Análise da funcionalização direta da nanossílica com aptes para aplicação em materiais cimentícios

Abstract

A nanossílica (NS) é um material pozolânico que proporciona alterações na microestrutura dos materiais cimentícios, contribuindo para o aumento do desempenho mecânico e da durabilidade. Porém, por apresentar elevada energia superficial potencial, a NS pode gerar o aumento da retração autógena e redução do ganho de resistência à compressão em idades mais avançadas. Uma das alternativas para mitigar estes efeitos consiste na alteração química da superfície da NS, processo conhecido como funcionalização. No entanto, o processo de funcionalização atual envolve a utilização de produtos tóxicos, prejudiciais aos envolvidos no processo e ao meio ambiente. Dentro da temática da “Green Chemistry”, este estudo busca debater os efeitos da funcionalização direta da NS com aminosilano, a partir de uma NS coloidal e reagente 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES), sem a utilização de qualquer solvente químico. Preparou-se uma primeira reação com os reagentes tradicionalmente utilizados. Um segundo processo alternativo foi desenvolvido retirando o diclorometano e sem a utilização de qualquer outro solvente. Algumas técnicas foram utilizadas para avaliar a eficiência das reações: pH, teor de sólidos, DLS, potencial Zeta, DRX, TGA e FTIR. Foram produzidas pastas e argamassas de cimento Portland para avaliar o efeito da NS desenvolvida pelos dois diferentes processos de funcionalização na cinética de hidratação, porosidade e resistência à compressão (aos 1, 3, 7 e 28 dias), DRX, TG e FTIR. Os dados de DLZ, Zeta, ATG e FTIR indicaram que o processo de funcionalização com diclorometano obteve conteúdo de APTES 4% maior que o processo alternativo. De acordo com os resultados de resistência e ATG aos 28 dias, a NSFSD proporcionou aumento dos valores mecânicos das argamassas e redução do teor de CH presente nas pastas. Conclui-se que o diclorometano facilita o enxerto de APTES na superfície da NS, porém o método alternativo se mostrou eficiente, além de atender aos princípios da Química Verde.