Revisão teórica sobre o potencial da adição do óxido de grafeno em materiais cimentícios

O óxido de grafeno tem sido apontado como um material de reforço para compósitos de cimento. Além de ser um material com boa dispersão em água, ele apresenta elevado módulo de elasticidade, elevada resistência à tração, elevada superfície específica e alta condutividade térmica e elétrica. Visando aprofundar o conhecimento acerca do uso do óxido de grafeno em compósitos de cimento, o presente trabalho apresenta uma ampla revisão bibliográfica sobre os efeitos da adição do óxido de grafeno em compósitos de cimento Portland. A metodologia empregada para a seleção dos artigos acadêmicos foi o ProKnow-C, (Knowledge Development Process – Constructivist), ferramenta de revisão literária que permite a evidenciação do estágio atual do conhecimento acadêmico relacionado ao tema de estudo. Por meio desta metodologia de busca e seleção de artigos, foi possível selecionar, a partir de uma amostra bruta de 1354 artigos, os 47 artigos mais relevantes que apresentam as alterações nas propriedades mecânicas, no comportamento reológico e na microestrutura de compósitos de cimento com adição de óxido de grafeno, bem como técnicas de dispersão utilizadas. Dessa forma, as principais conclusões, as lacunas atuais de pesquisa e as oportunidades de estudo foram sumarizadas, constituindo uma base de referência para orientar trabalhos futuros envolvendo o uso de óxido de grafeno para a preparação de compósitos de cimento.Palavras-chave: Óxido de grafeno. Cimento. Técnicas de Dispersão. Microestrutura. Propriedades mecânicas e reológicas.

Avaliação do comportamento reológico de pastas de cimento com adição de óxido de grafeno

A adição de óxido de grafeno (OG) em materiais cimentícios permite a obtenção de compósitos mais resistentes e duráveis, com menor carga de poluentes associada à sua produção. Pesquisas anteriores demonstraram que a adição de nanomateriais à pasta de cimento pode provocar o aumento nos parâmetros reológicos de viscosidade e limite de escoamento. Este estudo teve como objetivo investigar as alterações no comportamento reológico de pastas de cimento devido à adição de OG. De forma a cumprir este objetivo, foram realizados testes com OG produzido e patenteado no CTNano/UFMG (Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno da Universidade Federal de Minas Gerais) nos teores de 0,03% e 0,05%, sobre pastas de cimento de classes CP-III e CP-V. Foram utilizados dois métodos de análise, o mini-slump e a reometria rotacional de fluxo. No ensaio de mini-slump, foram obtidas reduções no raio de espalhamento de 42,94% (CP-III) e de 23,34% (CP-V) em relação às amostras de referência, considerando a adição de 0,05%OG. Para este mesmo percentual de adição e utilizando o reômetro, foram obtidos aumentos na viscosidade de 125,49% (CP-III) e 31,51% (CP-V) e aumentos de 82,24% (CP-III) e 38,87% (CP-V) no limite de escoamento. Ambas as técnicas utilizadas se mostraram eficientes na determinação da influência da adição do OG sobre a reologia das pastas de cimento, e apontaram para um aumento na viscosidade da pasta à medida que uma maior quantidade de OG é incorporada à mistura. A diferença principal entre as técnicas apresentadas está na qualidade dos resultados obtidos. Enquanto a reometria rotacional de fluxo é um método mais sofisticado e produz um relatório de resultados mais completo e preciso, a técnica de mini-slump tem como vantagem permitir a visualização dos efeitos das adições sobre a fluidez e a consistência das pastas de cimento.Palavras-chave: Óxido de grafeno. Nanomateriais. Comportamento reológico. Compósitos cimentícios.