Análise da influência de adição de óxido de nióbio na resistência mecânica de matrizes cimentícias / Analysis of the influence of niobium oxide addition on the mechanical strength of cementitious matrices

Authors

  • Marianna do Rocio Cardoso Brazilian Journals Publicações de Periódicos, São José dos Pinhais, Paraná
  • Wellington Mazer

DOI:

https://doi.org/10.34117/bjdv8n3-017

Keywords:

matriz de cimento, óxido de nióbio, resistência mecânica.

Abstract

Muitas técnicas têm sido estudadas com o objetivo de melhorar as propriedades de matrizes cimentícias, entre elas está o uso de adições minerais. Entre as diversas adições minerais possíveis de serem utilizadas está o nióbio, cujo Brasil é o maior produtor mundial com 98% da reserva mineral do planeta. Com o intuito de apresentar uma nova utilização para o nióbio, este trabalho visa analisar a influência da adição de óxido de nióbio nas propriedades no estado endurecido de argamassas de cimento. Para o desenvolvimento do estudo foram realizadas duas etapas, inicialmente foi desenvolvido um projeto piloto onde escolhidos os teores de óxido nióbio a serem estudados, com base na resistência à compressão aos 7 dias, onde foram definidos os teores de 0,5% e 5% de óxido de nióbio para a realização da segunda etapa, o projeto experimental. No projeto experimental foram realizados ensaios mecânicos de resistência à compressão axial, tração por compressão diametral, flexão, DRX e TG/DTG. Em termos de resistência mecânica o teor de 0,5% de adição de óxido de nióbio se mostrou viável de utilização nas argamassas.

References

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR NM 7215: Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2011.

_____. NBR NM 7222: Concreto e Argamassa – Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova. Rio de Janeiro, 2011.

_____. NBR NM 13279: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos.

ALI, N.; RIAHI, S. The effects of Cr2O3 nanoparticles on strength assessments and water permeability of concrete in different curing media. Materials Science and Engineering. 2010.

BABAK, F.; ABOLFAZL, H.; ALIMORAD, R.; PARVIZ, G. Preparation and Mechanical Properties of Graphene Oxide: Cement Nanocomposites. The Scientific World Journal, 2014.

BARBOSA, D. F. Influência do óxido de grafeno em argamassas de cal hidráulica natural. Dissertaçao, Universidade Nova de Lisboa, Portugal, 2015.

BATISTON, E. R. Incorporação de nanotubos de carbono em matriz de cimento Portland. Tese (Doutorado em Engenharia Civil), Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2012.

CHITHRA, S.; KUMAR, S. S. R.R.; CHINNARAJU, K. The effect of Colloidal Nano-silica on workability, mechanical and durability properties of High Performance Concrete with Copper slag as partial fine aggregate. Construction and Building Materials, 2016.

CORSO, M.; BERTO, K. B.; ALBUQUERQUE, A. C. D.; OLIVEIRA. J. H.; FAVARO, S. L.; REZENDE, L. C. S. H. Incorporação de óxido de grafeno em argamassa de revestimento: uma visão sustentável. Ambiente Construído, 2020.

DEBBARMA, S.; RANSINCHUNG, G. D.; DHAKA, M. Effects of Portland cement additive rich in SiO2 ans Al2O3 in microstructure densification of RAP incorporated RCCP mixes. Construction and Building Materials, 2020.

DEVI, S. C.; KHAN, R. A. Effect of graphene oxide on mechanical and durability performance of concrete. Journal of Building Engineering, 2020.

FERREIRA, T.L; GODINHO, D. S. S. Estudo do efeito da adição de óxido de alumínio no concreto submetido à altas temperaturas. Revista Técnico Científica de Engenharia Civil da UNESC, 2018.

GIOSUÈ, C.; YU, Q. L.; RUELLO, M. L.; TITTARELLI, F., BROUWERS, H, J, H. Effect of pore structure on the performance of photocatalytic lightweight lime-based finishing mortar. Construction and Building Materials, 2018.

GRILL, R. Niobium for coins. TIC Tantalum: Niobium. International Study Center-Bulletin, 2007.

GU, Y.; XIA, K.; WEI, Z.; JIANG, L.; SHE, W.; LYU, K. Synthesis of nanoSiO2@graphene-oxide core-shell nanoparticles and its influence on mechanical properties of cementitious materials. Construction and Building Materials, 2019.

HIDALGO, A.; PETIT, C.; DOMINGO, C.; ALONSO, C.; ANDRADE C. Microstructural characterization of leaching effects in cement pastes due to neutralisation of their alcaline nature. Part I: Portland cement pastes. Cem. Concr. Res., 2007.

JALAL, M.; RAMEZANIANPOUR, A. A.; POOL, M. K. Split tensile strength of binary blended self-compacting concrete containing low volume fly ash and TiO2 nanoparticles. Composites: Part B, 2013.

LIANG, W; ZHANG, G. Effect of reduced graphene oxide on the early-age mechanical properties of geopolymer cement. Materials Letters, 2020.

LIU, J.; LI, Q.; XU, S. Reinforcing Mechanism of Graphene and Graphene Oxide Sheets on Cement-Based Materials. Journal of Materials in Civil Engineering, 2019.

LOPES, F. O.; MENDONÇA, V. R. D.; SILVA, F. B. F.; PARIS, E. C.; RIBEIRO, C. Óxidos de nióbio: uma visão sobre a síntese do Nb2O5 e sua aplicação em fotocatálise heterogênea. Química Nova, v. 38, p. 106-117, 2015.

MOHAMMED, A.; SANJAYAN, J. G.; DUAN, W. H.; NAZARI, A. Incorporating graphene oxide in cemente composites: A study of transport properties. Construction and Building Materials, 2015.

MOREIRA, M. A. N. S.; HEITMANN, A. P.; BEZERRA, A. C. S.; PATRÍCIO, P. S. O.; DE OLIVEIRA, L. C. A.; CASTRO, C. S.; DE SOUZA, P. P. Photocatalytic performance of cementitious materials with addition of red mud and Nb2O5 particles. Construction and Building Materials, 2020.

MORSY, M.S.; SHOUKRY, H.; MOKHTAR, A. M., ALI, S. A., EL-KHODARY, S. A. Facile production of nano-scale metakaolin: an investigation into its effect on compressive strength, pore structure and microstructural characteristics of mortar. Construction and Building Materials, 2018.

NICO, C.; MONTEIRO, T.; GRAÇA, M.P.F. Niobium oxides and niobates physical properties: Review and prospects. Progress in Materials Science, v. 80, p. 1–37, 2016.

PEREIRA JÚNIOR, R. F. Economia Nacional do Brasil: Nióbio. Brasília: Departamento Nacional de Produção Mineral-DNPM, 2009.

RADMAN A.; JOORABCHI N. Property assessment of concretes with graphene oxide mixed cement. ICCEMS. 2019.

RAMACHANDRAN, V. S. Concrete admixtures handbook. Noyes Publications, New York, 1984.

SHANG, Y.; ZHANG, D.; YANG, C.; LIU, Y.; LIU, Y. Effect of graphene oxide on the rheological properties of cement pastes. Construction and Building Materials, 2015.

SIKORA, P.; EL-KHAYATT, A.M.; SAUDI, H. A.; CHUNG, S.; STEPHAN, D.; ELRAHMAN, M. A. Evaluation of the effects of bismuth oxide (Bi2O3) micro and nanoparticles on the mechanical, microstructural and c-ray/neutron shielding properties of Portland cement pastes. Construction and Building Materials, 2021.

SZYMANOWSKI, J.; SADOWSKI, L. The influence of addition of tetragonal crystalline titanium oxide nanoparticles on the adhesive and functional properties of layered cementitious composites. Composite Structures, 2020.

TAGLIAFERRO, G. V.; SILVA, G. L. J. P.; SILVA, M. L. C. P. Influência do agente precipitante na preparação do óxido de nióbio hidratado pelo método da precipiatação em solução homogênea. Química Nova, 2005.

VALLURUPALLI, K.; MENG, W.; LIU, J.; KHAYAT, K. H. Effect of graphene oxide on rheology, hydration and strength development of cement paste. Construction and Building Materials, 2020.

YAMATO, K.; SASAKI, A.; ITO, T.; YOSHITAKE, I. Resistance Properties to Chloride Ingressos Standard-Cured Concrete with an Admixture Incorporating Rich SiO2 and Al2O3. International Journal of Concrete Structures and Materials, 2020.

YANG, X.; ZHANG, J.; FANG, X.; QIU, T. Kinetics of pressure leaching of niobium ore by sulfuric acid. Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, v.45, p. 218–222, 2014.

YOON, J.S. The fabrication of niobium powder by sodiothermic reduction process. Int. Journal of Refractory Metals & Hard Materials. v. 28, p. 265–269, 2010.

Published

2022-03-03

How to Cite

Cardoso, M. do R., & Mazer, W. (2022). Análise da influência de adição de óxido de nióbio na resistência mecânica de matrizes cimentícias / Analysis of the influence of niobium oxide addition on the mechanical strength of cementitious matrices. Brazilian Journal of Development, 8(3), 15751–15768. https://doi.org/10.34117/bjdv8n3-017

Issue

Section

Original Papers