Influência da adição de nanosílica e nano-metacaulim na formação de etringita tardia: estudos de dispersão das adições e caracterização microestrutural de pastas submetidas à cura térmica

The pathological manifestation of heat-induced internal sulfate attack is quite aggressive and promotes the growth of ettringite crystals in the hardened cement matrix, which can lead the element to cracking or structural collapse. In order to mitigate this manifestation, additions of nanometric pozzolanic materials have been studied with promising results. In this work it was proposed on the influence of the additions of nanosilica (NS) and nano-metakaolin (NMK) in isolation and together, in the formation of delayed ettringite (DEF) in cementitious pastes under thermal curing. In order to take advantage of the reduced size of the nanoparticles, using them in the most dispersed form possible, a study on the characterization and stability of NMK suspension was carried out, analyzing potentiometric titration, zeta potential, average particle size, different types of dispersants and viscosity measurements over time. In addition, the characterization of pastes with the addition of NS and NMK by DRX, TG, FTIR and SEM was carried out, evaluating aspects of pozzolanicity and DEF formation. The results showed stable suspensions until the age of 24 h, with polycarboxylate being the dispersant that provided greater stabilization of the suspensions zeta potential over time. Regarding DEF, the single addition of NS did not show any influence on the reaction mechanism. The single addition of NMK postponed the onset of DEF from 28 to 180 days. In the paste with NS + NMK combined addition, despite the high pozzolanic activity, DEF occurred with 28 days of hydration, and with 180 days SEM images showed massive formation of ettringite. A manifestação patológica de ataque de sulfatos internos induzido pelo calor é bastante agressiva e promove o crescimento de cristais de etringita na matriz de cimento enrijecida, podendo levar o elemento à fissura ou colapso estrutural. A fim de mitigar essa manifestação, adições de materiais pozolânicos nanométricos vêm sendo estudadas com resultados promissores. Neste trabalho foi proposto um estudo sobre a influência das adições de nanosílica (NS) e nano-metacaulim (NMK) de forma isolada e em conjunto, na formação da etringita tardia (DEF) em pastas cimentícias sob cura térmica. A fim de aproveitar os benefícios do tamanho reduzido das nanopartículas, utilizando-as sob a forma mais dispersa possível, foi realizado um estudo de caracterização e estabilidade de suspensão de NMK, analisando titulação potenciométrica, potencial zeta, tamanho médio de partículas, diferentes tipos de dispersantes e medidas de viscosidades ao longo do tempo. Além disso, foi realizada a caracterização das pastas com adição de NS e NMK por DRX, TG, FTIR e MEV, avaliando aspectos da pozolanicidade e formação da DEF. Os resultados apontaram suspensões estáveis até a idade analisada de 24 h, com o policarboxilato sendo o dispersante que promoveu maior estabilização do potencial zeta das suspensões, ao longo do tempo. Em relação à DEF, a adição isolada de NS não demonstrou influência no mecanismo reacional. A adição isolada de NMK postergou o início da DEF de 28 para 180 dias. Na pasta com adição conjunta NS+NMK, apesar da elevada atividade pozolânica, houve DEF com 28 dias de hidratação, sendo que com 180 dias imagens de MEV mostraram formação de etringita massiva. São Cristóvão, SE