Utilização de nanopartículas para obtenção de betões de elevado desempenho

Abstract

A produção do principal constituinte do betão, cimento Portland, representa cerca de 80% das emissões totais de CO2 do betão que por sua vez corresponde, a cerca de 6-7% das emissões de CO2 no Planeta. Em 1980 Roger Lacroix, apresentam a primeira designação de betões de elevado desempenho, que classificaram composições de betão segundo três características diferentes: alta resistência, elevada trabalhabilidade e elevada durabilidade (Betões de elevado desempenho). As razões que levam ao uso dos betões de elevado desempenho consistem na melhoria da durabilidade, na redução dos custos de manutenção, reparação e substituição a longo prazo. O objetivo desta dissertação é a utilização de nano-partículas de TiO2 para obtenção de betões de elevado desempenho, verificar se o TiO2 contribui para aumentar a reação pozolânica, avaliar as caraterísticas mecânicas e durabilidade do betão com a incorporação de TiO2 e também do betão com a incorporação de cinzas volantes e TiO2 A presente dissertação apresenta resultados sobre o abaixamento, resistência à compressão, absorção de água por imersão, absorção de água por capilaridade, difusão dos cloretos por migração em regime não estacionário, ataque por ácido sulfúrico, ultra sons e resistividade elétrica de betões no qual se utilizou uma razão água/ligante de 0,35 nos betões com TiO2 e 0,325 para betões com cinzas volantes. Os resultados da investigação experimental mostram que os betões com percentagens crescentes de nano-partículas de TiO2 apresentam uma redução de durabilidade. Os resultados comprovaram que um betão com 1% de nano-partículas de TiO2 em relação à massa do ligante e com substituição parcial de 30% de cimento Portland por cinzas volantes apresentam uma elevada resistência mecânica (C55/C67) e uma elevada durabilidade.

The production of the primary constituent of concrete, Portland cement, represents about 80 % of total CO2 emissions of the concrete which in turn corresponds to about 6-7 % of CO2 emissions on the planet. In 1980, Roger Lacroix provide the first description of high-performance concrete, which concrete compositions classified according to three different characteristics: high strength, high workability and high durability (high performance concretes). The reasons for the use of high performance concretes are to improve durability, reduce maintenance costs, repair and replacement in the long term. The objective of this dissertation is the use of nanoparticle TiO2 to obtain high performance concrete, verify if the TiO2 contributes to increasing the pozzolanic reaction, evaluate the mechanical characteristics and durability of concrete with the incorporation of nanoparticle TiO2 and also the concrete with the incorporation of fly ash and nanoparticle TiO2. This dissertation presents results on lowering, the compressive strength, water absorption by immersion, water absorption by capillarity, diffusion of chlorides by migration under non-stationary, attack by sulfuric acid, ultrasonic and electrical resistivity of concrete in which used a water / binder ratio of 0.35 in concrete with TiO2 and 0.325 for concrete with fly ash. The experimental research results show that concrete with increasing percentages of TiO2 nanoparticles exhibit reduced durability. The results showed a concrete with 1% TiO2 nanoparticles in the mass of the binder and 30% partial replacement of Portland cement by fly ash present a high mechanical strength (C55/C67) and a high durability.