Estudo da estrutura de poros de um compósito de matriz cimentícia por meio da microtomografia de raios x

Os compósitos de matriz de cimento Portland apresentam uma rede interna de poros, cujo sistema de distribuição é fortemente influenciado pelos seus fatores de produção, como dosagem, adensamento e cura. A estrutura de poros tem impacto direto sobre as propriedades físicas dos materiais, como é o caso da resistência à compressão. Embora existam muitas técnicas consolidadas para mensuração e caracterização da estrutura de poros, a microtomogafia de raios X tem se mostrado promissora para investigações deste gênero, pois permite a obtenção de vários dados sobre a microestrutura interna de materiais sem demandar preparação especial das amostras. Contudo, para que se obtenha uma boa resolução espacial, a técnica demanda amostras de tamanho reduzido, o que esbarra na questão da representatividade, uma vez que as normas brasileiras apresentam corpos de prova normalizados com dimensões a partir de (5x10) cm, a qual supera a capacidade de leitura do equipamento utilizado na presente pesquisa. Para viabilizar os ensaios de microtomografia de raios X, e a fim de se evitar problemas recorrentes da amostragem, foram produzidos corpos de prova com dimensões de (2x4) cm, moldados com argamassa produzida de acordo com os parâmetros especificados na NBR 7215 (ABNT, 1996), utilizando o cimento Portland de alta resistência inicial (CP V). Foram realizados ensaios de rompimento à compressão, tendo também sido calculado o percentual de porosidade total, para as duas dimensões de corpos de prova, a partir da relação entre densidade real e volumétrica, obtidas pelas técnicas de picnometria de hélio e picnometria de mercúrio, respectivamente. Os resultados apontaram uma resistência à compressão um pouco maior e um percentual de porosidade um pouco menor para os CPs de (2x4) cm. Na análise sobre a estrutura de poros, foi observada uma boa aproximação entre os valores de porosidade total, obtidos pelos dois métodos adotados. Os cálculos de porosidade e demais parâmetros morfológicos, realizados a partir das leituras com o microtomógrafo no corpo de prova de (2x4) cm, foram executados considerando diferentes regiões do mesmo, no intuito de simular um processo de amostragem. A análise dos resultados indicou que a estrutura de poros apresenta variações ao longo da seção do corpo de prova.The composites with Portland cement matrix have an internal pore network, which distribution system is strongly influenced by production factors, as strength, molding and curing. The pore structure has a directly impact on the physical properties of materials, such as compressive strength. Although exist many techniques for measurement and characterization of pore structures, the X-ray microtomography has shown promise for this kind of investigations, because it allows to obtain informations of the materials internal microstructure without requiring special preparation of the samples. However, in order to obtain a good spatial resolution, the technique demands small size samples, which opposes the issue of representativeness, once Brazilian standards have specimens with dimensions with (5x10) cm, that exceeds the reading capacity of the equipment used in this research. In order to facilitate the X-ray microtomography test, and in order to avoid recurring problems of sampling, were produced specimens with dimensions of (2x4) cm, molded with mortar produced according to the parameters specified in the NBR 7215 (ABNT, 1996), using Portland cement high early strength. Compression tests were performed and the percentage of total porosity has also been calculated, for the two dimensions of specimens, from the relationship between true density and bulk density, got by techniques helium pycnometry and mercury pycnometry, respectively. The results indicated a slightly higher compressive strength and slightly lower percentage of porosity for the specimens of (2x4) cm. In the pore structure analysis, it was observed a good approximation between the total porosity values, obtained by the two methods adopted. The calculations of porosity and other morphological parameters, made from the readings with microtomography equipment in the specimen of (2x4) cm, were performed considering its different regions, in order to simulate the process of sampling. The results indicated that the pore structure varies along the section of the specimen