Efeito da adição de micro e nanossílica no comportamento reológico e propriedades no estado endurecido de argamassas e pastas de cimento

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais.Nos últimos anos, o uso de nanopartículas tem recebido atenção especial em muitos campos de aplicação com o propósito de fabricar materiais com novas funcionalidades. As adições minerais podem ser usadas em substituição parcial ao cimento de modo a modificar as misturas nos estados fresco e endurecido e obter materiais de elevada resistência mecânica. Nesse sentido, o presente trabalho utilizou os ensaios de reologia e espalhamento na mesa de consistência para a formulação de misturas com adição de nS (nanossílica) e SF (microssílica). Essa metodologia garante que essas misturas apresentam trabalhabilidade adequada para ambos os equipamentos. Além disso, o planejamento fatorial foi usado em algumas situações para a formulação das misturas e identificação dos efeitos de nS, SF, superplastificante (SP) e relação água/aglomerante. O efeito de interação entre esses fatores sobre as propriedades no estado fresco e endurecido foi também identificado. A partir dos resultados experimentais, observou-se que o comportamento reológico das argamassas com baixa relação água/teor de sólidos totais apresenta maior dificuldade na sua caracterização, uma vez que o atrito interno entre as superfícies das partículas é intenso. A formulação de argamassas com baixa fluidez apresenta maior limitação pelo reômetro, sendo a tensão de escoamento mais afetada do que a viscosidade plástica. A presença da nS diminui o período de dormência e o tempo de pega inicial. Além disso, nS e SF geram fases similares mas com diferentes intensidades para o hidróxido de cálcio formado. A aglomeração da nS é intensa, o que prejudica o empacotamento das partículas. Em geral, o efeito combinado entre a elevada reatividade da nS com outro tipo de adição (por exemplo SF) favorece o aumento da performance do material quando comparadas com adições individuais. Nas idades iniciais, a elevada reatividade contribui para o desenvolvimento da resistência a compressão, enquanto que para as idades mais avançadas o efeito físico pode melhorar a densificação do material, tornando a matriz mais resistente. Além disso, a máxima resistência a compressão é dependente da quantidade de água adicionada, na qual é também dependente do tipo de adição empregada. Esta última variável é dependente das características físicas e química