Perspectiva dos estudos brasileiros quanto ao óxido de grafeno em matrizes de cimento Portland e geopoliméricas

Authors

Keywords:

Óxido de grafeno, Cimento Portland, Geopolímero, Matrizes cimentícias, materiais álcali-ativados

Abstract

A indústria da construção civil é responsável pela emissão de aproximadamente 25% do dióxido de carbono do mundo. Novas tecnologias são iniciativas desejáveis para tornar esta indústria ambientalmente mais correta. Nesse aspecto, o óxido de grafeno (OG) é um nanomaterial capaz de incorporar carbono nos produtos da construção civil, evitando que este, eventualmente, degrade a atmosfera. O presente estudo propõe uma revisão exploratória do óxido de grafeno aplicado às matrizes de cimento Portland e geopoliméricas no Brasil. Para isso, foi adotada uma busca sistemática no banco de dados Scopus e Scielo que selecionou 9 estudos. Dentre os principais resultados tem-se: a adição de OG contribui para as propriedades mecânicas das matrizes estudadas, sobretudo, a resistência à compressão; a literatura brasileira carece de estudos que avaliem concretos com adição de OG; o OG acelera as reações de hidratação em matrizes de cimento Portland; o OG reduz a trabalhabilidade das misturas que possuem cimento Portland, porém, sem a necessidade de adição de aditivos plastificantes. Ao final, foram identificadas lacunas na literatura nacional que não foram sanadas pelo método adotado e que são sugeridas como desenvolvimentos futuros.

Author Biographies

Aldo Ribeiro de Carvalho , Universidade Federal de Ouro Preto

Mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto. Doutorando em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto (Ouro Preto - MG, Brasil).

Júlia Assumpção de Castro, Universidade Federal de Ouro Preto

Mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto. Doutorando em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto (Ouro Preto - MG, Brasil).

Vítor Freitas Mendes, Universidade Federal de Ouro Preto | Instituto Federal de Minas Gerais - Campus Santa Luzia 

Doutorando em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto. Professor do Ensino Básico, Técnico e Tecnológico no Instituto Federal de Minas Gerais (Santa Luzia - MG, Brasil).

Thaís Mayra de Oliveira, Universidade Federal de Juiz de Fora

Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal Fluminense. Professora Associada na Universidade Federal de Juiz de Fora (Juiz de Fora - MG, Brasil).

Guilherme Jorge Brigolini Silva, Universidade Federal de Ouro Preto

Doutorado em Engenharia Metalúrgica e de Minas pela Universidade Federal de Minas Gerais. Professor Adjunto da Universidade Federal de Ouro Preto (Ouro Preto, MG - Brasil).

Júlia Castro Mendes, Universidade Federal de Juiz de Fora

Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto. Professora Adjunta na Universidade Federal de Juiz de Fora (Juiz de Fora - MG, Brasil).

References

Acosta, D. et al (2018). Estudios por microscopía electrónica de materiales grafénicos obtenidos por exfoliación ultrasónica y rociado neumático. Acta Microscopica, 27, n. 3, 196-201. Disponivel em: <https://acta-microscopica.org/acta/article/view/79>.

Agopyan, V.; John, V. M (2011). O Desafio da Sustentabilidade na Construção Civil. 1ª. ed. São Paulo: Blucher.

Al-Rub, R. K. A. et al (2012). Mechanical Properties of Nanocomposite Cement Incorporating Surface-Treated and Untreated Carbon Nanotubes and Carbon Nanofibers. Journal of Nanomechanics and Micromechanics, 2, n. 1, 1-6.

Assad, E. D. et al (2019). Sequestro de carbono e mitigação de emissões de gases de efeito estufa pela adoção de sistemas integrados. In: ______ ILPF: inovação com integração de lavoura, pecuária e floresta. Brasilia: Embrapa, p. 153-167.

Babak, F. et al (2014). Preparation and mechanical properties of graphene oxide: cement nanocomposites. ScientificWorldJournal.

BRASIL (2022). Estimativas anuais de emissões de gases de efeito estufa no Brasil. Brasília.

Campello, F. A (2023). Poluição: causas, consequências e soluções. São Paulo: Editora Senac São Paulo.

Campos, V. P. P. D. et al (2019). Development of metakaolin and geopolymer proppants with nanocarbon materials. Cerâmica, 92-98.

Carvalho, A. R. D. et al (2023)b. Influência do efeito fíler do pó de mármore na produção de concretos para pavimentos intertravados. Ambiente Construído, 23, n. 4, Out./Dez. 2023. 217-239.

Carvalho, A. R. D. et al (2023)a. Proposition of geopolymers obtained through the acid activation of iron ore tailings with phosphoric acid. Construction and Building Materials, v. 403, Nov. 2023.

Corso, M. et al (2020). Incorporação de óxido de grafeno em argamassa de revestimento: uma visão sustentável. Ambiente Construído, Porto Alegre, 20, n. 1, 297-312.

CSI (2019). Getting the Numbers Right (GNR). WBCSD.

Davidovits, J (2020). Geopolymer: Chemistry & Applications. [S.l.]: Geopolymer Institute, v. 3.

Devasena, M.; Karthikeyan, J. (2015). Investigation on strength properties of graphene oxide concrete. International Journal of Engineering Science Invention Research & Development.

Devi, S. C.; Khan, R. A (2020). Effect of graphene oxide on mechanical and durability performance of concrete. Journal of Building Engineering.

Durante, L. C.; Callejas, I. J. A.; Amaral, G. M. (2020). Energia embutida de uma habitação: abordagem considerando as fases do ciclo de vida. In: ______ Habitações de Interesse Social: Inovações Aplicadas ao desempenho do ambiente construído. Cuiabá: Recurso Virtual, p. 43-73.

Foggiato, W. S (2021). Apreensão de carbono em construções de madeira. Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria.

Gong, K. et al (2014). Reinforcing Effects of Graphene Oxide. Journal of Materials in Civil Engineering.

Horta, R. A. D. S. et al (2021). Avaliação do comportamento reológico de pastas de cimento com adição de óxido de grafeno. Matéria (Rio de Janeiro).

Horta, R. A. D. S.; Paula, J. N. D.; Calixto, J. M. F (2022a). Avaliação das propriedades mecânicas na fratura de pastas de cimento com adição de óxido de grafeno. Matéria (Rio de Janeiro), 19 Set 2022a.

Horta, R. A. D. S.; Paula, J. N. D.; Calixto, J. M. F (2022b). Avaliação do perfil térmico e calor de hidratação de pastas de cimento com adição de óxido de grafeno. Matéria (Rio de Janeiro), 19 Set 2022b.

Huntzinger, D. N.; Eatmon, T. D. (2009). A life-cycle assessment of Portland cement manufacturing: comparing the traditional process with alternative technologies. Journal of Cleaner Production, 17, n. 7, 668-675.

Jesus, G. A. C. D. et al (2021). A biotecnologia como instrumento de sequestro de carbono: bactérias, microalgas e árvores geneticamente modificadas. Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais.

Jyothimol, P. et al (2020). Effect of reduced graphene oxide on the mechanical properties of concrete. 5th International Conference on MODELING AND SIMULATION IN CIVIL ENGINEERING. [S.l.]: [s.n.].

Kaze, C. R. et al (2021). Mechanical and physical properties of inorganic polymer cement made of iron-rich laterite and lateritic clay: A compartive study. Cement and Concrete Research.

Kuri, J. C.; Khan, M. N. N.; Sarker, P. K (2021). Fresh and hardened properties of geopolymer binder using ground high magnesium ferronickel slag with fly ash. Construction and Building Materials, 22 February 2021.

Li, C. et al (2011). CO2 Emissions due to Cement Manufacture. Materials Science Forum, 181-187.

Lima, A. H. et al (2020). Origin of optical bandgap fluctuations in graphene oxide. The European Physical Journal.

Lima, J. S (2018). Efeito da relação molar SiO₂/Al₂O₃ e das condições de cura nas propriedades de geopolímeros obtidos com silicato de cinza da casca de arroz. Universidade Federal de Pernambuco. [S.l.].

Lopes, J. P. et al (2022). Influência de nanotubos de carbono sobre o desempenho de concreto e de concreto reforçado com fibras (CRF). Revista Matéria, 27, n. 2.

Lu, L.; Ouyang, D.; XU, W (2016). Mechanical Properties and Durability of Ultra High Strength Concrete Incorporating Multi-Walled Carbon Nanotubes. Materials, 9, n. 6, 27 May 2016.

Lv, S. et al (2014). Effect of GO nanosheets on shapes of cement hydration crystals and their formation process. Construction and Building Materials, 14 August 2014. 231-239.

Neto, M. V. C. et al (2020). Efeitos do reforço na pasta de cimento portland com óxido de grafeno obtido por métodos de química verde. Matéria (Rio de Janeiro), 11 Dez 2020.

Peng, J. et al (2012). Modeling of Carbon Dioxide Measurement on Cement Plants. Advanced Materials Research, 2120-2128.

Reddy, P. V. R. K.; Prasad, D. R. Investigation on the impact of graphene oxide on microstructure and mechanical behaviour of concrete. Journal of Building Pathology and Rehabilitation, 2022.

Reisch, R. D. N. (2021). O potencial brasileiro para gerar créditos de carbono através da conservação florestal, reflorestamento e produção agrícola sustentável. Humboldt - Revista de Geografia Física e Meio Ambiente, 1, n. 3.

Rocha, V. V. et al (2021). Revisão teórica sobre o potencial da adição do óxido de grafeno em materiais cimentícios. Matéria (Rio de Janeiro), 26, n. 3.

Santoro, J. F.; Kripka, M. (2016). Determinação das emissões de dióxido de carbono das matérias primas do concreto produzido na região norte do Rio Grande do Sul. Ambiente Construído, Porto Alegre, 16, n. 2, abr./jun. 2016. 35-49.

Stankovich, S.; D. A. D. G. H. B. D. et al. (2006). Graphene-based composite materials. Nature, 20 July 2006.

Silva, G. F. D. et al (2021). AC impedance spectroscopy (AC-IS) analysis to characterize the effect of nanomaterials in cement-based mortars. Construction and Building Materials.

Vicentini, N. C (2019). Síntese e Caracterização de Óxido de Grafeno Reduzido e Sulfonado via Sal. Universidade Federal de Juiz de Fora. Juiz de Fora.

Published

2023-12-11

How to Cite

Carvalho , A. R. de ., Castro, J. A. de, Mendes, V. F., Oliveira, T. M. de, Silva, G. J. B., & Mendes, J. C. (2023). Perspectiva dos estudos brasileiros quanto ao óxido de grafeno em matrizes de cimento Portland e geopoliméricas. ENCONTRO LATINO AMERICANO E EUROPEU SOBRE EDIFICAÇÕES E COMUNIDADES SUSTENTÁVEIS, 5. Retrieved from https://eventos.antac.org.br/index.php/euroelecs/article/view/3516

Issue

Section

Materiais, técnicas e sistemas construtivos sustentáveis.

Similar Articles

<< < 1 2 3 4 5 6 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.