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Type: Dissertação
Title: Influência de nanopartículas de óxido de grafeno em compósitos cimentícios com fibras poliméricas de máscaras faciais
Author: Oliveira, Sandilla Santana de
First Advisor: Barbosa, Maria Teresa Gomes
Co-Advisor: Garcia, Dayana Cristina Silva
Referee Member: Ludwig, Zélia Maria da Costa
Referee Member: Almeida, Fernando do Couto Rosa
Resumo: O volume produzido e o descarte incorreto de máscaras N-95 geram resíduos não biodegradáveis e se tornam um problema de proporção global. Logo necessita de soluções ecologicamente corretas, possibilitando, assim, o seu estudo como fibras sintéticas na produção de materiais para a construção civil. Nesse sentido, em análise anterior sobre a adição de fibras de máscaras N-95 em um traço predefinido de argamassa produzida com adição de pó de mármore e sílica ativa, observou-se diminuição de 30% na resistência à compressão e 17% na resistência à tração, além de aumento da taxa de absorção em cerca de 50%, o que prejudica a durabilidade e limita a aplicação do produto obtido. Sendo assim, essa pesquisa teve o objetivo de investigar as propriedades do traço predefinido ao se adicionar nanopartículas óxido de grafeno (NOG) à mistura. Para o programa experimental, foram confeccionadas 4 novas amostras, contendo 0%; 0,7%; 1,4% e 2,0% de fibras de máscaras N-95 e 0,02% de NOG (ambos em relação à quantidade de aglomerante), que foram avaliados em suas propriedades físicas, mecânicas e químicas. Os resultados encontrados permitem indicam uma possibilidade para o reaproveitamento das máscaras N-95 como fibras sintéticas para reforço em argamassas. Tendo por base a amostra de referência e considerando a resistência à compressão, nas amostras contendo fibras secas e NOG, a redução de resistência chegou a 26% e, nas amostras com adição de fibras umedecidas e NOG, a diminuição foi de 28%. Quanto à resistência à tração, houve aumento de 4,5% nas amostras com adição de fibras secas e NOG e aumento de 1,1% nas amostras contendo fibras umedecidas e NOG. As taxas de absorção também foram influenciadas pela adição do óxido de grafeno, com reduções de até 58% nas amostras contendo NOG e fibras secas e de até 73% nas amostras contendo NOG e fibras umedecidas, em relação aos resultados obtidos anteriormente. Assim, pode-se concluir que o óxido de grafeno beneficia argamassas com adição de fibras poliméricas, melhorando suas propriedades físicas e mecânicas e viabilizando o reaproveitamento de materiais. Destaca-se, ainda, com base nas análises realizadas até o momento, que adições de até 0,7% de fibras poliméricas reaproveitadas e 0,02% de NOG são ideais para, considerando resistência e permeabilidade, promover o reaproveitamento das máscaras N-95 para a produção de fibras poliméricas. Este estudo também abre possibilidades para que novas análises sejam desenvolvidas, aprimorando os resultados encontrados até este momento. Por fim, evidencia-se que esta pesquisa colabora com a pauta nacional brasileira no contexto do progresso sustentável, pois analisa a adição de fibras poliméricas oriundas rejeitos em misturas cimentícias, produzidas com diferentes rejeitos, para obter ganhos nas propriedades mecânicas e na durabilidade do compósito, favorecendo os indicadores ambientais, sociais, econômicos e a inovação tecnológica para o setor.
Abstract: The volume produced and incorrect disposal of N-95 masks generates nonbiodegradable waste and becomes a problem of global proportions. Therefore, it requires ecologically correct solutions, thus enabling its study as synthetic fibers in the production of materials for civil construction. In this sense, in a previous analysis on the addition of N-95 mask fibers in a predefined mix of mortar produced with the addition of marble powder and silica fume, a 50% decrease in compressive strength and a 30% decrease in compressive strength were observed. traction, in addition to increasing the absorption rate by around 50%, which impairs durability and limits the application of the product obtained. Therefore, this research aimed to investigate the properties of the predefined trace when adding graphene oxide nanoparticles (NOG) to the mixture. For the experimental program, 4 new samples were made, containing 0%; 0.7%; 1.4% and 2.0% N-95 mask fibers and 0.02% NOG (both in relation to the amount of binder), which were evaluated for their physical, mechanical and chemical properties. The results found indicate a possibility for reusing N-95 masks as synthetic fibers for reinforcement in mortars. Based on the reference sample and considering compressive strength, in samples containing dry fibers and NOG, the loss of resistance reached 33% and, in samples with the addition of moistened fibers and NOG, the reduction was 36.8%. As for tensile strength, there was an increase of 4.5% in samples with the addition of dry fibers and NOG and an increase of 1.1% in samples containing moistened fibers and NOG. Absorption rates were also influenced by the addition of graphene oxide, with reductions of up to 58% in samples containing NOG and dry fibers and up to 73% in samples containing NOG and moist fibers. Thus, it can be concluded that graphene oxide benefits mortars with the addition of polymeric fibers, improving their physical and mechanical properties and enabling the reuse of materials. It is also noteworthy, based on the analyzes carried out to date, that additions of up to 0.7% of reused polymeric fibers and 0.02% of NOG are ideal for, considering resistance and permeability, promoting the reuse of N-masks. 95 to produce polymer fibers. This study also opens possibilities for new analyzes to be developed, improving the results found so far. Finally, this research contributes to the Brazilian national agenda in the context of sustainable progress, as it analyzes the addition of polymer fibers from waste into cement mixtures, produced with different waste, to obtain gains in the mechanical properties and durability of the composite, favoring environmental, social, economic indicators and technological innovation.
Keywords: Reaproveitamento de rejeitos
Inovação
Sustentabilidade
Máscara N-95
Óxido de grafeno
Waste reuse
Innovation
Sustainability
N-95 face mask
Graphene oxide
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Ambiente Construído
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16759
Issue Date: 1-Mar-2024
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