Dissertação
influência de nanopartículas de carbonato de cálcio na formação de etringita tardia em pastas de cimento submetidas à cura térmica
Influence of calcium carbonate nanoparticles on the delayed ettringite formation in cement paste submitted to thermal cure
Registro en:
SANTOS, Hericles Campos dos. influência de nanopartículas de carbonato de cálcio na formação de etringita tardia em pastas de cimento submetidas à cura térmica. 2020. 79 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2020.
Autor
Santos, Hericles Campos dos
Institución
Resumen
The delayed ettringite formation (DEF) is a pathology resulting from the occurrence of
internal sulfate attacks on the cementitious matrix, mainly affecting precast parts
produced via steam curing and structures with large concrete mass, which generates a
high heat of hydration. The search for improving the durability of cement products has
led research to explore the incorporation of supplementary materials in this matrix, such
as silica, metakaolin and CaCO3 nanoparticles. This study aims to evaluate how the
presence of calcium carbonate in the nanometer scale interferes in the DEF and other
phases of thermally cured Portland cement pastes. Pastes were produced by replacing
the cement with CaCO3 (5 wt%) and adding CaSO4 (3 wt%). Pastes were characterized
at 1, 7, 28, 90 and 180 days of hydration by X-ray diffraction (XRD), scanning electron
microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and
thermogravimetric analysis (TGA / DTG). The results indicated that the thermal cure
affected the microstructure of the pastes, favoring the decomposition of the primary
ettringite and containing the dissolution of the portlandite. In addition, all pastes were
carbonated, which favored the reactions involving CO3
2-
ions and monosulfoaluminate,
allowing the formation of monocarboaluminate and delayed ettringite. Such mechanism
was intensified by the carbonation of pastes and the presence of CaCO3 nanoparticles. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A formação de etringita tardia (DEF) é uma patologia resultante da ocorrência de
ataques internos por sulfatos na matriz cimentícia, atingindo principalmente peças prémoldadas produzidas via cura a vapor e estruturas com grande massa de concreto, o que
gera um elevado calor de hidratação. A busca pela melhoria da durabilidade dos
produtos cimentícios tem levado as pesquisas a explorarem a incorporação de materiais
suplementares nessa matriz, como nanopartículas de sílica, metacaulim e CaCO3. Este
estudo tem como objetivo avaliar como a presença do carbonato de cálcio em escala
nanométrica interfere na formação de etringita tardia e das outras fases das pastas de
cimento Portland curadas termicamente. Foram produzidas pastas com a substituição do
cimento por CaCO3 (5% em massa) e adição de CaSO4 (3% em massa). A
caracterização das pastas foi realizada aos 1, 7, 28, 90 e 180 dias de hidratação por
difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia
de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica
(TGA/DTG). Os resultados indicaram que a cura térmica afetou a microestrutura das
pastas, favorecendo a decomposição da etringita primária e inibindo a dissolução da
portlandita. Além disso, todas as pastas sofreram carbonatação, o que favoreceu as
reações envolvendo os íons CO3
2-
e o monossulfoaluminato, possibilitando a formação
de monocarboaluminato e etringita tardia. Tal mecanismo foi intensificado pela
carbonatação das pastas e presença das nanopartículas de CaCO3. São Cristóvão, SE