Estudo experimental de materiais cimentícios de alta resistência modificados com polímeros superabsorventes (PSAS) como agentes de cura interna

Abstract

Uma das estratégias que vem sendo estudada nos últimos anos, para mitigar a retração autógena de concretos de alta resistência (CARs), é a utilização de Polímeros Superabsorventes (PSAs), como agentes incorporadores de água de cura interna. Entretanto, diante das lacunas existentes no meio científico sobre os efeitos causados por esses polímeros nas propriedades dos materiais cimentícios de alta resistência mais pesquisas precisam ser realizadas. Neste sentido, esse trabalho, desenvolvido em três partes, trata da investigação experimental do efeito da adição de PSAs em pastas de cimento e também em microconcretos. Na primeira parte, foi realizada a caracterização dos quatro polímeros superabsorventes estudados que deu suporte para que, na segunda parte, fossem avaliadas as pastas de cimento contendo PSAs, por meio de um estudo reológico, ao longo do tempo, utilizando a técnica de reometria rotacional de placas paralelas, análise que foi complementada com a calorimetria de condução isotérmica. A influência da adição de PSA foi avaliada pela análise comparativa da microestrutura de pastas de cimento e sílica ativa, utilizando técnicas como: difração de raios-X, análise térmica, porosimetria por intrusão de mercúrio e microscopia eletrônica de varredura. Na terceira e última parte do programa experimental foi investigado o comportamento de microconcretos modificados com PSA, no tocante ao tempo zero, a propriedades no estado fresco, à retração autógena e a propriedades mecânicas, elásticas e relacionadas à durabilidade. O método de espalhamento de argamassa mostrou-se eficiente e simples para se determinar a principal propriedade do PSA para uso em materiais cimentícios que é a sua a capacidade de absorção de água nesse meio. Os resultados do estudo reológico indicam que a incorporação de água de cura interna, usando o PSA, influencia levemente a viscosidade das pastas de cimento, porém, a magnitude do efeito na tensão de escoamento depende das propriedades dos polímeros, sobretudo, da capacidade de retenção de líquido no tempo. A análise da microestrutura revelou que a adição de PSA modifica a porosidade da pasta de cimento e sílica ativa, pela densificação da matriz cimentícia, porém, com o aumento do volume total de poros. A metodologia do pulso ultrassônico mostrou-se precisa para balizar o início da determinação experimental da retração autógena. A calorimetria de condução isotérmica nas pastas mostrou que a água de cura interna, adicionada à mistura usando o polímero, participa das reações de hidratação. Dessa forma, a análise comparativa do efeito do PSA nas diversas propriedades no estado endurecido dos microconcretos deve ser feita em relação à mistura de referência contendo a mesma relação a/ctotal do traço modificado com polímero. Com essa abordagem sugerida nessa pesquisa o PSA é uma estratégia promissora pois, dependendo do teor adicionado, mitiga, ou mesmo elimina, a retração autógena nos microconcretos, sem prejuízo nas propriedades mecânicas e elásticas.