Efeito da nanosílica nas propriedades mecânica, física e térmica de concretos

Giovana Massarico Gonçalves

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Vitor Lourensato Leoni

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Fernanda Giannotti da Silva Ferreira

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Resumo

Atualmente, no Brasil, a maioria das edificações depende de alto consumo de energia elétrica, consequência de, muitas vezes, serem desconsideradas estratégias para o desempenho térmico e para a eficiência energética do ambiente construído. Várias pesquisas estão sendo realizadas para estudar a viabilidade de adições ao concreto, visando materiais com condutividade térmica que proporcione melhor desempenho térmico. Uma dessas adições é a nanosílica, já muito estudada em relação à durabilidade e à resistência, à compressão de concretos, porém pouco explorada quanto à condutividade térmica. Assim, neste trabalho, verificou-se o efeito da nanosílica coloidal na condutividade térmica de concretos com a incorporação de 0%, 5% e 10%, em substituição em massa ao cimento. Foram avaliadas: massa específica, absorção de água, índice de vazios, resistência à compressão e condutividade térmica dos concretos desenvolvidos. Os resultados indicam que a adição de nanosílica provoca um aumento significativo na massa específica dos concretos, assim como nos valores de resistência à compressão para as amostras com 10% de nanosílica coloidal nas primeiras idades. Em relação à condutividade térmica dos concretos estudados, não foram observadas variações significativas em seus valores, comparando-se os concretos com e sem adição de nanosílica coloidal.

Palavras-chave


concreto; condutividade térmica; nanosílica


Texto completo:

Referências


ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5739: Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro: ABNT, 2018a.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7211 Emenda 1: Agregados para concreto – Especificação. Rio de Janeiro: ABNT, 2009a.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7215: Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 9778 Versão Corrigida 2: Argamassa e concreto endurecidos – Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica. Rio de Janeiro: ABNT, 2009b.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 11579: Cimento Portland – Determinação do índice de finura por meio da peneira 75 μm (nº 200). Rio de Janeiro: ABNT, 2012.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 13276: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro: ABNT, 2016.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 16605: Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação da massa específica. Rio de Janeiro: ABNT, 2017.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 16606: Cimento Portland – Determinação da pasta de consistência normal. Rio de Janeiro: ABNT, 2018b.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 16607: Cimento Portland – Determinação dos tempos de pega. Rio de Janeiro: ABNT, 2018c.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 16697: Cimento Portland – Requisitos. Rio de Janeiro: ABNT, 2018d.

ASADI, I.; SHAFIGH, P.; HASSAN, Z. F. B.; MAHYUDDIN, N. Thermal conductivity of concrete – a review. Journal of Building Engineering, v. 20, p. 81-93, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.002.

DU, H.; DU, S.; LIU, X. Effect of nano-silica on the mechanical and transport properties of lightweight concrete. Construction and Building Materials, v. 82, p. 114-122, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.02.026.

DU, Y.; YANG, W.; GE, Y.; WANG, S.; LIU, P. Thermal conductivity of cement paste containing waste glass powder, metakaolin and limestone filler as supplementary cementitious material. Journal of Cleaner Production, v. 287, p. 125018, Mar. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125018.

EPE – EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Atlas de Eficiência Energética Brasil 2019: Relatório de indicadores. Nota técnica EPE/DEA/SEE/001/2020. 2020. Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/atlas-da-eficiencia-energetica-brasil-2019. Acesso em: 12 dez. 2020.

GLEIZE, P. J. P. Nanociência e nanotecnologia dos materiais cimentícios. In: ISAIA, G. C. (ed.). Concreto: ensino, pesquisa e realizações. 1. ed. São Paulo: IBRACON, 2011.

JITTABUT, P.; PINITSOONTORN, S.; THONGBAI, P.; AMORNKITBAMRUNG, V.; CHINDAPRASIRT, P. Effect of nano-silica addition on the mechanical properties and thermal conductivity of cement composites. Chiang Mai Journal of Science, v. 43, n. 5, p. 1160-1170, Oct. 2016. Disponível em: https://epg.science.cmu.ac.th/ejournal/journal-detail.php?id=7374. Acesso em: 26 set. 2022.

MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: microestrutura, propriedades e materiais. 3. ed. São Paulo: IBRACON, 2014.

NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2015.

SAID, A.; AYAD, A.; ZEIDAN, M. Benefical use of nano-silica in concrete: a review. TCEIA – Trends in Civil Engineering and its Architecture, v. 1, p. 22-24, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.32474/TCEIA.2018.01.000105.

SANCHEZ, F.; SOBOLEV, K. Nanotechnology in concrete: a review. Construction and Building Materials, v. 24, n. 11, p. 2060-2071, Nov. 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.03.014.

SANTOS, M. O. Estudo de concretos com adição de nanosílica submetidos à ação combinada de íons cloreto e CO2. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11762. Acesso em: 26 set. 2022.

SCHMALZ, R. Durabilidade de argamassas submetidas ao ataque de sulfatos: efeito da adição da nanosílica. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9675. Acesso em: 26 set. 2022.

SILVA, G. H. M. J. S.; VISHVALINGAM, S.; ETAMPAWALA, T. Effect of waste rice husk ash from rice husk fuelled brick kilns on strength, durability and thermal performances of mortar. Construction and Building Materials, v. 268, p. 121794, Jan. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121794.

SIKORA, P.; HORSZCZARUK, E.; SKOCZYLAS, K.; RUCINSKA, T. Thermal properties of cement mortars containing waste glass aggregate and nanosilica. Procedia Engineering, v. 196, n. 1, p. 159-166, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.07.186.

VILELA, K. C. Desenvolvimento de sistema de baixo custo para medição de condutividade térmica em corpos de prova cerâmicos. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Departamento de Engenharia de Materiais, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2017. Disponível em: https://www.eng-materiais.bh.cefetmg.br/wp-content/uploads/sites/189/2018/06/TCCII_Keila-Cristina-Vilela.pdf. Acesso em: 26 set. 2022.

WANG, X. Effects of nanoparticles on the properties of cement-based materials. 2017. Doctorate Thesis (Doctorate in Civil Engineering) – Iowa State University, Ames, Iowa, 2017. DOI: https://doi.org/10.31274/etd-180810-5865.

ZANON, T.; SCHMALZ, R.; FERREIRA, F. G. S. Avaliação dos efeitos da nanosílica em concretos submetidos à ação de íons cloreto. Revista de la Asociación Latinoamericana de Control de Calidad, Patología y Recuperación de la Construcción, v. 8, n. 2, p. 138-149, 2018. DOI: https://doi.org/10.21041/ra.v8i2.274.

ZHANG, P.; WANA, J.; WANG, K.; LI, Q. Influence of nano-SiO2 on properties of fresh and hardened high performance concrete: A state-of-the-art review. Construction and Building Materials, v. 148, p. 648-658, Sept. 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.059.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2021id5875

O arquivo PDF selecionado deve ser carregado no navegador caso tenha instalado um plugin de leitura de arquivos PDF (por exemplo, uma versão atual do Adobe Acrobat Reader).

Como alternativa, pode-se baixar o arquivo PDF para o computador, de onde poderá abrí-lo com o leitor PDF de sua preferência. Para baixar o PDF, clique no link abaixo.

Caso deseje mais informações sobre como imprimir, salvar e trabalhar com PDFs, a Highwire Press oferece uma página de Perguntas Frequentes sobre PDFs bastante útil.

Download do PDF
Imprimir artigo
Exibir metadados
Como citar este documento

Visitas a este artigo: 931

Total de downloads do artigo: 541