Avaliação da resiliência a desastres do concreto com nanopartículas de dióxido de titânio

Para começar, prepare quatro grupos de amostras usando uma mistura de concreto de cimento Portland CPII, pedra britada, areia de rio lavada de forma média e água, mantendo uma proporção água-cimento de 0,5. Para cada amostra de 3,63 quilogramas, pese quantidades apropriadas de cimento, areia, cascalho e adicione água. Homogeneize todos os componentes completamente para obter a maior massa uniforme possível.

Coloque o concreto misturado nos moldes e inspecione a mistura em busca de sinais de segregação de agregados, acúmulo livre de água ou mancha do material não misturado, garantindo uma consistência uniforme e resultados representativos. Agora, molde as amostras de teste em formas cilíndricas de metal com 10 centímetros de diâmetro e 20 centímetros de altura. Preencha cada molde para que o concreto atinja o nível designado com distribuição uniforme.

Produza a amostra A e designe-a como controle negativo, sem aditivos para servir como referência para comparação com as outras amostras. Produza a amostra B incorporando 1% de dióxido de nanotitânio, aproximadamente 36,3 gramas, na mistura de concreto. Distribua as nanopartículas uniformemente pela massa para evitar aglomeração.

Da mesma forma, prepare as amostras C e D, garantindo homogeneidade entre os conjuntos de amostras. Agora, prepare a amostra E incorporando um aditivo plastificante à base de cobre a 3%, aproximadamente 108,9 gramas, na mistura de concreto, e designe essa amostra como controle positivo para comparar o efeito do plastificante em relação às outras amostras. Armazene todas as amostras em uma área com condições controladas e protegidas contra influências ambientais para aguardar o momento de cura.

Aqui estão os espécimes em uma área com controle de umidade, mantida a uma temperatura de cerca de 23 graus Celsius e umidade relativa de pelo menos 95% por 24 horas. Após esse período inicial, submerga os exemplares em água saturada de cal, mantida à mesma temperatura de 23 graus Celsius para cura contínua durante o período designado. Após a cura, retire as amostras e meça o peso de cada amostra para confirmar que cada uma tem uma massa média de 3,63 quilogramas.

Condicione os espécimes à temperatura ambiente de cerca de 23 graus Celsius, de acordo com o seguinte cronograma. Submeta cada amostra a um teste de compressão axial usando uma máquina universal de ensaio de tração e compressão. Certifique-se de que a capacidade da célula de carga da máquina de teste seja compatível com as dimensões da amostra e verifique se um sistema de controle digital está habilitado para monitoramento e registro em tempo real da carga aplicada.

Continue aplicando a carga compressiva até que a amostra falhe e registre a carga máxima suportada no momento da ruptura. Calcule a resistência à compressão de cada amostra usando a fórmula. Em seguida, realize o teste de resistência à compressão posicionando cada amostra cilíndrica medindo 100 milímetros de diâmetro e 200 milímetros de altura verticalmente no centro da prensa hidráulica.

Garanta contato adequado entre a amostra e as placas de carga. Aplique a carga axial de forma contínua e sem impacto a uma taxa de cerca de 0,45 megapascais por segundo. Repita esse procedimento para os três conjuntos de amostras.

Controle, amostras aditivas dopadas com dióxido de titânio e à base de cobre. Registre todos os valores sistematicamente para comparação posterior entre os diferentes conjuntos de amostras. Por fim, compare os valores registrados de resistência à compressão para avaliar o comportamento mecânico e as diferenças de desempenho entre as amostras de controle, dopadas com dióxido de titânio e aditivas à base de cobre.

Testes de compressão mostraram que amostras de concreto contendo 1% de dióxido de titânio em massa apresentavam maior resistência à compressão do que tanto o concreto controle quanto aqueles com plastificante à base de cobre a 3%. Entre as amostras submetidas a 28 dias de cura durante testes de resistência compressiva, as amostras B3, C3 e D3 mostraram cor visivelmente mais clara do que as amostras rotuladas como A3 e E3. O exemplar rotulado com B teve a maior resistência à compressão após 28 dias de cura, com 17.379 megapascales. Amostras rotuladas como A e E apresentaram valores menores de resistência à compressão após 28 dias de cura, com valores de 13.018 e 9.725 megapascales, respectivamente.