ReP USP - Detalhe do registro: Low-alkalinity matrix composites based on magnesium oxide cement reinforced with cellulose fibres
Low-alkalinity matrix composites based on magnesium oxide cement reinforced with cellulose fibres (2017)
Mármol de los Dolores, Gonzalo
Savastano Júnior, Holmer (Orientador)
USP affiliated author: DOLORES, GONZALO MARMOL DE LOS - FZEA
Sigla do Departamento: ZEB
Subjects: CIMENTO; MATERIAIS COMPÓSITOS; CELULOSE; CARBONATOS
Keywords: Carbonatação; Carbonation; Cimento MgO-SiO2; Compósitos cimentícios de baixa alcalinidade; Durabilidade; Durability; Low-alkalinity cementitious composite; MgO-SiO2 binder
Abstract: Um cimento de baixa alcalinidade à base de blendas de MgO e SiO2 é analisado para o desenvolvimento de Compósitos Cimentícios Reforçados com Fibras (CCRF) celulósicas sem clínquer para resolver os problemas de durabilidade de este tipo de fibras quando são usadas em CCRF com cimento Portland. A evolução da hidratação, desde 7 aos 28 dias, das diferentes formulações é avaliada. Os principais produtos hidratados são o Mg(OH)2 e o gel M-S-H para todas as formulações independentemente da idade estudada. As pastas endurecidas apresentam valores de pH < 11 e bom desempenho mecânico comparado com o cimento Portland convencional. O sistema 60% MgO-40% SiO2 é escolhido como a formulação ótima para o desenvolvimento de CCRF já que é a mais resistente e menos alcalina comparada com 70% MgO-30% SiO2. CCRF com cimento à base de óxido de magnésio e sílica (MgO-SiO2) e fibras celulósicas são produzidos para a análise da durabilidade das fibras lignocelulósicas em ambientes com valores de pH mais baixos comparados com o cimento Portland (PC). O desempenho mecânico a flexão e os ensaios físicos (porosidade aparente, densidade aparente e absorção de água) são comparados aos 28 dias e após de 200 ciclos de envelhecimento acelerado. O cimento à base de MgO-SiO2 preserva a integridade das fibras após o envelhecimento. Os compósitos produzidos com este cimento exibem melhores propriedades após 200 ciclos de envelhecimento acelerado que os compósitos produzidos com cimento Portland. Ambientescom alta concentração de CO2 são avaliados como tratamento de cura para otimizar as matrizes MgO- SiO2 nos CCRF. As amostras são curadas sob 2 condições diferençadas: 1) cura com vapor de água a 55oC e 2) cura com alta concentração de CO2 (20% do volume). As amostras carbonatadas apresentam teores reduzidos de Mg(OH)2 enquanto é produzida uma nova fase cristalina: hidromagnesita [Mg5 (CO3)4⋅(OH) 2⋅4H2O]. Após a carbonatação, o conteúdo de gel M-S-H é reduzido também, indicando uma carbonatação desta fase. A carbonatação aumenta a rigidez da matriz o que influi positivamente no desempenho mecânico e as propriedades físicas dos compósitos sem efeitos prejudiciais ao longo prazo. A adição de sepiolita em CCRF é estudada como possível adição na composição da matriz aglomerante. Baixos teores (1 e 2% em massa) de cimento são substituídos por sepiolita para o estudo das pastas de cimento hidratado e, posteriormente, dos compósitos. O Módulo Elástico Dinâmico das pastas é incrementado com o tempo pela adição de sepiolita. Os ensaios a flexão demostram que a adição de sepiolita melhora a homogeneidade dos compósitos. Reportam-se os efeitos das fibras de sisal após da exposição a sistemas MgO-SiO2 e PC e submetidas a diferentes condições de envelhecimento. Este estudo comparativo da degradação das fibras expostas a diferentes matrizes cimentícias mostra a compatibilidade das fibras lignocelulósicas com os cimentos à base de Mg. As fibras de sisal, inclusive após oenvelhecimento acelerado, não apresentam nem redução significativa no conteúdo de celulose nem na cristalinidade da celulose assim como do tamanho de cristalito, quando expostas a cimentos MgO-SiO2
Data da defesa: 21.07.2017
MÁRMOL DE LOS DOLORES, Gonzalo; SAVASTANO JÚNIOR, Holmer. Low-alkalinity matrix composites based on magnesium oxide cement reinforced with cellulose fibres. 2017.Universidade de São Paulo, Pirassununga, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-17082017-113846/ >.
Mármol de los Dolores, G., & Savastano Júnior, H. (2017). Low-alkalinity matrix composites based on magnesium oxide cement reinforced with cellulose fibres. Universidade de São Paulo, Pirassununga. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-17082017-113846/
Mármol de los Dolores G, Savastano Júnior H. Low-alkalinity matrix composites based on magnesium oxide cement reinforced with cellulose fibres [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-17082017-113846/
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