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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4085
Tipo: | Tese |
Título: | Argamassa com a incorporação de rejeito de minério de ferro nanoestruturado |
Autor(es): | COSTAL, Glauber Zerbini |
Primeiro Orientador: | MOURA FILHO, Francisco |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | MORAIS, Viviany Geraldo de |
Resumo: | A mineração é uma atividade de grande impacto econômico, contudo a geração de resíduos tais com RMF têm causado preocupação na comunidade científica e governos, o que têm impulsionado a busca por meios de utilização em escala desses materiais. Neste trabalho, verificou-se os efeitos da adição de rejeito de mineração de ferro (RMF) impregnado com nanotubos de Carbono (CNT, do inglês Carbon Nanotubes), ou seja, RMF nanoestruturado na formação de argamassas (compósito cimentício), observando o aumento de resistência mecânica e condutividade elétrica. Com isto em vista, foram analisados aqui os efeitos da aplicação dos nanotubos de Carbono de paredes múltiplas (MWCNT, do inglês Multi-Wall Carbon Nanotubes) em argamassas, com diferentes concentrações de CNTs, sintetizados in situ sobre RMF, utilizando um método inovador de dispersão do nanomaterial, sem a utilização de elementos de funcionalização, aditivos e/ou surfactantes, e mão de obra especializada. Foram realizados ensaios mecânicos de tração na flexão e compressão, medições da absorção de água por imersão, medições da perda de umidade por tratamento térmico, medições elétricas e caracterizações físicas e químicas, comprovando a eficiência da dispersão pelo método proposto. As amostras estudadas foram preparadas com concentrações de MWCNT de 0,12%, 0,20% e 0,80% de CNTs em relação a massa de cimento no traço, obtendo, nos ensaios mecânicos, um aumento de 16%, 27% e 30% na tração na flexão, respectivamente. Com a caracterização elétrica, foi observado um aumento de 2266,35% na condutividade elétrica da amostra CNT 0,80%. Nas medições da absorção de água por imersão, foi observada a diminuição da absorção de água com o aumento da concentração de CNTs nas amostras, devido ao caráter hidrofóbico do CNT. Da avaliação da perda de umidade por tratamento térmico, foi observado um comportamento concordante com a literatura quanto a perda de água física (abaixo de 300°C), aumentando a taxa de evaporação com o aumento da concentração de CNT nas amostras. Junto à caracterização por difração por raio X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, os resultados obtidos evidenciaram a homogênea dispersão dos nanomateriais na argamassa. Assim, este trabalho propôs um novo método de incorporação de CNTs em argamassas de forma eficaz, economicamente viável, simples e utilizando o RMF em um quarto dos agregados no traço da argamassa. |
Abstract: | Mining is an activity with great economic impact; however, the generation of waste such as IOT has caused concern in the scientific community and governments, which has driven the search for ways to use these materials on a large scale. This work verified the effects of adding iron ore tailing (IOT) impregnated with Carbon Nanotubes (CNT), i.e., nanostructured IOT in the manufacture of mortars (cementitious composite), observing the increase in mechanical resistance and electrical conductivity. With this in mind, the effects of applying multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in mortars with different concentrations of CNTs, synthesized in situ on IOT, using an innovative method of dispersion of the nanomaterial, without the use of functionalization elements, additives and/or surfactants, and specialized labor, were investigated. Mechanical tensile tests in flexion and compression, water absorption tests by immersion, moisture loss tests by heat treatment, and electrical tests and characterizations (morphological, chemical, and microstructural) were performed, proving the efficiency of dispersion by the proposed method. The samples studied were prepared with MWCNT concentrations of 0.12%, 0.20%, and 0.80% of CNTs by the weight of cement in the mix, obtaining, in mechanical tests, an increase of 16%, 27% and 30% in flexural traction, respectively. With the electrical tests, an increase of 2266,35% in the electrical conductivity of the 0.80% CNT sample was observed. In the immersion absorption test, a decrease in water absorption was observed with an increase in the concentration of CNTs in the samples due to the hydrophobic nature of the CNTs. From the evaluation of moisture loss due to heat treatment, a behavior was observed in agreement with the literature regarding the loss of physical water (below 300°C), increasing the evaporation rate with the increase in the concentration of CNT in the samples. Together with X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and infrared spectroscopy (FTIR) tests, the results obtained show the homogeneous dispersion of nanomaterials in the mortar. Thus, this work proposed a new method for incorporating CNTs into mortars in an effective, economically viable, and simple way using IOT in a quarter of the aggregates in the mortar mix. |
Palavras-chave: | Argamassa Nanotubo de carbono Síntese in situ Materiais nanoestruturados Tração na flexão |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IFQ - Instituto de Física e Química |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Ciência e Engenharia de Materiais |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4085 |
Data do documento: | 5-Abr-2024 |
Aparece nas coleções: | Teses |
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