Nanoindentação em concretos: uso da técnica para análise da zona de transição

Nanoindentation in concrete: use of the technique for interfacial zone transition analysis

Autores

  • Eduardo da Cruz Teixeira IFPB
  • Normando Barbosa Perazzo UFPB
  • Camila Macêdo Medeiros IFPB
  • João Adriano Rossignolo USP
  • Thássia Isis Barbosa Ferreira IFPB

DOI:

https://doi.org/10.31416/rsdv.v11i2.613

Palavras-chave:

concreto, nanoindentação, zona de transição

Resumo

Dentro do contexto de avanços tecnológicos dos concretos, a nanotecnologia tem sido elemento de destaque nas pesquisas recentes, ela tem mudado progressivamente a ciência e engenharia de materiais, sobretudo no âmbito da compreensão de suas propriedades através das técnicas de nanociência. A técnica da nanoindentação, capaz de obter valores de dureza e módulo de elasticidade em escala nanométrica de fases distintas, utilizando cargas significativamente pequenas, é uma alternativa viável para estudos específicos na zona de transição de concretos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é o estudo das propriedades da zona de transição de concretos através da técnica de nanoindentação. Foram adotadas as seguintes variáveis independentes: consumos de cimento distintos e a proporção de mistura dos demais constituintes dos concretos (traços); e tempo de cura (dias). Adotaram-se como variáveis de resposta: resistência à compressão axial; espessura da zona de transição; dureza e módulo de elasticidade. Para investigação da ZT, foram usados 4 perfis horizontais em cada amostra, num comprimento total de 120 µm e espaçados verticalmente em 20 µm, ou seja, 9 pontos na horizontal espaçados em 15 µm e 4 na vertical espaçados em 20 µm, totalizando 36 indentações por amostra. A técnica de nanoindentação permitiu constatar formação da ZT e suas respectivas espessuras, comprovando como uma técnica viável para este tipo de análise.

Referências

C. Hu, Z. Li. A review on the mechanical properties of cement-based materials measured by nanoindentation. Constr. Build. Mater., 90 (2015), pp. 80-90.

H.M. Jennings. Colloid model of C-S-H and implications to the problem of creep and shrinkage. Mater. Struct., 37 (2004), pp. 59-70. View in ScopusGoogle Scholar

CONSTANTINIDES, G.; ULM, F.-J. The effect of two types of C-S-H on the elasticity of cement-based materials: Results from nanoindentation and micromechanical modeling. CEMENT AND CONCRETE RESEARCH, Oxford, v. 34, n. 1, p. 67-80, 2004.

JENNINGS, H.M. et al. A multi-technique investigation of the nanoporosity of cement paste. Cement and Concrete Research, v. 37, p. 329-336, 2007.

MILLER, M. ; BOBKO, C.; VAN DAMME, M.; ULM, F.-J. Surface Roughness criteria for cement paste nanoindentation. CEMENT AND CONCRETE RESEARCH, Oxford, v. 38, p.467–476, 200

MONDAL P, SHAH SP, MARKS LD. Nanoscale characterization of cementitious materials. ACI Mater vol. 105(2), p. 174–9. 2008.

OLIVER, W. C .; PHARR, G. M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. Research Society, v. 7, n. 6, p. 1564-1583, 1992.

PHARR, G. M.; OLIVER, W. C.; BROTZEN, F. R. On the generality of the relationship among contact stiffness, contact area, and elastic modulus during indentation. Journal of Materials Research Vol. 7, nº 3, pp. 613 – 617, 1992.

PELISSER, FERNANDO; GLEIZE PHILIPPE J.P.; MIKOWSKI, ALEXANDRE. Propriedades Nanomêcanicas do Silicato de Cálcio Hidratado de Síntese. REVISTA AMBIENTE CONSTRUÍDO, v.9, p.129-139, Dezembro de 2009.

ROSSIGNOLO, J. A.; RODRIGUES, M. S.; FRIAS, M.; SANTOS, S.; SAVASTIANO JR, H. Improved interfacial transition zone between aggregate-cementitious matrix by addition sugarcane industrial ash. Cement and Concrete Composites vol. 80. Pag. 157 a 167. 2017

SILVA, W.R.L.; NEMECEK, J.; STEMBERK, P. Methodology for nanoindentation-assisted prediction of marcrescale elastic properties of high performance cementitious composites. Cement & Concrete Composites, v. 45, p. 57-68, 2014.

X.H. Wang, S. Jacobsen, J.Y. He, Z.L. Zhang, S.F. Lee, H.L. Lein. Application of nanoindentation testing to study of the interfacial transition zone in steel fiber reinforced mortar. Cem. Concr. Res., 39 (2009), pp. 701-715

WILBERT, D.G.B. Análise da interface entre argamassas de concreto com adição de fino basáltico e cinza da casca de arroz por meio de nanoindentação. Dissertação (mestrado) -Universidade do Vale do Rio dos Sinos – UNISINOS Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, 2015.

WILBERT, D. G. B.; KAZMIERCZAK, C. de S.; KULAKOWSKI, M. P. Análise da interface entre agregados reciclados de concreto e argamassas de concretos com cinza de casca de arroz e fíler basáltico por nanoindentação. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 17, n. 2, p. 253-268, abr./jun. 2017.

XIAO, J., WENGUI L., SUN, Z; LANGE, D. A.; SHAH, S. P; Properties of interfacial transition zones in recycled aggregate concrete tested by nanoindentation. Cement & Concrete Composites, v. 37, p. 276–292. 2013.

M. Xu, B. Hallinan, K. Wille. Effect of loading rates on pullout behavior of high strength steel fibers embedded in ultra-high performance concrete. Cem. Concr. Compos., 70 (2016), pp. 98-109.

Downloads

Publicado

2023-08-31

Como Citar

DA CRUZ TEIXEIRA, E.; BARBOSA PERAZZO, N.; MACÊDO MEDEIROS, C. .; ADRIANO ROSSIGNOLO, J.; ISIS BARBOSA FERREIRA, T. Nanoindentação em concretos: uso da técnica para análise da zona de transição: Nanoindentation in concrete: use of the technique for interfacial zone transition analysis. Revista Semiárido De Visu, [S. l.], v. 11, n. 2, p. 382–397, 2023. DOI: 10.31416/rsdv.v11i2.613. Disponível em: https://revistas.ifsertao-pe.edu.br/index.php/rsdv/article/view/613. Acesso em: 17 jul. 2024.