Efeito da ultrasonicação da sílica ativa e da nanossílica na microestrutura das pastas ternárias de cimento

Abstract

A sílica ativa (SF) e a nanossílica (NS) são cada vez mais estudadas para a produção de materiais cimentícios de alto desempenho. O potencial reativo desses materiais muitas vezes é reduzido devido ao elevado grau de aglomeração dessas pequenas partículas. Alguns pesquisadores estudaram métodos para dispersar a SF ou a NS, como a utilização de misturadores rotacionais e ultrasonicadores. Apesar disso, não foram encontrados estudos sobre o efeito da ultrasonicação conjunta desses materiais na microestrutura de pastas temárias de cimento. Dessa forma, essa pesquisa tem como objetivo avaliar o efeito da ultrasonicação da sílica ativa e da nanossílica coloidal na resistência à compressão e na microestrutura de pastas temárias de cimento Portland. Foram estudadas sete pastas de cimento para verificar o efeito isolado da ultrasonicação da sílica ativa no teor de 10% e da nanossílica coloidal no teor de 2%, bem como o efeito da ultrasonicação conjunta de 8% da SF e 2% da NS em substituição ao cimento Portland. A SF e a NS foram ultrasonicadas por 10 minutos com amplitude de 75%. Para avaliação da microestrutura das pastas, foram realizados os ensaios de difração de raios- X (DRX), termogravimetria (TG/DTG), espectroscopia no infravermelho, microssonda eletrônica com espectrômetros de comprimento de onda (WDS), espectroscopia por ressonância magnética nuclear no estado sólido 29Si (RMN-MAS 29Si) e porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM). Os resultados mostraram que ao ultrasonicar a SF, houve maior produção de C-S-H, maior refinamento dos poros e maior resistência à compressão quando comparada com a pasta com SF sem o processo de ultrasonicação, comprovando a efetividade desse método para a dispersão dessas partículas. A ultrasonicação da nanossílica coloidal não resultou em diferenças significativas na microestrutura e no desempenho mecânico das pastas. Além disso, foi observado o aumento significativo da resistência à compressão com 1 e 3 dias da pasta com SF e NS coloidal ultrasonicadas em conjunto. Dessa forma, foi possível concluir que a ultrasonicação foi eficiente para dispersar os aglomerados de sílica ativa, porém não influenciou significativamente no tamanho das partículas de nanossílica coloidal. A ultrasonicação das misturas temárias alterou a morfologia do C-S-H e refinou a estrutura porosa das pastas.