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Title in Portuguese: Estudo sobre a incorporação de nanopartículas de dióxido de titânio em argamassas fotocatalíticas
Author: Fernandes, Cristiane do Nascimento
Advisor(s): Bertini, Alexandre Araújo
Co-advisor(s): Nogueira, Ricardo Emílio Ferreira Quevedo
Keywords: Engenharia de estruturas
Argamassa
Nanomateriais
Dióxido de titânio
Issue Date: 30-Nov-2017
Citation: FERNANDEZ, C. N. Estudo sobre a incorporação de nanopartículas de dióxido de titânio em argamassas fotocatalíticas. 2017. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017
Abstract in Portuguese: A evolução dos materiais de construção desde a pré-história até a época atual demonstra o quanto é imprescindível a obtenção de conhecimentos relacionados às suas propriedades e aplicações para os diversos campos de estudo em que são inseridos, uma vez que se pretenda solucionar algum dos problemas ambientais insurgentes na atualidade e suprir, ao mesmo tempo, a necessidade por melhores componentes construtivos. Nesse sentido, o dióxido de titânio (TiO2) vem sendo estudado incorporado a materiais de construção, na busca de produzir produtos que além de não necessitar de grandes intervenções em termos de manutenção, contribua para melhorar a qualidade do ar e aumentar a vida útil das edificações. Com isso, o presente estudo se propõe a verificar o efeito fotocatalítico do TiO2 em argamassas, com o intuito de promover a degradação do dióxido de enxofre (SO2), um dos maiores poluentes atmosféricos existentes, admitindo-se condições de envelhecimento acelerado para as peças submetidas à exposição. Todavia, mesmo tendo em vista a funcionalidade proporcionada por esta degradação, deve-se buscar, ao se estudar materiais alternativos, não causar prejuízo significativo às propriedades físicas das peças confeccionadas. Sendo assim, foram realizados ensaios de caracterização tanto dos materiais utilizados para obtenção da argamassa (cimento, areia e dióxido de titânio) quanto dos corpos de prova em seu estado fresco (consistência e densidade de massa) e endurecido (densidade de massa aparente, resistência a tração na flexão, resistência a compressão, absorção de água por capilaridade e absorção de água por imersão). Para a verificação fotocatalítica, as argamassas confeccionadas foram submetidas à exposição em câmara de SO2 (gás poluente), para envelhecimento acelerado, e em seguida umedecidas e expostas à radiação ultravioleta, na faixa UV-A, para verificação da eficiência do TiO2 quanto à degradação de SO2. Como forma de comprovação qualitativa dessa degradação, utilizou-se as técnicas de MEV/EDS e Infravermelho com Transformada de Fourier antes de expostas ao SO2, após exposição ao gás poluente e após exposição à radiação. Com os resultados obtidos foi possível concluir que as argamassas com maior teor de TiO2 foram as que apresentaram melhores propriedades físicas, sendo possível verificar também a eficiência da substância adicionada para a liberação do SO2 das argamassas contaminadas.
Abstract: The evolution of building materials from prehistory period to current days demonstrates how important it is to obtain the knowledge of these material properties and applications on different research fields in which they are related to, once we intend to solve some of the current environmental problems and at the same time supply the need for better building components. As a test, TiO2 has been incorporated into building materials seeking for a production of a material that does not require major interventions in terms of maintenance, contributes to improve air quality and increase the life time of buildings as results. Therefore, the present research purpose is to verify the photocatalytic activity of TiO2 in mortars, in order to promote the degradation of Sulfur dioxide (SO2), one of the largest existing air pollutants, taking into consideration accelerated aging conditions for the parts subjected to exposure. However, even with the functionality provided by the degradation, when studying alternative materials researchers should seek not to cause significant damage to the physical properties of the materials tested. Thus, characterization experiments were performed as much on the material used to obtain the mortar (cement, sand and titanium dioxide) as on the test specimens in their fresh (consistency and mass density) and on the hardened state (bulk density, flexural tensile strength, compressive strength, water absorption by capillarity and immersion water absorption). For the photocatalytic verification, the prepared mortars were submitted to the exposure of the SO2 chamber (pollutant gas), for accelerated aging, and then moistened and exposed to ultraviolet radiation in the UV-A band, in order to verify the efficiency of the TiO2 on causing the degradation of the SO2. As a qualitative proof of this degradation, SEM/EDS and Infrared techniques were used before exposure to SO2, after exposure to the pollutant gas and after exposure to radiation. After the results were obtained, the conclusion was that the mortars with higher TiO2 content were the ones with the best physical properties, and it was also possible to verify the efficiency of the added substance for the release of SO2 from contaminated mortars.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/28965
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