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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Fabricação de estruturas de pasta de cimento Portland com porosidade orientada por freezing-casting
Authors: Leandro Henrique Moura Silva
First Advisor: Manuel Noel Paul Georges Houmard
First Co-advisor: Augusta Cerceau Isaac Neta
First Referee: Eduardo Henrique Martins Nunes
Second Referee: Agda Aline Rocha de Oliveira
Abstract: O cimento Portland tem sido um material utilizado na construção civil desde a sua descoberta até hoje. Suas características e propriedades são bem conhecidas, difundidas e utilizadas em todo o planeta, entretanto a cada dia novas utilizações e aplicabilidade do cimento são desvendadas. Um exemplo disso, é que a porosidade no cimento pode possibilitar o surgimento de novas aplicações como isolante térmico e/ou acústico, alguns tipos específicos de filtros podendo separar fases e realizar a dessalinização da água, confecção de pavimentos permeáveis, assim como, em alguns segmentos de pesquisas que necessitam de materiais com porosidade conhecida e dimensionada. O processo de produção do material poroso dá a ele, diferente formato estrutural e propriedades únicas. Entre outros, existe um processo de estruturação de porosidade orientada que tem sido muito difundido atualmente e que tem apresentado bons resultados com a sua utilização: o freeze-casting. Esse processo possibilita a orientação da porosidade, seguindo o gradiente de temperatura, através do congelamento de uma suspensão fluida com uma determinada concentração de partículas sólidas. Nesse contexto foram estudadas diversas proporções de água e cimento Portland junto com dispersante para encontrar as proporções que tornassem a solução a mais fluida possível, para facilitar e permitir a orientação da porosidade através da solidificação no congelador ou utilizando nitrogênio líquido. As estruturas foram comparadas às endurecidas por um processo convencional sem orientação. Os corpos de prova foram analisadas para caracterizar a densidade, porosidade total (quantidade de vazios), resistência a compressão e estrutura 3D usando a microtomografia de raios X. Os resultados foram promissores, o processo de orientação aplicado ao cimento Portland foi um sucesso e demonstraram um aumento na resistência à compressão das amostras orientadas por freeze-casting com nitrogênio líquido, quando comparado ao processo convencional, assim como um aumento na porosidade aberta da estrutura.
Abstract: Portland cement has been a material used in civil construction since its discovery until today. Its characteristics and properties are already well known, widespread and used all over the planet. Every day new uses and applicability of the cement are discovered. An example of this is that the presence of porosity in the cement can enable the emergence of new applications, such as thermal insulation, acoustic, some specific types of filters to separate phases and perform water desalination, fabrication of permeable pavements, as well as in some segments of researches that need materials with controlled and dimensioned pores. The process to produce the porous material is principally responsible to its unique structures and properties. Among others, there is a process to structure oriented porosity that has been very widespread nowadays and that has presented good results with its use: the freeze-casting. This process enables the porosity orientation, following the temperature gradient, by freezing a fluid suspension with a certain concentration of solid particles. In this context, several proportions of water, cement and dispersant, were studied to find the proportions that made the solution as fluid as possible, to facilitate and allow the orientation of the porosity through solidification in freezer or using liquid nitrogen. The specimens were tested to characterize their density, total porosity (number of voids), compression strength test and 3D structures by x-ray microtomography. The results were promising, the orientation process applied to the cement was a success and demonstrated an increase of the compressive strength of the freeze-casting oriented samples with liquid nitrogen, when compared to the conventional process, as well as an increase in the open porosity of the structure.
Subject: Materiais porosos
Materiais de construção
Cimento Portland
Construção civil
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B9EFYH
Issue Date: 11-Dec-2018
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