Title

AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE COMPÓSITOS GEOPOLIMÉRICOS REFORÇADOS COM ESTRUTURAS TPMS IMPRESSAS EM PETG E ABS

EVALUATION OF THE COMPRESSIVE STRENGTH OF GEOPOLYMER COMPOSITES REINFORCED WITH TPMS STRUCTURES PRINTED IN PETG AND ABS

Authorship

BOTELHO, EMILY DE FATIMA PINHEIRO; SOARES, EDSON MIRANDA; NASCIMENTO, DAMARES DA CRUZ BARBOSA; CARDOSO, MARCIA ADELAIDE ALVES; NASCIMENTO, JOELLY VERA; CANDIDO, VERÔNICA SCARPINI; SILVA, ALISSON CLAY RIOS DA

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CARDOSO, MARCIA ADELAIDE ALVES

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CANDIDO, VERÔNICA SCARPINI

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SILVA, ALISSON CLAY RIOS DA

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DOI

10.5151/2594-4711-41950

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Abstract

Em comparação ao cimento Portland, os geopolímeros se destacam pela menor emissão de CO₂ e aproveitamento de subprodutos industriais, porém, são caracterizados por elevada fragilidade. Neste estudo, objetiva se produzir compósitos geopoliméricos reforçados com estruturas TPMS impressas em PETG e ABS por manufatura aditiva. As amostras cilíndricas (Ø25 × 50 mm) foram obtidas pela mistura de solução alcalina (hidróxido de sódio e silicato de sódio) com metacaulim e escória de alto forno, seguida da incorporação dos reforços e cura em temperatura ambiente por 7 dias. Ensaios de compressão uniaxial revelaram resistências médias de 12 MPa (GREF), 31 MPa (GPETG) e 38 MPa (GABS), evidenciando aumento significativo da resistência e da ductilidade nos compósitos reforçados. Observou se desempenho mais consistente nos compósitos com ABS, enquanto o GPETG apresentou maior variabilidade, atribuída à degradação em meio alcalino do PETG. Conclui se que a utilização de reforços poliméricos TPMS fabricados em 3D constitui estratégia promissora para atenuar a fragilidade dos geopolímeros e ampliar sua aplicabilidade na construção civil.

COMPARED TO PORTLAND CEMENT, GEOPOLYMERS STAND OUT FOR THEIR LOWER CO₂ EMISSIONS AND THE UTILIZATION OF INDUSTRIAL BY-PRODUCTS; HOWEVER, THEY ARE CHARACTERIZED BY HIGH BRITTLENESS. THIS STUDY AIMS TO PRODUCE GEOPOLYMER COMPOSITES REINFORCED WITH TPMS STRUCTURES PRINTED IN PETG AND ABS VIA ADDITIVE MANUFACTURING. CYLINDRICAL SAMPLES (Ø25 × 50 MM) WERE OBTAINED BY MIXING AN ALKALINE SOLUTION (SODIUM HYDROXIDE AND SODIUM SILICATE) WITH METAKAOLIN AND BLAST FURNACE SLAG, FOLLOWED BY THE INCORPORATION OF THE REINFORCEMENTS AND CURING AT ROOM TEMPERATURE FOR 7 DAYS. UNIAXIAL COMPRESSION TESTS REVEALED AVERAGE STRENGTHS OF 12 MPA (GREF), 31 MPA (GPETG), AND 38 MPA (GABS), SHOWING A SIGNIFICANT INCREASE IN STRENGTH AND DUCTILITY IN THE REINFORCED COMPOSITES. MORE CONSISTENT PERFORMANCE WAS OBSERVED IN THE ABS-REINFORCED COMPOSITES, WHILE GPETG SHOWED GREATER VARIABILITY, ATTRIBUTED TO THE DEGRADATION OF PETG IN AN ALKALINE ENVIRONMENT. IT IS CONCLUDED THAT THE USE OF 3D-PRINTED TPMS POLYMER REINFORCEMENTS IS A PROMISING STRATEGY TO MITIGATE THE BRITTLENESS OF GEOPOLYMERS AND EXPAND THEIR APPLICABILITY IN CIVIL CONSTRUCTION.

Keywords

Compósitos geopoliméricos, Impressão 3D, Reforços poliméricos.

Geopolymer composites, 3D printing, Polymeric reinforcements