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Efeito de nanofolhas de MXenes (Ti3C2Tx) nas resistências à compressão e ao desgaste de um concreto estrutural
dc.creator | Silva, Cristiane Arpino | |
dc.date.accessioned | 2025-02-03T09:45:24Z | |
dc.date.available | 2025-02-03T09:45:24Z | |
dc.date.issued | 2024-03-22 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Cristiane Arpino. Efeito de nanofolhas de MXenes (Ti3C2Tx) nas resistências à compressão e ao desgaste de um concreto estrutural. Orientadora: Henara Lillian Costa Murray. 2024. 147 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia dos Materiais) – Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14896 | |
dc.description.abstract | Characteristics such as versatility, durability, and performance make concrete the leading product for structural use. More studies have been conducted on concrete reinforcement with the addition of new materials to its composition. In this work, we investigated wear by abrasion and fretting of reinforced concrete. MXene is very promising new two-dimensional (2D) materials due to their layered nanostructure. Aiming to increase durability of concrete structures against the action of wear, this work developed a model to analyze the effect of reinforcing concrete with a small amount (0.02% by weight) of MXenes nanosheets on abrasive wear and fretting wear. To this end, mechanical properties of compressive strength of conventional concrete and concrete reinforced with MXenes were initially evaluated at 3 and 28 days. Subsequently, its wear by abrasion (conventional concrete and with MXenes) and the tribological behavior in wear by fretting were investigated. In addition, porosity and water absorption tests were carried out using the Archimedes Principle, the analysis by scanning electron microscopy, energy-dispersion X-ray spectroscopy, and Raman spectroscopy. From the mechanical compressive strength tests, the samples with MXenes at 3 days showed an increase in compressive strength of 15.0% in relation to the control. MXenes additions showed no significant changes in terms of porosity and water absorption in relation to the control. From the abrasion wear tests, a reduction in the average wear rate of concrete with MXenes was obtained only when using abrasive 100. In the fretting tests, we evaluated MXenes addition to concrete as well as its surface deposition by dropcasting (1 application and 5 applications). For all speed and time conditions investigated, there was no significant difference in friction when using MXenes. Regarding wear, the dropcasting deposition tests led to less wear and smoother wear tracks, particularly for one application. Thus, although the effects of using MXenes were small, the promising results obtained by increasing the amount of MXenes could represent more significant gains in their use in concretes. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Concreto | pt_BR |
dc.subject | MXenes | pt_BR |
dc.subject | Drop-casting | pt_BR |
dc.subject | Reforço mecânico | pt_BR |
dc.subject | Desgaste | pt_BR |
dc.subject | Abrasão | pt_BR |
dc.subject | Fretting | pt_BR |
dc.subject | Concrete | pt_BR |
dc.subject | Mechanical reinforcement | pt_BR |
dc.subject | Wear | pt_BR |
dc.subject | Abrasion | pt_BR |
dc.title | Efeito de nanofolhas de MXenes (Ti3C2Tx) nas resistências à compressão e ao desgaste de um concreto estrutural | pt_BR |
dc.title.alternative | Effect of MXenes nanosheets (Ti3C2Tx) on the compressive and wear resistance of a structural concrete | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/0358853604114659 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-0412-4436 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/8973820249465087 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Gonçalves, Margarete Regina Freitas | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7005320809828471 | pt_BR |
dc.description.resumo | Características como versatilidade, durabilidade e desempenho fazem do concreto o produto líder para uso estrutural. É crescente o número de pesquisas relacionadas ao reforço do concreto com adição de novos materiais à sua composição. Neste trabalho, estudou-se o efeito de nanofolhas de MXenes (Ti3C2Tx) no desgaste por abrasão e por fretting de concretos. MXene refere-se a uma nova classe de materiais bidimensionais (2D) bastante promissor devido à sua nanoestrutura em camadas. Focado no aumento da durabilidade de estruturas de concreto frente à ação de desgastes, este trabalho desenvolveu um modelo de análise do efeito de um concreto com uma pequena quantidade (0,02% em peso) de nanofolhas de MXenes no desgaste por abrasão e no desgaste por fretting. Para tal, foram avaliadas inicialmente as propriedades mecânicas de resistência à compressão de concreto convencional e concreto reforçado com nanofolhas de MXenes aos 3 e 28 dias. Posteriormente, investigou-se seu desgaste por abrasão (concreto convencional e com nanofolhas de MXenes) e o comportamento tribológico no desgaste por fretting. Além disso foram realizados ensaios de porosidade e absorção de água pelo Princípio de Arquimedes (PA), análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV), EDS e espectroscopia Raman. Dos ensaios mecânicos de resistência à compressão, as amostras com nanofolhas de MXenes aos 3 dias apresentaram aumento de resistência à compressão de 15,0% em relação à referência. No uso de adições de nanofolhas de MXenes não houve alterações significativas em relação à referência no que se refere à porosidade e à absorção de água. Dos ensaios de desgaste por abrasão se obteve uma redução da taxa de desgaste média dos concretos com nanofolhas de MXenes somente no uso do abrasivo 100. A melhora na resistência à compressão e abrasão dos concretos pelas nanofolhas de MXenes foi explicada por possível melhora na reologia da pasta de concreto pelo caráter lubrificante das nanofolhas, refletindo em superfícies com menor rugosidade (Sq, Sz) e maior capacidade de apoio (Sbi). Nos ensaios de fretting, avaliou-se não só a adição de nanofolhas de MXenes ao concreto como também a sua deposição superficial por dropcasting (1 aplicação e 5 aplicações). Para todas as condições de velocidade e tempo investigadas, não houve diferença significativa no atrito pelo uso de nanofolhas de MXenes. Em relação ao desgaste, os ensaios com deposição por dropcasting levaram a menor desgaste e trilhas de desgaste mais lisas, em particular para 1 aplicação. Assim, apesar dos efeitos do uso de nanofolhas de MXenes terem sido pequenos, os resultados são promissores, de forma que o aumento da quantidade de nanofolhas de MXenes poderia representar ganhos mais significativos na sua utilização em concretos. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Murray, Henara Lillian Costa | |
dc.subject.cnpq1 | ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
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