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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18182
Tipo: Tese
Título: Estudo da zona de transição de concretos preparados com metacaulim através de análise nanomecânica
Autor(es): Teixeira, Eduardo da Cruz
Primeiro Orientador: Barbosa, Normando Perazzo
Primeiro Coorientador: Rossignolo, João Adriano
Resumo: O uso de materiais pozolânicos em concretos resultam em diversos efeitos benéficos no estado fresco e endurecido. Como uma dessas alternativas, o matacaulim é considerado como um material de alta eficácia para aperfeiçoamento de concretos em diversas propriedades. Dentro do contexto de avanços tecnológicos dos concretos, a nanotecnologia tem sido elemento de destaque nas pesquisas recentes, ela tem mudado progressivamente a ciência e engenharia de materiais, sobretudo no âmbito da compreensão de suas propriedades através das técnicas de nanociência. A técnica da nanoindentação, capaz de obter valores de dureza e módulo de elasticidade em escala nanométrica de fases distintas, utilizando cargas significativamente pequenas, é uma alternativa viável para estudos específicos na zona de transição de concretos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é analisar as propriedades da zona de transição de concretos preparados com metacaulim através da técnica de nanoindentação e MEV/EDS. Foram adotadas as seguintes variáveis independentes: consumos de cimento distintos e a proporção de mistura dos demais constituintes dos concretos (traços); teor de substituição do cimento pelo metacaulim (%); e tempo de cura (dias). Adotaram-se como variáveis de resposta: resistência à compressão axial; espessura da zona de transição; dureza e módulo de elasticidade; e formação de C-S-H de alta e baixa densidade na zona de transição. Foram usados 4 perfis horizontais em cada amostra, num comprimento total de 120 µm e espaçados verticalmente em 20 µm, ou seja, 9 pontos na horizontal espaçados em 15 µm e 4 na vertical espaçados em 20 µm, totalizando 36 indentações por amostra. As mesmas amostras preparadas e submetidas aos ensaios de nanodureza foram usadas para investigação da sua ZT através das técnicas de MEV/EDS. A incorporação de metacaulim possibilitou otimização dos concretos com cimento Portland no âmbito macro, micro e nanoestrutural, sendo correlacionadas as melhorias de resistência mecânica à compressão axial com a diminuição da espessura da zona de transição dos concretos produzidos. O percentual de frequência do CSH na matriz cimentícia pode ser aumentado com incorporação de MK, assim como a diminuição da porosidade e do teor de CH nos concretos; a diminuição da ZT é consequência direta desses efeitos relatados, porém, esse efeito benéfico do MK na ZT é mais acentuado nos concretos mais pobres em consumo de cimento.
Abstract: The use of pozzolanic materials in concrete results in several beneficial effects in the fresh and hardened state. As one of these alternatives, metakaulin is considered a highly effective material for improving concrete in several properties. Within the context of technological advances in concretes, nanotechnology has been a prominent element in recent research, it has progressively changed the science and engineering of materials, especially in terms of understanding its properties through nanoscience techniques. The nanoindentation technique, capable of obtaining hardness values and elasticity modulus on a nanometric scale of different phases, using significantly small loads, is a viable alternative for specific studies in the concrete interfacial zone transition. Therefore, the objective of this work is to analyze the properties of the interfacial zone transition of concretes prepared with metakaolin using the technique of nanoindentation and SEM / EDS. The following independent variables were adopted: different cement consumptions and the mixing ratio of the other concrete constituents (mixtures); replacement content of cement by metakaolin (%); and healing time (days). The following response variables were adopted: resistance to axial compression; interfacial zone transition thickness; hardness and elasticity modulus; and formation of high and low density C-S-H in the transition zone. Four horizontal profiles were used in each sample, with a total length of 120 µm and spaced vertically by 20 µm, that is, 9 points horizontally spaced by 15 µm and 4 vertically spaced by 20 µm, totaling 36 indentations per sample. The same samples prepared and subjected to nanodarkness tests were used to investigate their IZT using SEM / EDS techniques. The incorporation of metakaolin made it possible to optimize the concretes with Portland cement at the macro, micro and nanostructural level, correlating the improvements in mechanical resistance to axial compression with the decrease in the thickness of the interfacial zone transition of the produced concrete. The percentage of CSH frequency in the cementitious matrix can be increased with the incorporation of MK, as well as the reduction of porosity and CH content in concretes; the decrease in IZT is a direct consequence of these reported effects, however, this beneficial effect of MK in IZT is more pronounced in concretes that are poorer in cement consumption.
Palavras-chave: Concreto
Nanoindentação
Zona de transição
Metacaulim
Concrete
Nanoindentation
Interfacial zone transition
Metakaulin
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia de Materiais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18182
Data do documento: 13-Fev-2020
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

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