Publicação
Matrizes cimentícias reforçadas por nanofibras de carbono e fibras curtas de carbono
| Resumo: | O reforço do betão com fibras tem sofrido grandes avanços ao longo dos últimos anos. Estes avanços tornaram possível a introdução de nanomateriais como as nanofibras de carbono, permitindo o controlo da fissuração a uma escala nanométrica e a monitorização de estruturas de betão em tempo real através de materiais condutores. Neste trabalho, foram desenvolvidos compósitos cimentícios condutores e estudado o seu comportamento elétrico quando sujeitos a uma carga de tração uniaxial. Neste sentido, foram preparados dois tipos de compósitos de matriz cimentícia, um reforçado com fibras curtas de carbono e um outro compósito híbrido reforçado simultaneamente com nanofibras e fibras curtas de carbono. Na conceção destes dois tipos de compósitos, especial atenção foi dada à correta dispersão da fibra de carbono e das nanofibras na matriz cimentícia para garantia da homogeneidade necessária à maximização das propriedades mecânicas e elétricas. De um modo geral os resultados obtidos demostram que as nanofibras e as fibras curtas de carbono foram dispersas efetivamente nas matrizes cimentícias originando compósitos capazes de apresentar o efeito piezoresistivo, ou seja, uma variação da resistência elétrica sob carga de tração uniaxial, demonstrando o seu potencial para uso como sensores de deformação em tempo real, embebidos na própria matriz. Dos ensaios realizados, os melhores resultados obtidos para o compósito cimentício enquanto sensor elétrico, foram verificados na percentagem de 0.5% de fibras curtas de carbono, para o ensaio de tração cíclico, e com 0.75% de fibras curtas de carbono e 0.1% de nanofibras de carbono, para o ensaio monotónico. Conclui-se que as nanofibras e as fibras curtas de carbono incorporadas num compósito de matriz cimentícia tornam este material condutor, possibilitando a sua utilização enquanto sensor elétrico de cargas e deformações. |
|---|---|
| Autores principais: | Lagido, Olinda Gonçalves |
| Assunto: | Fibra de carbono Matrizes cimentícias Monitorização Nanofibras Resistência elétrica Carbon Fiber Cement matrix Monitoring Carbon nanofibers Electrical resistance |
| Ano: | 2017 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O reforço do betão com fibras tem sofrido grandes avanços ao longo dos últimos anos. Estes avanços tornaram possível a introdução de nanomateriais como as nanofibras de carbono, permitindo o controlo da fissuração a uma escala nanométrica e a monitorização de estruturas de betão em tempo real através de materiais condutores. Neste trabalho, foram desenvolvidos compósitos cimentícios condutores e estudado o seu comportamento elétrico quando sujeitos a uma carga de tração uniaxial. Neste sentido, foram preparados dois tipos de compósitos de matriz cimentícia, um reforçado com fibras curtas de carbono e um outro compósito híbrido reforçado simultaneamente com nanofibras e fibras curtas de carbono. Na conceção destes dois tipos de compósitos, especial atenção foi dada à correta dispersão da fibra de carbono e das nanofibras na matriz cimentícia para garantia da homogeneidade necessária à maximização das propriedades mecânicas e elétricas. De um modo geral os resultados obtidos demostram que as nanofibras e as fibras curtas de carbono foram dispersas efetivamente nas matrizes cimentícias originando compósitos capazes de apresentar o efeito piezoresistivo, ou seja, uma variação da resistência elétrica sob carga de tração uniaxial, demonstrando o seu potencial para uso como sensores de deformação em tempo real, embebidos na própria matriz. Dos ensaios realizados, os melhores resultados obtidos para o compósito cimentício enquanto sensor elétrico, foram verificados na percentagem de 0.5% de fibras curtas de carbono, para o ensaio de tração cíclico, e com 0.75% de fibras curtas de carbono e 0.1% de nanofibras de carbono, para o ensaio monotónico. Conclui-se que as nanofibras e as fibras curtas de carbono incorporadas num compósito de matriz cimentícia tornam este material condutor, possibilitando a sua utilização enquanto sensor elétrico de cargas e deformações. |
|---|