Efeito do reforço multi-escala fibra de celulose-microcelulose cristalina na fase de hidratação de pastas de cimento Portland

Abstract

RESUMO A utilização de fibras celulósicas em matrizes cimentícias pode apresentar um efeito inibitório causando incompatibilidade química e inviabilizando o processo de produção de materiais de construção civil reforçados com fibras de celulose. Já as microceluloses geralmente aceleram a produção de gel de hidrato de silicato de cálcio (CSH) acelerando o grau de hidratação do cimento. Assim, o presente trabalho tem por objetivo o entendimento das interações combinadas entre microcelulose cristalina e fibra de celulose (MCC e FC) no processo de hidratação das pastas cimentícias. Os resultados obtidos no ensaio de inibição das pastas apontaram uma boa compatibilidade das fibras celulósicas e do sistema FC/MCC com as pastas cimentícias. Já para pastas cimentícias com substituição de cinza volante, o sistema FC/0,6%MCC apresentou moderada inibição apresentando diferença estatística significativa em relação aos demais tratamentos. Através do ensaio de difração de raios—X foi possível concluir que tanto as fibras celulósicas quanto o sistema FC/MCC não influenciaram na mineralogia dos compósitos, onde os padrões de difração mostraram os produtos de hidratação típicos dos aglomerantes minerais. Na análise de DRX foi possível identificar a redução dos picos de magnitude da Portlandita, com a incorporação de celulose MCC nas pastas cimentícias, o que indica menor disponibilidade de produtos C-S-H, podendo correlacionar com o retardo na hidratação das pastas cimentícias contendo celuloses FC/MCC.ABSTRACT The use of cellulose fibers in cement matrix can present an inhibitory effect causing chemical incompatibility. The production process of civil construction materials reinforced with cellulose fibers can be rendered unfeasible. On the other hand, microcelluloses usually accelerate the production of calcium silicate hydrate gel (CSH) accelerating the cement hydration degree. The present work aims at understanding the combined interactions between crystalline microcellulose and cellulose fiber (MCC and FC) in the hydration process of cement pastes. The results obtained in the paste inhibition test pointed out a good compatibility of cellulose fibers and the FC/MCC system with cement pastes. For cement pastes with fly ash substitution, the FC/0,6%MCC system showed moderate inhibition with a statistically significant difference from the other treatments. Through the X-ray diffraction test it was possible to conclude that both cellulosic fibers and the FC/MCC system did not influence the mineralogy of the composites, where the diffraction patterns showed the typical hydration products of mineral binders. In the XRD analysis it was possible to identify the reduction of the Portlandite magnitude peaks, with the incorporation of cellulose MCC in the cement pastes.