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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8721
Tipo: | Dissertação |
Título: | Concreto celular de diferentes densidades: efeito da goma xantana como estabilizador de espuma e de fibras de polipropileno |
Autor(es): | Grenzel, Miriã Pereira dos Santos |
Primeiro Orientador: | Costa, Fernanda Bianchi Pereira da |
Coorientador: | Marangon, Ederli |
Resumo: | O concreto celular é um material cimentício de estrutura porosa e com baixa densidade, resultante do endurecimento de uma mistura constituída por aglomerantes, agregados miúdos e poros de ar. Uma das formas de inserção dos poros de ar é através de uma espuma pré-formada. A espuma é composta por bolhas de ar, as quais influenciam o comportamento do concreto celular espumoso tanto no estado fresco como no estado endurecido. Trabalhos recentes propuseram a utilização de Goma Xantana (XG) como agente espessante da espuma, e verificaram que XG aumentou a estabilidade e a qualidade da mesma como também proporcionou melhorias de desempenho do concreto celular no estado endurecido. No entanto, o funcionamento da XG e de diferentes dosagens ainda não está esclarecido. Da mesma forma, alguns pesquisadores sugeriram a inserção de fibras a fim de proporcionar um melhor comportamento mecânico e de durabilidade ao concreto celular espumoso. Entre as fibras sintéticas utilizadas como reforço de materiais cimentícios, destaca-se a fibra de Polipropileno (PP). A PP proporciona alguns benefícios, como aumento da capacidade de resistência à flexão e à tração, melhor comportamento pós-fissuração e redução da retração por secagem. Contudo, a utilização de PP acarreta na geração de poros adicionais, ocasionando maior conectividade entre os poros, bem como propiciando a formação de zonas de transição frágeis entre a matriz e a fibra. Todavia, não está esclarecido como PP se comporta em diferentes densidades. Assim, este trabalho apresenta um estudo da influência da Goma Xantana na qualidade da espuma pré-formada, bem como nas propriedades físicas e mecânicas do concreto celular espumoso no estado endurecido. Além do mais, este estudo verifica se a estabilidade proporcionada pela Goma Xantana minimiza as dificuldades encontradas em decorrência da utilização da PP no concreto celular. Foram avaliadas amostras com duas densidades diferentes, 800 Kg/m3 e 1200 Kg/m3. O teor de Goma Xantana foi avaliado em função do teor do agente espumante utilizado para a fabricação da espuma. A composição que proporcionou melhor qualidade da espuma foi 2% de XG. No concreto celular, a adição de XG mostrou-se mais eficiente para a amostra com densidade alvo de 800 Kg/m3, pois em decorrência a maior estabilidade proporcionada a espuma, ocorreu um menor índice de vazios, como também uma maior distribuição de poros menores, menor interconectados e tendendo a uma forma circular. Da mesma forma, a Goma Xantana promoveu um aumento da densidade, sucedendo em uma maior resistência média à compressão e à tração na flexão, com pequeno aumento da condutividade térmica e da retração por secagem. Em relação a adição de PP, a mesma também apresentou maior relevância para as amostras com densidade alvo de 800 Kg/m3, pois reduziu a retração por secagem e proporcionou maior capacidade de resistência mecânica por meio do efeito de ponte de tensões, porém proporcionou poros de formato irregulares a mistura. Por fim, ao utilizar conjuntamente XG e PP, é evidente para as amostras de 800 Kg/m³ que as mesmas promoveram uma maior distribuição poros menores, tendendo a forma circular, o que consequentemente possibilitou melhores propriedades físicas e mecânicas ao concreto celular. |
Abstract: | Cellular concrete is a cementitious material with a porous structure and low density, resulting from the hardening of a mixture composed of binders, fine aggregates and air pores. One way of inserting the air pores is through a preformed foam. Foam is composed of air bubbles, which influences the behavior of foamed cellular concrete both in the fresh and in the lasting state. Recent work has proposed the use of Xanthan Gum (XG) as a foam thickening agent, and found that XG increased its stability and quality, as well as implemented improvements in the performance of cellular concrete in the resisted state. However, the functioning of XG and different dosages is still unclear. Likewise, some researchers have suggested the insertion of fibers in order to provide better mechanical behavior and durability to foamed cellular concrete. Among the synthetic fibers used to reinforce cementitious materials, Polypropylene (PP) fiber stands out. PP provides some benefits, such as increased flexural and tensile strength, better post-cracking behavior and reduced drying shrinkage. However, the use of PP leads to the generation of additional pores, causing greater connectivity between the pores, as well as favoring the formation of fragile transition zones between the matrix and the fiber. However, it is not clear how PP behaves at different densities. Thus, this work presents a study of the influence of Xanthan Gum on the quality of preformed foam, as well as on the physical and mechanical properties of foamed cellular concrete in the hardened state. Furthermore, this study verifies whether the stability provided by Xanthan Gum minimizes the difficulties encountered as a result of the use of PP in cellular concrete.Samples with two different densities, 800 Kg/m3 and 1200 Kg/m3 were evaluated. The Xanthan Gum content was evaluated according to the content of the foaming agent used to manufacture the foam. The composition that provided better foam quality was 2% XG. In cellular concrete, the addition of XG proved to be more efficient for the sample with a target density of 800 kg/m3, because due to the greater stability provided to the foam, there was a lower void ratio, as well as a greater distribution of smaller pores , smaller interconnected and tending to a circular shape. Likewise, Xanthan Gum promoted an increase in density, resulting in a greater average resistance to compression and traction in flexion, with a small increase in thermal conductivity and shrinkage on drying. Regarding the addition of PP, it was also more relevant for samples with a target density of 800 kg/m3, as it reduced drying shrinkage and provided greater mechanical strength through the stress bridge effect, but provided pores of irregular shapes the mixture. Finally, when using XG and PP together, it is evident for the 800 Kg/m3 samples that they promoted a greater distribution in smaller pores, tending to a circular shape, which consequently allowed better physical and mechanical properties to cellular concrete. |
Palavras-chave: | Engenharia Concreto leve Polipropileno Fibras Goma Xantana Engineering Lightweight concrete Polypropylene Fibers Xanthan Gum |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Alegrete |
Curso: | Mestrado Acadêmico em Engenharia |
Citação: | GRENZEL, Miriã Pereira dos Santos. Concreto celular de diferentes densidades: efeito da goma xantana como estabilizador de espuma e de fibras de polipropileno. Orientadora: Fernanda Bianchi Pereira da Costa. 2023. 147p. Alegrete. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2023. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8721 |
Data do documento: | 11-Ago-2023 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia |
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