RESUMO Os materiais compósitos de base cimentícia, incluindo pasta de cimento, argamassa e concreto, são os materiais mais comumente utilizados na construção civil. No entanto, a sua natureza frágil, elevada dureza, baixa resistência à tração e propensão às fissuras são fatores-chave que comprometem a durabilidade e resultam em altos custos de manutenção das estruturas. Materiais de reforço como barras de aço, fibras de aço, fibras de carbono, fibras de vidro e polímeros foram extensivamente aplicados em concretos nos últimos anos. Embora estes materiais possam melhorar bastante a tenacidade do concreto, solucionando bem os defeitos que ocorrem na micro escala inerentes aos materiais cimentícios, as fraturas nestes materiais persistem. Os nanomateriais (como nanosílica, nanotubos de carbono e derivados do grafeno) podem atuar complementarmente às fibras tradicionais, reforçando ainda mais os materiais cimentícios fibrosos, por meio dos mecanismos de restrição à iniciação e à propagação das fissuras na escala nanométrica, bem como disponibilização de uma área de superfície específica extremamente elevada para interação com os produtos de hidratação do cimento. Dentre os nanomateriais, o óxido de grafeno (OG) apresenta um enorme potencial para aplicação nos compósitos cimentícios. Neste trabalho foram realizados ensaios com adição de OG produzido e patenteado no CTNano/UFMG em pastas de cimento classe CP-III-RS-40. Objetivou-se avaliar as propriedades mecânicas de pastas de cimento com adição de OG, nos teores de 0,03% e 0,05%. Dentre os teores de adição analisados, o teor de 0,05%OG permitiu a obtenção dos melhores resultados aos 28 dias de cura. Foram obtidos aumentos de 19,40%, 16,86%, 27,37% e 21,55% no módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, tenacidade à fratura e energia de fratura, respectivamente. Diante destes resultados, pode-se inferir que o OG tem potencial para ser aplicado na construção civil, visando a melhoria das propriedades mecânicas e parâmetros de fratura de pastas de cimento.

ABSTRACT Cement-based composite materials, including cement paste, mortar and concrete, are the most commonly used materials in civil construction. However, its brittle nature, high hardness, low tensile strength and propensity to cracking are key factors that compromise durability and result in high maintenance costs for structures. Reinforcement materials such as steel bars, steel fibers, carbon fibers, glass fibers and polymers have been extensively applied to concrete in recent years. Although these materials can greatly improve the toughness of concrete, solving well the defects that occur in the micro scale inherent to cementitious materials, the fractures in these materials persist. Nanomaterials (such as nanosilica, carbon nanotubes and graphene derivatives) can act as a complement to traditional fibers, further reinforcing fibrous cementitious materials, through mechanisms that restrict the initiation and propagation of cracks at the nanometer scale, as well as providing an extremely high specific surface area for interaction with cement hydration products. Among the nanomaterials, graphene oxide (GO) has an enormous potential for application in cementitious composites. In this work, tests were carried out with the addition of GO produced and patented at CTNano/UFMG in cement pastes class CP-III-RS-40. The objective was to evaluate the mechanical properties of cement pastes with the addition of GO, at the levels of 0.03% and 0.05%. Among the addition levels analyzed, the content of 0.05%GO allowed to obtain the best results at 28 days of curing. Increases of 19.40%, 16.86%, 27.37% and 21.55% were obtained in the modulus of elasticity, flexural tensile strength, fracture toughness and fracture energy, respectively. In view of these results, it can be inferred that GO has the potential to be applied in civil construction, aiming the improvement of the mechanical properties and fracture parameters of cement pastes.

RESUMO Os nanomateriais (nanosílica, nanotubos de carbono e derivados do grafeno) vêm sendo investigados como potenciais adições capazes de reforçar a matriz cimentícia, principalmente em relação à resistência à tração, por meio dos mecanismos de restrição à iniciação e à propagação das fissuras na escala nanométrica. Como uma nova classe de nanomaterial em escala bidimensional, o óxido de grafeno (OG) tem recebido grande atenção no meio científico devido à sua elevada superfície específica, boa dispersão em água, condutibilidade térmica e elétrica, elevado módulo de elasticidade, além de elevada resistência à tração. Contudo, tem-se conhecimento de que a adição de nanomateriais em matrizes cimentícias pode provocar alterações na cinética da reação de hidratação do cimento. Isso ocorre devido à elevada superfície específica dos nanomateriais, que requer uma grande quantidade de água no preparo das pastas, influenciando diretamente na velocidade da reação de hidratação e no calor total acumulado. Com base nisto, buscou-se, neste trabalho, investigar os efeitos da adição do óxido de grafeno sobre o perfil térmico e calor de hidratação de pastas de cimento Portland. Foram realizados ensaios com adição de óxido de grafeno produzido e patenteado no CTNano/UFMG1 em pastas de cimento de classe CP-III-RS-40, nos teores de 0,03%OG e 0,05%OG. No ensaio de calorimetria, foram observados aumentos no pico de temperatura para as pastas de cimento com adição de OG, bem como redução do tempo de pico, o que indica que este nanomaterial de fato altera a cinética da reação de hidratação do cimento, tanto pelo efeito acelerador de pega decorrente do pH ácido da solução de OG, como pelo efeito de adsorção de moléculas de água e componentes do cimento pelos grupos funcionais de oxigênio, o que aumenta a taxa de reação.

ABSTRACT Nanomaterials (nanosilica, carbon nanotubes and graphene derivatives) have been investigated as potential additions capable of reinforcing the cement matrix, mainly in relation to tensile strength, through the mechanism of restriction to the inicitation and propagation of cracks at the nanometer scale. As a new class of nano-material on a two-dimensional scale, graphene oxide (GO) has received great attention in the scientific field due to its high specific surface, good dispersion in water, thermal and electrical conductivity, high modulus of elasticity, in addition to high tensile strength. However, it is known that the addition of nanomaterials in cementitious matrices can cause changes in the kinetics of the cement hydration reaction. This is due to the high specific surface of nanomaterials, which requires a large amount of water in the preparation of the pastes, influencing the hydration reaction rate and the total accumulated heat. Based on this, the aim of this work was to investigate the effects of the addition of graphene oxide on the thermal profile and hydration heat of Portland cement pastes. Tests were carried out with the addition of graphene oxide produced and patented at CTNano/UFMG in cement pastes class CP-III-RS-40, at levels of 0.03%GO and 0.05%GO. In the calorimetry test, increases in the peak temperature were observed for the cement pastes with the addition of GO, as well as a reduction in peak time, which indicates that this nanomaterial actually changes the kinetics of the cement hydration reaction, both by the accelerating effect of setting due to the acidic pH of the GO solution, and by the adsorption effect of water molecules and cement components by the oxygen functional groups, which increases the reaction rate.

RESUMO A adição de óxido de grafeno (OG) em materiais cimentícios permite a obtenção de compósitos mais resistentes e duráveis, com menor carga de poluentes associada à sua produção. Pesquisas anteriores demonstraram que a adição de nanomateriais à pasta de cimento pode provocar o aumento nos parâmetros reológicos de viscosidade e limite de escoamento. Este estudo teve como objetivo investigar as alterações no comportamento reológico de pastas de cimento devido à adição de OG. De forma a cumprir este objetivo, foram realizados testes com OG produzido e patenteado no CTNano/UFMG (Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno da Universidade Federal de Minas Gerais) nos teores de 0,03% e 0,05%, sobre pastas de cimento de classes CP-III e CP-V. Foram utilizados dois métodos de análise, o mini-slump e a reometria rotacional de fluxo. No ensaio de mini-slump, foram obtidas reduções no raio de espalhamento de 42,94% (CP-III) e de 23,34% (CP-V) em relação às amostras de referência, considerando a adição de 0,05%OG. Para este mesmo percentual de adição e utilizando o reômetro, foram obtidos aumentos na viscosidade de 125,49% (CP-III) e 31,51% (CP-V) e aumentos de 82,24% (CP-III) e 38,87% (CP-V) no limite de escoamento. Ambas as técnicas utilizadas se mostraram eficientes na determinação da influência da adição do OG sobre a reologia das pastas de cimento, e apontaram para um aumento na viscosidade da pasta à medida que uma maior quantidade de OG é incorporada à mistura. A diferença principal entre as técnicas apresentadas está na qualidade dos resultados obtidos. Enquanto a reometria rotacional de fluxo é um método mais sofisticado e produz um relatório de resultados mais completo e preciso, a técnica de mini-slump tem como vantagem permitir a visualização dos efeitos das adições sobre a fluidez e a consistência das pastas de cimento.

ABSTRACT The addition of graphene oxide (GO) in cementitious materials makes it possible to obtain more resistant and durable composites, with lower pollutant load associated with their production. Previous research has shown that the addition of nanomaterials to the cement paste can cause a reduction in the rheological parameters of viscosity and yield stress. This study aimed to investigate changes in the rheological behavior of cement pastes due to GO addition. In order to fulfill this objective, tests were carried out with GO produced and patented at CTNano / UFMG (Technology Center for Nanomaterials and Graphene at the Federal University of Minas Gerais) in the contents of 0.03% and 0.05%, on cement pastes classes CP-III and CP-V. Two methods of analysis were used, the mini-slump and the rotational flow rheometry. In the mini-slump test, reductions in the spreading radius of 42,94% (CP-III) and 23,34% (CP-V) were obtained in relation to the reference sample, considering an addition of 0.05%GO. For this same percentage of addition and using the rheometer, increases of 125,49% (CP-III) and 31,51% (CP-V) in viscosity were obtained, as well as increases of 82,24% (CP-III) and 38,87% (CP-V) in the yield stress. Both techniques used proved to be efficient in determining the influence of the addition of GO on the rheology of cement pastes, and pointed to an increase in the viscosity of the paste as a greater amount of GO is incorporated into the mixture. The main difference between the techniques presented is in the quality of the results obtained. While rotational flow rheometry is a more sophisticated method and produces a more complete and accurate results report, the mini-slump technique has the advantage of allowing the visualization of the effects of additions on the fluidity and consistency of cement pastes.

ABSTRACT Nanotechnology can significantly improve the mechanical strength and durability of concrete. At the nanoscale, good dispersion of constituent materials is an essential factor for the improvement of concrete properties. In this scenario, the objective of this research was to evaluate the mechanical properties of high performance concrete containing stabilized nano-silica. The incorporation of nano-silica to the polycarboxylate chemical admixture allowed its application in concrete, since the nano-silica was evenly dispersed in the concrete mass. For this study, three different concretes were employed: a reference concrete, one containing stabilized nano-silica and another containing a mixture of silica fume and stabilized nano-silica. The evaluated concrete mechanical properties were the axial compressive strength and secant modulus of elasticity measured in three different ages. The results indicated a substantial increase in concrete compressive strength and modulus of elasticity with the addition of stabilized nano-silica combined with a reduction in cement content. The results also showed that use of stabilized nano-silica proved to be very advantageous, especially when mixed with silica fume. When they were combined, a synergy effect occurred in the concrete that was of chemical nature in addition to the physical effect of better concrete particle packaging. Analysis by scanning electron microscopy showed the improvement in microstructure of concretes with stabilized nano-silica, which contributed to gains in mechanical properties.

OBJETIVO: Avaliar comparativamente a pressão intraocular (Po) e a rigidez ocular (E) antes e após 1, 3, 6 e 24 meses em olhos submetidos a LASIK. MÉTODOS: Foram avaliados a Po (pela tonometria de aplanação de Goldmann - TAG e pela tonometria diferencial com os pesos 5,5 e 10 g do tonômetro de Schioetz (ST) e E (pela tonometria diferencial) antes e após 1, 3, 6 e 24 meses em 23 olhos submetidos a LASIK. Foram também avaliados o volume de depressão corneana (Vc) e a pressão tonométrica (Pt) com o tonômetro de Schioetz repousando sobre o olho. RESULTADOS: Os valores médios da Po (TAG) 6 e 24 meses após o LASIK foram menores que os obtidos antes e 1 e 3 meses após o LASIK. Os valores médios de E foram significativamente inferiores após 1, 3, 6 e 24 meses após o LASIK que antes da cirurgia. A redução da espessura central da córnea pelo LASIK causou aumento dos valores médios de Vc e diminuição dos de Pt. Por sua vez, essas alterações de Vc e Pt foram as responsáveis pelos menores valores das medidas de Po (TAG) e de E. CONCLUSÕES: A cirurgia por LASIK diminui os valores da leitura da Po medida pelo tonômetro de Goldmann, porém não altera os valores de Po obtidos pela tonometria de Schioetz. A cirurgia também diminui a rigidez ocular. As medidas da Po (TAG) apresentaram menores valores 6 e 24 meses após o Lasik. A avaliação da Po pelo ST parece ser mais confiável que pelo TAG. Observou-se estabilização dos valores de Vc, Pt and E seis meses após o LASIK.

PURPOSE: To assess the intraocular pressure (IOP) and ocular rigidity (E) at 1, 3, 6 and 24 postoperative months in eyes that underwent LASIK. METHODS: The IOP measured by Goldmann applanation tonometer (GAT) and by the 5.5 and 10 gm. weights of a standardized Schioetz tonometer (ST) and the E measured by differential tonometry (the 5.5 and 10 gm. of ST) were assessed before and after LASIK (at 1, 3, 6 and 24 month) in 23 eyes. The volume of the corneal indentation (Vc) and IOP with ST resting on the eye (tonometric pressure - Pt) were also evaluated. RESULTS: The average IOP (GAT) at 6 and 24 months after LASIK was lower than at 1 and 3 months and before LASIK. A statistically significant difference of E was found at 1, 3, 6 and 24 months. The reduction of the central corneal thickness (CCT) by LASIK was the cause of increasing values of Vc and decreased values of Pt. In turn, the changes in Vc and Pt were responsible for the lower IOP measurements by GAT and E changes. CONCLUSIONS: LASIK reduces IOP readings by GAT but not the ones by ST (differential tonometry). LASIK also diminishes E. IOP (GAT) values are lower at 6 and 24 months. IOP evaluation by ST is more accurate than that by GAT. At 6 months, Vc, Pt and E parameters are stabilized (no changes relatively to 24 months measurements.