Efeito da nanossílica funcionalizada com baixos teores de aminossilino nas propriedades mecânicas e na microestrutura dos materiais cimentícios

Abstract

A nanossílica (NS) é considerada uma adição pozolânica altamente reativa que, em substituição ao cimento tem resultado uma melhoria na resistência dos materiais cimentícios e o aumento da resistência à penetração de água, o que influencia fortemente na durabilidade. Apesar dessa melhoria, a NS contribui para potencializar efeitos não desejáveis nos compósitos cimentícios, quanto ao comportamento reológico, trabalhabilidade e propriedades endurecidas finais de compósitos de cimentos. Recentemente, alguns pesquisadores têm investigado formas para mitigar esses efeitos, como a incorporação de grupos funcionais na superfície da NS, procedimento denominado funcionalização. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo verificar o efeito da funcionalização da NS com baixos teores de 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) nas propriedades mecânicas e microestruturais dos materiais cimentícios. Foram investigadas as propriedades de cinco diferentes pastas de cimento. Foram avaliados nas misturas cimentícias o calor de hidratação, a resistência à compressão aos 1, 3, 7 e 28 dias de hidratação, a quantidade de CH e C-S-H através das técnicas de difração de TGA e FTIR e a porosidade através do ensaio de porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM). Tais ensaios tiveram por finalidade verificar o efeito da funcionalização da NS com baixos teores de APTES nas propriedades no estado fresco e endurecido e na microestrutura dos materiais cimentícios. Os resultados encontrados para as pastas com NSF no ensaio de calorimetria demostram que a funcionalização da NS aumenta o tempo necessário para se atingir o valor de calor máximo, levando a um retardo nas reações de hidratação. A resistência a compressão das NSF’s é superior ao da REF e da NS, a amostra NSFA4 alcançou aos 28 dias uma resistência 28% maior que a REF e 17% maior que a NS na mesma idade. Através dos resultados do ensaio de TGA verificou-se que as pastas com NS ou NSF tiveram níveis mais baixos de CH do que a pasta REF em todas as idades analisadas. Os ensaios de FTIR demonstram que o processo de funcionalização da NS com APTES aumentou ligeiramente a quantidade de CH das pastas com NSF em comparação com a P-NS. Todas as pastas contendo NS ou NSF, resultaram em uma menor quantidade de CH e de C-S-H em comparação com a P-REF. Já os resultados de PIM mostram que, no geral, as adições de NS e de NSF levam a uma diminuição da porosidade total, em relação à argamassa de referência.