Influência da calcinação e do óxido de grafeno na absorção e microestrutura de compósitos de gesso

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Data

2025-12-19

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O gesso, um aglomerante mineral de gipsita amplamente utilizado na construção civil, apresenta limitações de fragilidade e intolerância à umidade. Este estudo teve como objetivo avaliar a absorção de água e as propriedades microestruturais de compósitos de gesso reforçados com Óxido de Grafeno (OG) (0,01% em massa) após a submissão da calcinação a 260 °C. A calcinação visa gerar a fase hemi-hidrato (bassinita) e promover a redução parcial de grupos do OG (hidroxila, epóxi e carboxila), impactando a porosidade. As amostras foram caracterizadas por Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e ensaios de Absorção de Água (Capilaridade e Imersão Total). Os resultados de DRX confirmaram a transformação do gesso em bassinita após a calcinação, e seu retorno à gipsita acicular após a reidratação. A calcinação demonstrou ser o fator mais determinante, elevando a capacidade de absorção total de água (Ab) de 23,8% (amostras não calcinadas) para 47,9% (gesso calcinado puro) e 45,0% (gesso calcinado com OG), devido à geração de porosidade pela perda da água de cristalização. Embora o OG tenha reduzido levemente a absorção total, ele acelerou significativamente a velocidade de absorção capilar. Esta aceleração é atribuída à sua redução térmica a 260 °C, que elimina grupos funcionais e aumenta a micro porosidade local, criando caminhos preferenciais para a entrada de água. Concluiu-se que o calcinação influencia a microestrutura do gesso, e o Óxido de Grafeno, mesmo em baixa concentração, altera a cinética de absorção do compósito calcinado.

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Gypsum, a mineral binder derived from gypsum rock and widely used in construction, has limitations regarding fragility and moisture intolerance. This study aimed to evaluate the water absorption and microstructural properties of gypsum composites reinforced with Graphene Oxide (GO) (0.01% by mass) after being subjected to a calcination thermal treatment at 260 °C. Calcination aims to generate the hemihydrate phase (bassinite) and promote the partial reduction of OG groups (hydroxyl, epoxy, and carboxyl), impacting porosity. The samples were characterized using X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Water Absorption tests (Capillarity and Total Immersion). The XRD results confirmed the transformation of gypsum into bassanite after calcination, and its return to acicular gypsum after rehydration. The thermal treatment proved to be the most critical factor, increasing the total water absorption (Ab) capacity from 23.8% (non-calcined samples) to 47.9% (pure calcined gypsum) and 45.0% (calcined gypsum with GO), due to the generation of porosity from the loss of crystallization water. Although GO slightly reduced the total absorption, it significantly accelerated the capillary absorption rate. This acceleration is attributed to its thermal reduction at 260°C, which eliminates functional groups and increases local micro-porosity, creating preferential pathways for water ingress. It was concluded that the thermal treatment influences the gypsum microstructure, and Graphene Oxide, even at low concentration, alters the absorption kinetics of the calcined composite.

Descrição

Referência

SOARES, Caio Valadão. Influência da calcinação e do óxido de grafeno na absorção e microestrutura de compósitos de gesso. 2026. 13 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2025.

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