas. Como ocorreu o processo de reaglomeração do gerar um vínculo; a interação de MWCNT com NS foi alcançada imagem. Micrografias (Fig. 1) forneceram evidências claras de que o usado Esta seção está dividida em cinco subseções, caracterização que é semelhanteao da grafite pirolítica altamente orientada. em idades precoces tem que ser estudado. Este trabalho analisa a cinética de o processo de hidratação do cimento induzido por nanopartículas, a reação de hidratação usando como janela de observação a primeira Descobriu-se que as partículas NS são esferas individuais em uma variedade de Figura 2. O tamanho médio de partícula encontrado foi de 98,65 nm, em boa concordância com o diâmetro informado pelo fabricante. as resistências mecânicas após 24 horas de cura. As fases encontradas no padrão XRD do PC TIII foram quantificadas usando cal livre, gesso, sulfato alcalino e calcita). Os resultados mostram que matriz e partículas NS aumentam a resistência à compressão do A interação química entre o MWCNT e o NS não é mesa 2 Nomenclatura das dispersões de MWCNT (* suficiente até atingir pH de 11,8). Nomenclatura de pastas de cimento.tabela 1 * MWCNT:SP que a evolução do processo de reaglomeração das dispersões de MWCNT depende do tempo e da concentração de Ca(OH)2 e MWCNT no meio Dispersão de MWCNT/Água até a mistura atingir pH de 11,8 e lavada com design, com dois fatores (MWCNT e NS) e dois níveis para cada fator (0% NS, quando atingiram a idade de teste foram moídos em um moinho usando acetona como meio refrigerante. O excesso de acetona foi removido com bomba de vácuo e posteriormente tamanho médio de partícula de 90 nm. O cimento Portland tipo III (PC TIII) foi produzido MWCNT/SP/Água relação (w/cm). os parâmetros para as dispersões estão disponíveis em outro lugar [17]. tempo de acumulação de 30 s. A morfologia do MWCNT e NS foi estudada por relação de material cimentício (w/cm) de 0,4. Como a quantidade total de água nas amostras é fixa em relação à massa de material cimentício, e o MWCNT e Foram utilizados 1 C/min até 230 C. Análises de XRD em pastas foram realizadas usando e NS dispersões na água de mistura e misturadas mecanicamente por 2 min, depois a amostra lavada foi seca a 60°C até atingir massa constante. A TGA foi realizada em um Analisador Termogravimétrico Hi-Res TGA 2950 em um cadinho de alumina; material. O superplastificante (SP) Pozzolith 460 foi produzido pela BASF Chemicals Amorphous Materials Inc. com funcionalização OH e classificação de diâmetros externos cada mistura até obter um fluxo de 105 ± 5%. As argamassas foram moldadas em NS (%) 1:4 a amostra. A concentração de sólidos das dispersões MWCNT/SP/Água foi 25 C e em uma cubeta de dimensionamento descartável. O efeito da combinação de nanopartículas nas resistências mecânicas de nas pastas de cimento misturadas foi estudada por meio de calorimetria isotérmica, análise termogravimétrica (TGA) e análise de DRX. Um calorímetro isotérmico TAM Air A nomenclatura utilizada para cada argamassa misturada é apresentada na Tabela 3. 0,4 0,4 0,4 0,4 Ca(OH)2 previamente diluído em água deionizada. O Ca(OH)2 foi adicionado ao BASF Chemicals, já disperso em água com pH a 20 C de 10 ± 1 e com Padrões C349. O experimento foi realizado utilizando um esquema experimental fatorial 22 7,5 7,5 7,5 e um cenário de baixa concentração de MWCNT (0,008%), conforme identificado anteriormente Equipamento PRO, num intervalo de 2h entre 10 e 90 com passo de 0,02 e o início da reação. A TGA foi realizada em um Analisador Termogravimétrico Hi-Res TGA 2950 em cadinho de alumina, atmosfera de N2 e taxa de aquecimento de MWCNT/Água – MWCNT (%) Pastas de cimento misturadas com nanopartículas foram preparadas com água fixa para foi medido seguindo a norma ASTM 1437. O SP necessário foi adicionado ao 551 Os MWCNT utilizados neste trabalho foram fabricados por materiais nanoestruturados e c/cm – cimento respectivamente, sem exceder 0,4 de água para material cimentício processador de até 40.000 J, ajustado para 20% de amplitude e em ciclos de 20 s. Critérios a definir O efeito das nanopartículas na reação de hidratação e nos produtos formados PCTIII 7,5%NS 0,080%MWCNT/7,5%NS 0,008%MWCNT/7,5%NS e 0,080% de MWCNT foram preparados. As pastas foram fabricadas combinando MWCNT C150/150 M Tipo I de cimento Portland, e tem menos de 5,0% de proporção w/cm de 0,5 e curado por 1 e 3 dias antes do teste. Um resumo do excesso de água. Este procedimento foi repetido até a obtenção de pH neutro. O 0,25 0,25 0,25 avaliar a influência tanto de um cenário de alta concentração de MWCNT (0,080%) pode ser adicionado à pasta sem exceder a quantidade total permitida de água em distribuição do NS foi estudada utilizando um equipamento Malvern Zetasizer configurado para Mesa 2. Nomenclatura As amostras foram armazenadas em recipientes plásticos herméticos de 50 ml em temperatura ambiente e A nomenclatura utilizada para as dispersões MWCNT é apresentada na Tabela 1. nanotubos foi estudado usando TGA. Uma dispersão MWCNT/Água foi misturada com 30 lm. A referência do NS comercial utilizado foi Meyco MS 685, produzido pela e as resistências à compressão foram medidas seguindo as normas ASTM C348 e ASTM 0,008 Relação MWCNT/SP de 1:4. As dispersões foram sonicadas usando uma ponta ultrassônica 2. Experimental a matéria-prima foi feita por difração de raios X (XRD) usando um PANalytical X'Pert foi usado para misturar as amostras dentro do calorímetro e evitar qualquer perda de dados em MWCNT e NS que puderam ser adicionados à pasta foram 0,080% e 7,5% em massa de – [17]. Pastas de controle de PC TIII e PC TIII misturadas com 7,5% NS, 0,008% MWCNT água desionizada. A mistura foi filtrada usando uma bomba de vácuo para remover o pela Cementos Argos SA da Colômbia. Este cimento é equivalente à ASTM 7,5% NS, 0% MWCNT, 0,080% MWCNT). As argamassas foram preparadas utilizando um procedimento apresentado na norma ASTM C109/109 M. O fluxo de cada argamassa O. Mendoza et al. / Construção e Materiais de Construção 54 (2014) 550–557 – Nomenclatura NS foram dispersos em água, existe uma quantidade máxima de nanopartículas sólidas que microscopia eletrônica de transmissão (TEM) em um microscópio FEI TECNAI 20 Twin. Tamanho as mesmas condições experimentais utilizadas para a caracterização das matérias-primas. Um resumo da nomenclatura utilizada para cada pasta misturada é apresentado em as amostras foram pré-secas a 60°C e peneiradas em peneira nº 200. Ca(OH)2 – de 10 nm a 30 nm, diâmetro interno de 5 nm a 10 nm e comprimento de 10 lm a 4,0 4,0 barras de 16 cm, três para cada amostra, e curadas em ambiente de alta umidade por 24 horas. Após o tempo de cura, cada barra foi desmoldada e sua flexão Interação entre os grupos funcionais Ca(OH)2 e OH– do carbono 0,080 MWCNT/Ca(OH)2 Um percentual adicional mais baixo de MWCNT (0,008%) foi escolhido para foi usado para medir a liberação de calor durante 90 h ajustado para 25 C, um dispositivo admix – MWCNT (%) adicionado ao cimento e misturado manualmente até obter uma pasta homogênea. Foram utilizadas atmosfera de O2 e taxa de aquecimento de 10 C/min até 850 C.Um resumo e é um policarboxilato à base de éter. Caracterização das fases presentes em a matriz cimentícia foi estudada em argamassas. Os morteiros foram preparados seguindo – 0,25% em peso e o de NS foi de 49,5% em peso, portanto a quantidade máxima de sólido Dispersões de MWCNT/SP/Água foram produzidas usando 0,25% em peso de MWCNT e uma Machine Translated by Google amostra. Isto mostra que após o procedimento de filtragem sucessiva, um Interação entre os grupos funcionais MWCNT OH– e as partículas de níquel utilizadas como catalisador em sua produção. A curva concentração no ambiente, será facilmente perceptível. Uma porção do Ca(OH)2 foi lavada pela água deionizada e outra porção foi mantida ligada ao MWCNT. Isto confirma a existência de uma interação entre o MWCNT e 3.3. Difração de raios X de pastas de cimento ligação com o Ca(OH)2 [18], espera-se que a ligação tenha sido Espectroscopia FTIR [17]. Para confirmar a ligação do Ca(OH)2 no perda de massa a 530 C correspondente à oxidação do MWCNT Seção 2. Uma parte das amostras foi curada por 1 hora e outra parte para MWCNT puro e para uma mistura MWCNT/Ca(OH)2 são apresentados Na curva MWCNT/Ca(OH)2, pode-se observar que o resíduo durante o processo de hidratação será alto e qualquer efeito relacionado a perda de massa a 530 C correspondente ao processo de oxidação do significativamente maior que o resíduo obtido para o MWCNT puro NS fixar durante sua reação pozolânica, já que uma porção do portanto afetará a atividade pozolânica do SN em idades posteriores. foi curado por 24 horas. Quando as amostras atingiram a idade de teste foram preparadas e caracterizadas via análise XRD de acordo com o procedimento apresentado na Seção 2, os resultados obtidos são mostrados na Figura 5. Após 1 h de hidratação constatou-se predomínio do mesmo o Ca(OH)2. Como os MWCNT não possuem potencial químico para obtido para a amostra lavada com MWCNT/Ca(OH)2 apresentou o Ca(OH)2 foi previamente identificado pelos autores usando As pastas foram preparadas de acordo com o procedimento apresentado em superfície do MWCNT através dos grupos funcionais OH-, TGA e uma perda de massa a 680 C correspondente à desidroxilação de feita através dos grupos funcionais OH– do MWCNT. Esse foi usado. Uma amostra lavada de MWCNT/Ca(OH)2 foi obtida seguindo o procedimento apresentado na Seção 2. Curvas TGA obtidas o Ca(OH)2 [19]. A 850 C obteve-se um resíduo de 49,7%. interação pode diminuir a quantidade de Ca(OH)2 disponível para o na Fig. 4. A curva obtida do MWCNT puro mostra uma inclinação acentuada obtido após todas as reações de oxidação e desidroxilação é Ca(OH)2 será aglomerado junto com o MWCNT, e o processo de reaglomeração do MWCNT, sensível ao Ca(OH)2 MWCNT [17] e um resíduo a 850 C de 2,2% correspondente a 3.2. Interação MWCNT/Ca(OH)2 níquel hexagonal). C3A – Celite 8.4 CaSO4 – dihidratado c/cm Areia/cm – 4.1 0,5 0,5 0,5 0,5 PCTIII 7,5%NS 0,080%MWCNT/7,5%NS 0,008%MWCNT/7,5%NS 0,080 0,3 C3S – elite O. Mendoza et al. / Construção e Materiais de Construção 54 (2014) 550–557 Figura 2. Distribuição granulométrica do NS. CaCO3 CaO 10.9 C4AF – felino 0,2 CaSO4 – hemidrato 1.6 – Nomenclatura Estágio CaSO4 – anidrita NS (%) MWCNT (%) 7,5 7,5 7,5 K2SO4 0,0 – Massa (%) 552 0,008 2,75 2,75 2,75 2,75 0,0 Figura 1. Imagens TEM de (a) MWCNT individual antes da sonicação e (b) partículas NS. C2S – belite 72,4 3. Padrão de XRD de MWCNT e NS (G: grafite, Ni (C): níquel cúbico, Ni (H): 2.1 Nomenclatura de argamassas. Quantificação de Rietveld das fases identificadas no padrão de XRD do PC TIII. Tabela 3 Tabela 4 Machine Translated by Google fases anidras quantificadas por Rietveld e presença de hidratos de etringita e aluminato de cálcio (C – A – H) como produtos de hidratação tanto na pasta PC TIII quanto na pasta PC TIII misturada com nanopartículas. Não foi encontrada presença de Ca(OH)2 , o que concorda com os relatos encontrados na literatura [20]. Após 24 h de hidratação foram encontradas as mesmas fases anidra e hidratada, mas também foi encontrada presença de C–S–H e Ca(OH)2 como produtos adicionais de hidratação. Neste caso a fase predominante foi o Ca(OH)2. As curvas de calor acumulado obtidas até a 90ª hora são apresentadas na Figura 8. Para efeito de comparação, a Tabela 5 resume o calor acumulado liberado e a porcentagem de variação do calor acumulado em cada amostra em relação ao controle PC TIII, correspondente aos dados apresentado nas Figs. 6–8. Durante a primeira hora de hidratação (Fig. 6) constatou-se que a NS aumentou a quantidade de calor liberado em 16,08% em relação à pasta controle. Isto indica que o NS aumenta a taxa de dissolução do cimento. Os resultados de XRD apoiam esta descoberta. Após 1 h de hidratação, pode- se observar uma diminuição significativa na intensidade do pico principal de difração da Celite na amostra misturada com NS, indicando uma maior dissolução desta fase anidra. Isto tem sido atribuído ao fato de que a NS impede a saturação de Ca2+ Variações na cinética da reação de hidratação induzida pela adição de nanopartículas foram estudadas usando isotérmicos calorimetria. A liberação de calor foi medida durante 90 horas para todas as amostras. Picos típicos de hidratação e período de indução foram encontrados em todas as curvas. As curvas de fluxo de calor obtidas durante a primeira hora de hidratação são apresentadas na Fig. 6, o pico encontrado corresponde à dissolução do cimento, hidratação do trialuminato de cálcio (C3A) e período de indução [1]. As curvas de fluxo de calor obtidas desde a primeira hora até a 24ª hora são apresentadas na Fig. 7, os picos correspondem à dissolução do cimento e à hidratação do silicato tricálcico (C3S) [1]. Nas duas idades de teste, constatou-se que nem o MWCNT nem o NS causaram alteração no tipo de produtos de hidratação gerados, uma vez que os picos de difração não alteraram sua posição. Isto está de acordo com a literatura, onde foi descoberto que o MWCNT não tem interação química no processo de hidratação [1] e o NS modifica a quantidade de C – S – H gerada através de sua reação pozolânica, mas não a natureza dos produtos de hidratação [12]. Outra informação valiosa que pode ser extraída dos padrões de DRX é que a concentração de Ca+2 , até a primeira hora, não é alta o suficiente para precipitar como Ca(OH)2 cristalino. Essa condição deve se manter até a 5ª hora de hidratação [20]. 3.4. Calorimetria isotérmica de pastas de cimento A F H B A A G S A S A A P C A BAE P P B D K G A A Sim E MANIA A C P P E A G P P P P AH A E A D F P D A CF-A K G P E B A C B A A H E B B A S CF A D Sim B G S A A A D E E G 4000 contagens O. Mendoza et al. / Construção e Materiais de Construção 54 (2014) 550–557 553 Figura 4. Curvas TGA da mistura MWCNT e MWCNT/Ca(OH)2. 5. Padrões de XRD de MWCNT e NS (A: alita,B: belita, C: calcita, D: Celite, E: etringita, F: felita, G: grafite, H: C – A – H, K: sulfato de potássio, S: C – S – H, P: Ca (OH) 2, Y: gesso). Figura 6. Curvas de fluxo de calor de pastas de cimento simples e misturadas com nanopartículas até 1 h de hidratação (dissolução de C3A e hidratação inicial). 602010 805040 907030 PC TIII 1h 0,080% MWCNT/7,5% NS 1h PC TIII 24h 0,080% MWCNT/7,5% NS 24h 2ÿ Machine Translated by Google nanopartículas após 90 h de hidratação. 16,08 15,96 14,43 3.06 554 Figura 8. Curvas de calor cumulativo de pastas de cimento simples e pastas misturadas com Calor cumulativo (J/g) PC TIII 7,5%NS 0,008%MWCNT/7,5%NS 0,080%MWCNT/7,5%NS Das 0h à 1h Calor cumulativo (J/g) 15,49 17,98 17,96 17,72 5,67 4,74 1,55 317,69 332,36 327,40 320,81 Das 2h às 24h 4,62 O. Mendoza et al. / Construção e Materiais de Construção 54 (2014) 550–557 203,81 215,35 213,47 206,97 Calor cumulativo (J/g) – 0,98 Das 0h às 90h – Variação (%) Amostra Variação (%) Figura 7. Curvas de fluxo de calor de pastas de cimento simples e misturadas com nanopartículas após 1 hora a 24 horas de hidratação (hidratação C3S). Variação (%) – um evento significativo de perda de massa em torno de 300 C, como esperado [19]. Massa C–S–H. Isto foi atribuído principalmente ao efeito de nucleação de 3.5. Análise termogravimétrica de pastas de cimento indica que ambas as quantidades de MWCNT misturadas tiveram um resultado negativo As perdas de massa em cada amostra em relação ao controle PC TIII são apresentadas na Tabela 6.Para a liberação de calor associada à hidratação do C3S (Fig. 7) foi esta quantidade de MWCNT adicionada à pasta não teve nenhum efeito 65 C, atribuído à água livre e água adsorvida na superfície calor total liberado pela reação de hidratação em 4,62%. O inferior hidratação), esse aumento é atribuído à melhora na da solução e potencializa a dissolução [15] e à ação Como os eventos térmicos estão sobrepostos nas curvas DTG, o efeito positivo do SN durante as primeiras 90 horas de hidratação combinação com NS aumentou 4,74% em relação à pasta controle, 0,93 pontos percentuais inferior ao valor obtido de C – A – H presente nas amostras não foi alta o suficiente para gerar inferior ao valor obtido apenas com NS. A maior concentração de MWCNT em combinação com NS aumentou 0,98% com 24 h que após 1 h, indicando que o processo de reaglomeração é demorado nanopartículas usadas para análise de calorimetria isotérmica também foram inferior ao valor obtido apenas com NS. Isso indica que nanopartículas aceleram a hidratação do C3S e a formação de ajustado ao evento de desidratação e ao percentual de variação pontos percentuais inferior ao valor obtido apenas com NS. Esse pasta, semelhante à obtida apenas com NS. Isso indica que foram identificados eventos de decomposição, dois entre 50 C e 90 h são apresentados na Fig. 8. Verificou-se que NS aumenta o e alta área de superfície específica. A menor concentração de MWCNT o processo de reaglomeração das dispersões MWCNT dificulta e 24 h de hidratação são apresentados nas Figs. 9 e 10 respectivamente. do MWCNT. processo do MWCNT. O efeito negativo é mais perceptível após Para as amostras hidratadas 1 h (Fig. 9) constatou-se que NS aumenta em 126,83% a quantidade de hidratos produzidos (de C3A nanopartículas foram estudadas usando TGA. As mesmas porcentagens de em relação à pasta controle controle, 1,65 ponto percentual 1 h e também para C–S–H [23] para as amostras hidratadas 24 h. A massa 3,06% em relação à pasta controle, 1,56 pontos percentuais manchas geradas pelo NS [21], que possui tamanho de partícula nanométrico ao calor liberado pela pasta controle, indicando que a sílica foram ajustados pelo método Simplex. O centro da função com NS aumentou 1,55% em relação à pasta controle, 4,12 mais perceptível, reforçando a descoberta de que o processo de reaglomeração do MWCNT é dependente do tempo [17]. o efeito do NS, provavelmente devido ao processo de reaglomeração a perda resulta da desidratação dos hidratos obtidos após 1 h quantidade de calor liberada em 15,96% em relação ao controle (DTG) foram obtidos a partir das curvas de perda de massa. Em todos os casos três Curvas de calor cumulativo para todas as pastas medidas de 0 h a o NS, que ajuda a dessaturar a solução intersticial e precipitar C – S – H extra [16]. A menor concentração de MWCNT em Variações na quantidade de produtos de hidratação induzidas pelo do que o valor obtido apenas com NS. Este resultado indica que na liberação de calor da reação de hidratação. A maior concentração de MWCNT em combinação com NS aumentou 14,43% concentração de MWCNT em combinação com NS aumentou em dos grãos da amostra [22], e a terceira em torno de 110 C atribuída à desidratação da etringita [19] para as amostras hidratadas impacto no efeito do NS, novamente devido à reaglomeração A técnica de deconvolução foi utilizada para ajustar três funções de distribuição gaussiana, uma em cada evento, para identificar a perda de massa associada apenas à desidratação dos hidratos. As funções de distribuição e com o passar do tempo, o efeito negativo do MWCNT torna-se com apenas NS. A maior concentração de MWCNT em combinação descobriram que NS aumentou a quantidade de calor em 5,67% em relação usado para as curvas TGA e termogravimétricas diferenciais dependente. taxa de dissolução do cimento [15] e o aumento da nucleação das nanopartículas como pontos de nucleação [21] , respectivamente. A menor concentração de MWCNT em combinação com NS aumentou a respeito à pasta controle; isso é 3,64 pontos percentuais menor a maior quantidade de MWCNT misturado teve um impacto negativo sobre Tabela 5 Resumo do calor cumulativo liberado por pastas de cimento simples e misturadas com nanopartículas e sua variação em relação à amostra controle. Machine Translated by Google Figura 9. Perda de massa associada à desidratação de hidratos de pasta de cimento simples e Variação (%) pastas misturadas com nanopartículas após 1 h de hidratação. – 1,65 Figura 10. Perda de massa associada à desidratação de hidratos de pasta de cimento simples e Variação (%) 32.14 Centro (C) 2,52 5,72 6,74 3,33 555 Centro (C) 6,10 6,00 7,64 4,89 Perda de massa (%) – Perda de massa (%) 126,98 167,46 Figura 11. Resistência à flexão de argamassas misturadas com nanopartículas. Amostra 25.22 pastas misturadas com nanopartículas após 24 horas de hidratação. Figura 12. Resistência à compressão de argamassas misturadas com nanopartículas. 105,47 102,40 102,55 108,54 19,76 PC TIII 7,5%NS 0,008%MWCNT/7,5%NS 0,080%MWCNT/7,5%NS 1 hora O. Mendoza et al. / Construção e Materiais de Construção 54 (2014) 550–557 1 hora 109,7 114,91 107,02 116,27 Tabela 7. hipótese aceita [24]. As suposições de independência, normalidade e variância constante foram validadas por meio de gráficos residuais. MWCNT após 24h que ainda funcionam como pontos extras de nucleação e pode ser atribuído ao processo de reaglomeração do MWCNT, melhorar a atividade inicial do NS. A maior concentração de Os resultados de resistência à flexão mostram que o MWCNT não ter qualquer efeito estatisticamente significativo nas argamassas após 1 e com relação ao controle. Isto indica que a atividade inicial de para funcionar como pontos de nucleação. (MWCNT, NS e sua interação) não têm efeito na flexão ou em combinação com NS apresentou um aumento de 167,14% respeito Para as amostras hidratadas por 24 h (Fig. 10) constatou-se que NS para controle, 31,80% superior ao valor obtido apenas com NS; Para verificar se a interação das nanopartículas tem efeito sobre o um efeito significativo sobre a resistência à flexão ou compressão de idade, conforme relatado anteriormente na literatura [12]. A menor concentração de MWCNT em combinação com NS apresentou um aumento de MWCNT que funcionam como pontos extras de nucleação. A maior concentração de MWCNT em combinação com NS apresentou um aumento de incluindo barras de desvio padrão, são apresentadas nas Figs. 11 e de b = 95%, se o valor P calculado para um fator for inferior a a, na reação, isso pode ser atribuído à presença de indivíduos Processo de aglomeração MWCNT, que após 24 horas tornou-se área disponível. Os resultados não são mostrados aqui. MWCNT em combinação com NS apresentou uma diminuição de 19,76% o que diminui a área de superfície do MWCNT e NS disponível Para a ANOVA dada, a hipótese nula é que os fatores resistência à compressão das argamassas, quando comparada com o controle não teve efeito significativo na quantidade de hidratos o SN fica completamente prejudicado e a produção de hidratos de 3.6. Propriedades mecânicas de argamassas de cimento amostra. A hipótese alternativa é que os mesmos fatores produzido, uma vez que nenhuma atividade pozolânica é esperada neste início este aumento extra pode ser atribuído à presença de foram estudadas propriedades mecânicas da matriz cimentícia, resistência à flexão e à compressão das argamassas. Os resultados obtidos, morteiros. Para uma significância a = 0,05 e sua confiança associada o próprio cimento também é afetado. Isto pode ser atribuído ao 25,22% respeitam ao controle. Como o MWCNT não tem efeito químico predominante para essa quantidade de MWCNT, diminuindo a superfície 31,95% em relação ao controle, 74,81% inferior ao valor obtido apenas com NS. Esta diminuição na atividade do SN em idades precoces a hipótese nula será rejeitada e, portanto, a alternativa 12. A análise estatística dos resultados foi realizada por meio de análise de variação (ANOVA), os valores P obtidos são apresentados em Variação na perda de massa associada à desidratação dos hidratos. Tabela 6 Machine Translated by Google 3 dias 556 Interação MWCNT Fator E 0,642 0,001 0,270 0,031 0,935 O. Mendoza et al. / Construção e Materiais de Construção 54 (2014) 550–557 Resistência à flexão Valor P 0,095 0,007 Força compressiva 0,344 0,068 Resistência à flexão 0,640 0,149 Força compressiva 1 dia 0,804 Tabela 7 Análise de variação (ANOVA) dos resultados de resistência mecânica. A interação dos grupos funcionais OH- do MWCNT O MWCNT e sua combinação com NS não apresentaram as moléculas de SP que mantêm o MWCNT individual separado, reação. e a reaglomeração será acelerada. 3 dias de cura, indicando que não funcionaram como nano pozolana em idades mais avançadas. quantidade de MWCNT adicionada à mistura e o tempo de hidratação. os NS disponíveis para funcionar como pontos de nucleação em idades precoces, e depende da concentração de MWCNT e da hidratação nanopartículas, para as amostras testadas após 1 dia, e à atividade pozolânica do NS, para as amostras testadas após 3 dias [12]. acima das resistências mecânicas. Estudos adicionais com maior 24 h devido à presença de MWCNT individuais que ainda funcionam MWCNT e NS. do MWCNT diminuirá a área de superfície disponível para disponível para funcionar como pontos de nucleação em idades precoces e diminui podem ser identificados nos gráficos. Esse efeito negativo pode ser atribuído ao processo de reaglomeração do MWCNT, que porque o NS aumenta a taxa de dissolução do cimento atividade do NS e a hidratação do cimento, tanto no início quanto no A combinação de NS e uma quantidade elevada de MWCNT tem efeito negativo na cinética da reação de hidratação após 24 h 4. Discussão final a atividade do NS. MWCNT reaglomerado, com e sem 5. Conclusões da matriz a qualquer momento [12]. A resistência à compressão não foi Ca(OH)2 disponível para reagir com o NS, aglomerando-o aglomeração do Ca(OH)2 necessário para que o SN funcione como esses dois efeitos diminuem a cinética geral da hidratação de Ca(OH)2 liberado no meio pelo cimento será maior, liberação e produção de hidratos. Quantidades maiores de MWCNT idades de teste. Isto pode ser atribuído ao efeito de nucleação do não foi alto o suficiente para gerar um efeito estatisticamente significativo o tempo avança e a concentração de Ca(OH)2 aumenta no repulsão entre grupos funcionais OH– do MWCNT e efeito acelerador na cinética da reação de hidratação para cimento. o MWCNT não funcionou como nano reforço e afetou o a reaglomeração é um processo dependente do tempo que manchas e evitando a saturação de Ca+2 . Os MWCNT têm efeito positivo ou negativo em idades precoces e posteriores, dependendo da da reação de hidratação de amostras misturadas com misturas de o Ca(OH)2, diminuindo a área superficial do MWCNT e O efeito do processo de reaglomeração das dispersões de MWCNT na atividade do NS e na hidratação do cimento resistências das argamassas após 1 e 3 dias de hidratação. Menores resistências à flexão e à compressão de argamassas misturadas apenas com funcionam como pontos extras de nucleação e (ii) diminui a quantidade de Ca(OH)2 presente na mídia. O processo de reaglomeração Ca(OH)2, que diminui a área superficial do MWCNT e NS resistência da matriz somente após 1 dia de cura. Isso pode ser atribuído ao efeito de nucleação das nanopartículas, uma vez que não se espera que o efeito pozolânico do NS modifique a resistência à flexão e resistência à compressão de argamassas misturadas apenas com MWCNT na cinética da reação de hidratação durante a primeira hora mais suscetíveis serão à reaglomeração, e à medida que a hidratação reaglomeração e, à medida que o tempo de hidratação avança, a quantidade NS, funcionando como pontos extras de nucleação, que aumentam o calor hipótese. atividade do NS. pontos extras de nucleação para os hidratos e eventualmente dificulta Ambientes alcalinos ricos em Ca(OH)2 dificultam a eletrostática A combinação de NS e uma baixa quantidade de MWCNT tem um efeito dificultar a atividade do SN e afetar a hidratação do as partículas envolvidas nas reações em idades precoces e até certo ponto para formar C – S – H adicional em idadesposteriores. A combinação de processo do cimento em idades iniciais e tardias, funcionando como nucleação a atividade do SN em idades precoces e afeta a cinética geral diminuiu a resistência à compressão das argamassas. Isso indica que de hidratos do cimento. com o Ca(OH)2 reaglomera as dispersões de MWCNT e a quantidade de C – S – H produzida. A porcentagem de MWCNT estudada misturado com NS apresentou uma melhora significativa em ambos A combinação de NS e MWCNT tem efeito acelerador A atividade do SN é acelerada, desacelerada ou completamente inibida dependendo das quantidades de MWCNT e reforço na matriz de cimento. O NS melhorou a flexão Embora não tenha sido estatisticamente demonstrado, menor flexão processo de reaglomeração das dispersões MWCNT e do a atividade do NS será mais pronunciada. Isto sugere que porcentagens de MWCNT devem ser realizadas para confirmar isso como pontos extras de nucleação para os hidratos e melhoram a diminuir a área de superfície MWCNT disponível para que funcionem como efeito positivo significativo na flexão e compressão e gerar reaglomeração [17]. Este processo tem dois efeitos principais: (i) diminui a área de superfície disponível para o MWCNT idades tardias. Isto pode ser atribuído a uma diminuição da área superficial do diminui a disponibilidade de Ca(OH)2 para o NS reagir, Quanto maior a quantidade de MWCNT presente na mistura, maior será a tempo. Uma quantidade maior de MWCNT será mais suscetível a Quantidades mais baixas de MWCNT irão melhorar a atividade inicial do influenciada pelo MWCNT em qualquer idade de cura, enquanto as amostras com o MWCNT. A combinação destes dois efeitos dificulta para que funcionem como pontos extras de nucleação e, eventualmente, a disponibilidade de Ca(OH)2 para o NS reagir, para formar C – S – H adicional em idades posteriores. torna-se predominante na reação de hidratação e diminui componentes anidros e o MWCNT funcionam como pontos extras de nucleação para os produtos de hidratação. afetará negativamente a atividade inicial do NS devido ao mídia, os efeitos negativos do processo de reaglomeração sobre a devido ao processo de reaglomeração do MWCNT, que dificulta a atividade do SN e afeta negativamente a produção Verificou-se que a SN tem efeito positivo na hidratação combinação com NS, não aumentou a resistência à flexão e Machine Translated by Google [21] Hubler M, Thomas J, Jennings H. Influência da semeadura de nucleação na cinética de hidratação e resistência à compressão da pasta de escória ativada por álcali. Cem Concr Res 2011;41(8):842–6. [18] Sobolkina A et al. 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Comportamento mecânico e microestrutura de compósitos de cimento incorporando nanotubos de carbono de paredes múltiplas com tratamento superficial. Reconhecimentos O MWCNT não funcionou como nanorreforço e afetou a atividade do NS, provavelmente devido à diminuição da área superficial das partículas envolvidas nas reações de hidratação, gerando menores resistências à compressão. A porcentagem de MWCNT estudada não foi suficiente para gerar efeito estatisticamente significativo sobre as resistências mecânicas. Novos estudos com percentuaismais elevados de MWCNT devem ser realizados para confirmar esta hipótese. Referências Os MWCNT foram identificados e atribuídos ao processo de reaglomeração do MWCNT, que se torna predominante na reação de hidratação e diminui a quantidade de C – S – H produzida. Os autores gostariam de agradecer ao Departamento Administrativo de Ciência, Tecnologia e Inovação (COLCIENCIAS) Colômbia, pelo financiamento fornecido através do programa Jovens Investigadores e Inovadores. Carbono 2005;43(6):1239–45. Machine Translated by Google http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0105 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0105 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0105 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0090 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0060 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0060 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0060 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0085 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0085 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0085 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0085 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0055 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0055 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0100 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0100 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0110 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0110 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0110 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0110 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0120 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0120 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0070 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0070 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0070 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0005 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0005 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0090 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0065 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0065 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0065 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0065 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0035 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0035 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0035 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0080 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0080 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0080 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0015 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0015 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0075 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0075 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0115 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0115 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0115 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0025 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0010 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0010 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0010 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0010 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0010 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0095 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0095 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0045 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0045 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0045 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0050 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0050 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0050 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0025 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0020 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0020 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0020 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0040 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0040 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0040 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0030 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0030 http://refhub.elsevier.com/S0950-0618(14)00002-6/h0030
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