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Autolimpeza em Betão

“A Nanotecnologia nos Materiais de Construção“

Raquel Pereira (Doutoranda)

Orientação: Prof. João Bordado (IST)

Angela Nunes (Secil)

Co-Orientação: Prof. Eduardo Julio (IST) Ordem dos Engenheiros

27 de Fevereiro de 2014

Ciclo Sustentável...

Fevereiro de 2014 pag. 2

Produção de Betão

Produção de Cimento Extracção

Vantagens do Betão Arquitectónico

▪ Durabilidade

▪ Resistência mecânica

▪ Ergonomia

▪ Propriedades térmicas

▪ Propriedades acústicas

▪ Resistência ao fogo

▪ Cor, textura e forma

▪ Ambientalmente verde


Fotocatálise

▪ Principio Físico


TiO2

Nanopartículas de TiO2 em betão

Agentes Poluentes, Organismos biológicos, COVs, NOx, SOx, etc...

UV’s

O2, CO2, H2O, NO3

-, SO4-


Nanopartículas de TiO2

▪ O porque do TiO2?

o Extremamente reactivo

o Elevado efeito Fotocatalítico

o Grandes reservas no mundo

o Baixo custo de obtenção

o Baixa toxicidade


a) Rutile; b) Anatase; c) Brookite

▪ Aplicação em betão, porquê?

o Autolimpeza

o Compacidade

o Influência nas propriedades mecânicas

Campanha Experimental

▪ Estudo de filmes de protecção superficial – Campanha 1

▪ Exposição à poluição atmosférica – Campanha 2

▪ Exposição a organismos marítimos – Campanha 3

▪ Degradação de compostos orgânicos – Campanha 4


Igreja “Dives in Misericordia” em Roma – primeira obra a ser utilizado as partículas de TiO2

Estudo de filmes de protecção superficial


Legenda: IMP1 - Impermeabilizante Silano Siloxano

IMP2 – Resina Acrilica

Surface protection systems Kc (kg.m-2.h-0,5)

(Inicial) Kc (kg.m-2.h-0,5)

(400h UV’s) Kc (kg.m-2.h-0,5)

(800h UV’s)

Sample 0,599 0,648 0,676

IMP1 0,067 0,07 0,08

IMP2 0,099 0,102 0,105

IMP1 + IMP2 0,025 0,087 0,071

IMP2 (3% TiO2) 0,163 0,185 0,091

IMP2 (5% TiO2) 0,22 0,031 0,043

IMP1 + IMP2 (3% TiO2) 0,021 0,039 0,052

IMP1 + IMP2 (5% TiO2) 0,033 0,04 0,054

IMP1 + IMP2 (3% Mica) 0,141 0,129 0,115

IMP1 + IMP2 (5% Mica) 0,146 0,132 0,116

▪ Coeficiente de absorção capilar, Kc (kg.m-2.h-0,5)

Estudo de filmes de protecção superficial


0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kc

Concrete Surface Protection

Initial 400h de UV's 800 de UV's

▪ Coeficiente de absorção capilar, Kc (kg.m-2.h-0,5)

Exposição à poluição atmosférica

▪ Aplicação em filmes


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

FIL0 FIL5 FIL10

Bri

gth

ness (

%)

Exposure effect due to harmful environments

Y (Initial) Y (After 6 months)

Exposição à poluição atmosférica

▪ Aplicação em massa


0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

PAS0 PAS0,5 PAS1 PAS4,7

Ind

ice d

e B

ran

cu

ra (

%)

% de Adição de TiO2

Efeito da exposição a ambientes nocivos - Pasta Cimenticia

Y (Initial) Y (After 6 months)

Exposição a organismos marítimos

▪ Aplicação em filme


Exposição a organismos marítimos

▪ Aplicação em massa


Degradação de compostos orgânicos

▪ Metodologia


Condições de ensaio: Câmara climática T = 23ºC Hum =50% % Radiação de UV’s =100%


▪ Soluções de Azul de metileno a 10 g/l com adição de TiO2 – Antes e depois de 72 horas de exposição de UV’s



▪ Soluções de Azul de metileno a 5g/l com adição de TiO2 – Antes e depois de 72 horas de exposição de UV’s



▪ Manchamento de Argamassas Impermeabilizadas com verniz acrilíco com adição de TiO2 - Antes e depois de 120 horas de exposição de UV’s [A.M.]= 1 gr/l



▪ Manchamento de Argamassas Impermeabilizadas com verniz acrilíco com adição de TiO2 - Antes e depois de 120 horas de exposição de UV’s [A.M.]= 0,5 gr/l



▪ Manchamento de amostras de argamassas normalizadas com TiO2 adicionadas em dosagem de cimento – Antes e depois de 72 horas de exposição a UV’s


[A.M]=0,02 gr/l [A.M]= 0,01 gr/l


▪ Manchamento de amostras de argamassas normalizadas com TiO2 adicionadas em dosagem de cimento – Antes e depois de 24 horas de exposição a UV’s


[A.M]= 1 gr/l

Conclusões

▪ Diminuição acentuada do coeficiente de absorção capilar, Kc (0,6 para 0,03 kg.m-2.h-0,5);

▪ Redução de NOx’s entre os 60 a 80% (dependente da % de adição de TiO2)*

* Valores de bibliografia


Adição em Massa

Degradação de agentes poluentes

Degradação de

bactérias marítimas

Degradação de corante

Em resumo...

▪ Dimensão Ambiental:

▪ Redução dos óxidos sulfurosos e nitrosos;

▪ Redução da nuvem de “smog” fotoquímico;

▪ Eliminação de compostos orgânicos voláteis clorados (CH2Cl2 p.e.);

▪ Redução de impactos ambientais por processos de manutenção e limpeza.


Em resumo...

▪ Dimensão Económica:

▪ Redução do risco de restrições de tráfico por causas atmosféricas;

▪ Facilita o cumprimento legislativo sobre contaminantes;

▪ Redução de custos de manutenção dos edifícios.


Em resumo...

▪ Dimensão Social:

▪ Redução da incidência de doenças respiratórias na população;

▪ Melhora a segurança e saúde dos trabalhadores no ambiente urbano;

▪ Melhora a aparência dos edifícios e praças públicas.



Obrigado pela vossa atenção

[email protected]

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