Efeito da deposição de nano-sílica (SiO2) em fibras de celulose sobre a compatibilidade com matriz cimentícia

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2016.O presente trabalho objetivou avaliar a modificação de fibras de polpa celulose e a sua influência na hidratação inicial da matriz cimentícia. A modificação das fibras foi realizada por deposição de partículas de sílica (SiO2) sobre a superfície das mesmas pelo método sol-gel. As fibras modificadas (FM) e não modificadas (FNM) foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), por espectroscopia de energia dispersiva (EDS), por difração de raio-X (DRX) e quanto a porosidade e área superficial específica, pelo método BET. Para o teste de hidratação inicial, o índice de inibição (I.I) foi determinado por meio de informações obtidas de uma curva de típica de temperatura em função do tempo, na presença e na ausência de fibras (FM e FNM) e de aditivos (calcário agrícola – filler, hidroxipropilmetilcelulose – HPMC e poliéter carboxílico – ADVA). Os resultados mostraram que as fibras de polpa celulose submetidas a modificação obtiveram recobrimento superficial homogêneo formado por partículas de sílica esféricas, com diminuição do índice de cristalinidade em 14,51% e aumento da área superficial específica em 209,56% e do volume e diâmetro dos poros em 134,26% e 10,28%, respectivamente. Quanto ao teste de compatibilidade, observou-se que tanto as FM, quanto as FNM, na ausência de aditivos, apresentaram I.I classificado como baixo, de -0,09% e 0,13%, respectivamente. Por outro lado, a presença dos aditivos (sem fibras) no cimento alterou o I.I para médio (67,10%), a mistura com FNM resultou em um I.I extremo, de 179,16%, já a presença de FM teve o menor I.I dos tratamentos na mistura com aditivos, de 53,84%. Os resultados revelaram que as fibras modificadas, quando misturadas ao cimento na presença de aditivos, foram capazes de alterar o comportamento inicial de hidratação do cimento quando comparado com o comportamento da mesma mistura (cimento+aditivos) com fibras não modificadas.The objectives of the present study were to assess the modification of cellulose pulp fibers and its influence on the initial hydration of cement matrix. The modification of the fibers was carried out by deposition of silica particles (SiO2) on the surface of the fibers by sol-gel method. The modified fiber (FM) and unmodified fiber (FNM) were characterized by scanning electron microscopy (SEM), by energy dispersive spectroscopy (EDS), by X-ray diffraction (XRD) and by the BET method to determine the porosity and specific surface area. For the initial hydration test, the inhibition index (I.I) was determined in the presence and absence of fibers (FM and FNM), and chemical admixtures (limestone – filler, hydroxypropylmethyl cellulose – HPMC – and water-reducer admixture). The results showed that the FM have acquired homogeneous surface coating formed by spherical silica particles, with decreased crystallinity index by 14.51% and increased surface area of 209.56%, volume and pore diameter of 134.26% and 10.28%, respectively. The results of the compatibility test showed that the FM and FNM, in the absence of chemical admixtures, had I.I classified as low, of -0.09% and 0.13%, respectively. On the other hand, in the presence of chemical admixtures (no fiber) in the cement changed the I.I for medium (67.10%), the mixture of FNM resulted in I.I in an extreme I.I, of 179.16%, in the presence of FM has I.I of 53.84%. The results showed that the modified fibers, when mixed with cement in the presence of chemical admixtures, were able to change the behavior initial cement hydration when compared with the behavior of the same mixture (cement + chemical admixtures) with unmodified fibers