Avaliação de misturas cimentícias para impressão 3D com desempenho térmico otimizado
Impressão 3D de concretos, agregado leve de argila expandida, design de experimentos, reometria por squeeze-flow, conforto térmico
A impressão 3D de concretos (3DCP) tem ganhado forte impulso ao longo dos últimos anos. Porém, misturas capazes de otimizar o conforto térmico de estruturas impressas ainda precisam ser estudadas. Desta forma, o objetivo do presente trabalho é avaliar a influência do teor de substituição de areia natural por agregado leve de argila expandida (LECA) nas propriedades mecânicas, físicas e térmicas de misturas à base de cimento Portland para 3DCP. As misturas foram formuladas a partir de um planejamento fatorial 2² tendo como fatores independentes o teor de substituição (%sub) de areia por LECA e a relação agregado sobre ligantes (a/b). A substituição da areia natural por LECA foi realizada em volume, em função da diferença de densidade entre eles, a fim de manter o mesmo volume de partículas na mistura. Os ensaios de squeeze-flow e flow-table foram empregados para avaliar o comportamento reológico das misturas para 3DCP contendo agregados de até 1,2 mm de diâmetro máximo. Os resultados mostraram que a substituição de areia por LECA aumentou a tensão de escoamento de 8 para 13 KPa e a viscosidade da mistura de 5x105 para 3x106 Pa.s o que resulta em aumento da construtibilidade, sem deixar de apresentar trabalhabilidade. Vou agendar equivalente a mistura de referência. Os resultados mostraram que a substituição total da areia por LECA reduziu a condutividade térmica de 1,19 para 0,68 W/m.K, e foi acompanhada por pequenas variações nas propriedades físicas, como absorção de água. Além disso, a substituição proporcionou queda de até 16% do módulo de elasticidade sem comprometer importantes propriedades estruturais, como resistência mecânica que ficou na faixa de 60 ± 3 MPa. O comportamento térmico das misturas foi modelado e foi encontrada uma equação dependente apenas do fator teor de substituição (%sub).