Efeito sinérgico de misturas vermiculita-lignosulfonato nas propriedades termomecânicas de argamassas de revestimento

Currently, the search for construction materials that promote energy efficiency in buildings is increasingly growing. These materials not only contribute to the reduction of greenhouse gas emissions but also enhance thermal comfort and reduce energy consumption. The partial substitution of sand with...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Araújo, Andressa Galvão de
Outros Autores: Martinelli, Antônio Eduardo
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Eficiência energética
Argamssas leves
Vermiculita expandida
Plastificante
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58198
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Efeito sinérgico de misturas vermiculita-lignosulfonato nas propriedades termomecânicas de argamassas de revestimento
description Currently, the search for construction materials that promote energy efficiency in buildings is increasingly growing. These materials not only contribute to the reduction of greenhouse gas emissions but also enhance thermal comfort and reduce energy consumption. The partial substitution of sand with porous aggregates, such as expanded vermiculite, holds great potential for modifying the thermal properties of mortars, thereby improving the thermal insulation of buildings. However, porous aggregates also decrease the mechanical strength of mortars. To overcome this challenge, plasticizing additives, such as lignosulfonates, can be employed in combination with porous aggregates to reduce the mixing water in the mixtures, resulting in higher mechanical strength and durability of the mortars. Therefore, the objective of this study was to evaluate the synergistic effect of combined addition of expanded vermiculite and a lignosulfonatebased plasticizer in rendering mortars. Mortars with a volume ratio of 1:3 were prepared, with replacement levels of sand by expanded vermiculite at 0%, 25%, and 50%, and an addition of 0% and 2% of lignosulfonate. The resulting mortars were characterized in the fresh state by measuring the consistency index and fresh bulk density. In the hardened state, apparent bulk density, water absorption, voids index, modulus of elasticity, compressive strength, and flexural tensile strength and and tensile adhesion strength were evaluated. The thermal insulation of the mortars was assessed by measuring the temperature gradient between opposite faces of mortar specimens measuring 26.5 x 20.0 x 1.5 cm. It was observed that as the concentration of vermiculite increased, the density and mechanical strength of the mortars decreased. The addition of 2% of plasticizer in the mortar containing 50% of vermiculite reduced the amount of mixing water, improving compressive strength by 15% and flexural tensile strength by 9%. The combined use of 50% vermiculite and 2% lignosulfonate resulted in an increased temperature gradient between opposite faces of the mortars from 6.7°C (reference mortar) to 9.2°C. This result confirms the synergistic effect of the vermiculite-lignosulfonate mixture in formulating mortars with enhanced thermal insulation effects.
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The partial substitution of sand with porous aggregates, such as expanded vermiculite, holds great potential for modifying the thermal properties of mortars, thereby improving the thermal insulation of buildings. However, porous aggregates also decrease the mechanical strength of mortars. To overcome this challenge, plasticizing additives, such as lignosulfonates, can be employed in combination with porous aggregates to reduce the mixing water in the mixtures, resulting in higher mechanical strength and durability of the mortars. Therefore, the objective of this study was to evaluate the synergistic effect of combined addition of expanded vermiculite and a lignosulfonatebased plasticizer in rendering mortars. Mortars with a volume ratio of 1:3 were prepared, with replacement levels of sand by expanded vermiculite at 0%, 25%, and 50%, and an addition of 0% and 2% of lignosulfonate. The resulting mortars were characterized in the fresh state by measuring the consistency index and fresh bulk density. In the hardened state, apparent bulk density, water absorption, voids index, modulus of elasticity, compressive strength, and flexural tensile strength and and tensile adhesion strength were evaluated. The thermal insulation of the mortars was assessed by measuring the temperature gradient between opposite faces of mortar specimens measuring 26.5 x 20.0 x 1.5 cm. It was observed that as the concentration of vermiculite increased, the density and mechanical strength of the mortars decreased. The addition of 2% of plasticizer in the mortar containing 50% of vermiculite reduced the amount of mixing water, improving compressive strength by 15% and flexural tensile strength by 9%. The combined use of 50% vermiculite and 2% lignosulfonate resulted in an increased temperature gradient between opposite faces of the mortars from 6.7°C (reference mortar) to 9.2°C. This result confirms the synergistic effect of the vermiculite-lignosulfonate mixture in formulating mortars with enhanced thermal insulation effects. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Na atualidade, a busca por materiais de construção que promovam a eficiência energética em edifícios está se tornando cada vez maior, pois além de contribuírem para redução das emissões de gases do efeito estufa, eles também aumentam o conforto térmico e reduzem o consumo de energia. A substituição parcial de areia por agregados porosos, tais como a vermiculita expandida, apresentam grande potencial para modificação das propriedades térmicas das argamassas, com o melhoramento do isolamento térmico das construções. Contudo, agregados porosos também reduzem a resistência mecânica das argamassas. Para contornar essa dificuldade, aditivos plastificantes, tais como lignosulfonatos, podem ser empregados em conjunto com agregados porosos, para reduzir a água de amassamento das misturas, resultando em maiores resistências mecânicas e durabilidade das argamassas. Portanto, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito sinérgico da adição combinada da vermiculita expandida com um plastificante à base de lignosulfonato em argamassas de revestimento. Foram preparadas argamassas com traço 1:3 em volume, com substituição de 0%, 25% e 50% de areia por vermiculita expandida e adição de 0 e 2% de lignosulfonato. As argamassas resultantes foram caracterizadas no estado fresco medindo-se o índice de consistência e a densidade de massa fresca. No estado endurecido, foram avaliados a densidade de massa aparente, absorção de água, índice de vazios, módulo de elasticidade, resistência à compressão, tração na flexão e de aderência à tração. O isolamento térmico das argamassas foi avaliado medindo-se o gradiente de temperatura entre faces opostas de placas de argamassa de 26,5 x 20,0 por 1,5 cm de espessura. Observou-se que à medida que a concentração de vermiculita aumentou, a densidade das argamassas e suas resistências mecânicas diminuíram. A adição de 2% de plastificante na argamassa contendo 50% de vermiculita reduziu a quantidade de água de mistura, melhorando a resistência à compressão em 15% e à tração na flexão em 9%. O uso combinado de 50% de vermiculita e 2% de lignosulfonato resultou em um aumento do gradiente de temperatura entre as faces opostas das argamassas de 6,7 °C (argamassa com 0% de vermiculita e 0% de lignosulfonato) para 9,2 °C. Esse resultado confirma o efeito sinérgico da mistura vermiculita-lignosulfonato na formulação de argamassas com melhor efeito de isolação térmica e resistência mecânica adequada. 2024-04-18T22:50:30Z 2024-04-18T22:50:30Z 2024-01-29 doctoralThesis ARAÚJO, Andressa Galvão de. Efeito sinérgico de misturas vermiculita-lignosulfonato nas propriedades termomecânicas de argamassas de revestimento. Orientador: Dr. Antônio Eduardo Martinelli. 2024. 81f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58198 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

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