O documento discute a incorporação de nanotubos de carbono em matrizes cimentícias para melhorar as propriedades do concreto. Os objetivos incluem melhorar a ligação entre pasta e agregados, aumentar a resistência mecânica e reduzir a porosidade. Dois métodos de incorporação são avaliados: mistura física de NTC e síntese direta sobre o clinquer. Os resultados indicam que a síntese direta é mais eficiente e proporciona aumento significativo nas resistências mecânicas e na durabilidade da estrutura.

1. NANOTECNOLOGIA NA CONSTRUÇÃO CIVIL: Incorporação
de nanotubos de carbono em matrizes Cimentícias
Aluno: JOSÉ ROBERTO SANTOS CORDEIRO – Orientador: MSc. LUIZ FERNANDO ARENO
Rio de Janeiro, 01 de junho de 2018.
ENGENHARIA CIVIL

2. OBJETIVOS
 MELHORAR DAS LIGAÇÕES ENTRE PASTA E
AGREGADOS;
AUMENTAR A RESISTÊNCIA MECÂNICA DO
CONCRETO;
REDUZIR A POROSIDADE (EFEITO FILLER);
INFLUENCIAR NO CONTROLE DA FISSURAÇÃO –
PONTES DE LIGAÇÃO;
REDUÇÃO NO TEMPO DE CURA.

3. INTRODUÇÃO
DEMANDA DO CIMENTO PORTLAND NA
SOCIEDADE;
TECNOLOGIAS PARA MELHORIA DAS
PROPRIEDADES DO CIMENTO;
NANOTECNOLOGIA;
NANOTUBO DE CARBONO INCORPORADOS EM
MATRIZES CIMENTÍCIAS;

4. NANOTECNOLOGIA

5. NANOTUBOS DE CARBONO (NTC)

6. TIPOS DE CARBONO

7. TIPOS DE NTCPS

8. COMPARAÇÃO COM NTC

9. SINTETIZAÇÃO DOS NTC
MÉTODO CVD (Chemical Vapour Deposition) - Deposição Química da Fase Vapor

10. ANÁLISES DOS MATERIAIS
 TERMOGRAVIMÉTRICA;
 MICROSCOPIA -VARREDURA E TRANSMISSÃO;
 ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA - (BET).
 Trabalhos Base – SOUZA (2015) e MELO (2009)

11. ESTUDO DE CASO
MISTURA FÍSICA DE NTC DIRETAMENTE NA MATRIZ CIMENTÍCIA –
MELO (2009)
1 - Produção de NTCPM pelo método CVD;

12. ESTUDO DE CASO
MISTURA FÍSICA DE NTC DIRETAMENTE NA MATRIZ CIMENTÍCIA –
MELO (2009)
2 - Funcionalização dos NTC com ácido nítrico;
3 - Elaboração do traço adotando fator água/cimento de 0,45;
4 - Adição física de NTC juntamente com um aditivo
(superplastificante a base de policarboxilato);
5 - Moldagem dos corpos-de-prova (REF, NTC03 e NTC05).

13. ESTUDO DE CASO
SINTETIZAÇÃO DIRETAMENTE SOBRE O CLÍNQUER – SOUZA (2015)
1 - Análise termogravimétrica;
369,21°C
0,5228%
0,08527%
500,79°C

14. ESTUDO DE CASO
SINTETIZAÇÃO DIRETAMENTE SOBRE O CLÍNQUER – SOUZA (2015)
2 - Mistura do catalisador com o clínquer;
3 - Sintetização dos NTCPM;

15. ESTUDO DE CASO
SINTETIZAÇÃO DIRETAMENTE SOBRE O CLÍNQUER – SOUZA (2015)
4 - Mistura do clínquer nanoestruturado ao cimento CPV-ARI de
forma a obter porcentagens de 0,1% e 0,3% de NTC;
5 - Elaboração do traço adotado fator água/cimento 0,40;
6 - Moldagem dos corpos de prova (REF, NTC01 e NTC03).

16. ANÁLISE DOS RESULTADOS
COMPRESSÃO

17. ANÁLISE DOS RESULTADOS
TRAÇÃO

18. ANÁLISE DOS RESULTADOS
ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA

19. ANÁLISE POR MICROSCOPIA
REF

20. ANÁLISE POR MICROSCOPIA
NTC01

21. ANÁLISE POR MICROSCOPIA
NTC01

22. ANÁLISE POR MICROSCOPIA
NTC01

23. CONCLUSÃO
 A técnica da sintetização sobre o clínquer mostrou-se mais eficiente do
que a mistura física na viabilidade econômica e cria subsídios para uma
produção em escala industrial;
 Os ensaios mostraram que ambos os experimentos possuem uma faixa
“ótima” sendo 0,3% para mistura física e 0,1% para a mistura do
clínquer;
 Aumento considerável nas resistências mecânicas do concreto com
destaque para resistência à tração;
 Área superficial acrescida- Diminuição da porosidade (efeito filler);
 Maior durabilidade da estrutura;
 A microestrutura observada mostrou a funcionalização de nanotubos
como pontes.

24. CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS
CAPAZ, Rodrigo B. e CHACHAM, Hélio. Nanotubos e a nova era do carbono. Disponível
em:<http://www.fisica.ufc.br/redenano>. Acesso em: 13 fev. 2018.
FOGAÇA, J. Nanotubos de Carbono. Disponivel em:
<https://uspdigital.usp.br/siicusp/cdOnlineTrabalhoVisualizarResumo?numeroInscricaoTrabalho=3491&numeroEdicao=22>.
Acesso em: 06 mar. 2018.
KUMAR, M.; ANDO, Y. Chemical Vapor Deposition of Carbon Nanotubes: A Review on Growth Mechanism and Mass
Production. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, v. 10, n. 6, p. 3739-3758, 2010.
MELO, V. S. CALIXTO J. M. F. Nanotecnologia aplicada ao concreto: Efeito da mistura física de nanotubos de carbono em
matrizes de cimento Portland. Dissertação (mestrado em Construção Civil) - Universidade Federal de Minas Gerais. Belo
Horizonte: 2009. 146 p.
MORAIS, J. F. HADDAD A. N. Aplicações da nanotecnologia na indústria da construção: Análise experimental em produtos
cimentícios com nanotubos de carbono. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal Fluminense. Niterói-RJ: 2012, 187p.
PUC-RJ. Engenharia em nanotecnologia programa. Disponível em:< http://nanotech.ica.ele.puc-rio.br/engnano_prog.asp>.
Acesso em: 03 mar. 2018.
SAIFUDDIN, N.; RAZIAH, A. Z.; JUNIZAH, A. R. Carbon Nanotubes: A Review on Structure and Their Interaction with
Proteins. Journal of Chemistry. Malásia, p. 14. 2013. (676815).
SOUZA, T. C. C.; CALIXTO J. M. F. Síntese contínua e caracterização de cimento Portland fabricado com nanotubos de
carbono. Dissertação (mestrado em Construção Civil). Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte: 2015, 209p.

25. OBRIGADO A TODOS!