Effect of Hydrogel Nanocomposites on the Fresh and Hardened Properties of Cementitious Pastes

Abstract

Cement is a material widely used in civil construction due to its physical and chemical properties, ensuring a good performance. Some polymeric materials, such as hydrogels, have been frequently added to improve these properties and mitigate autogenous retraction in cementitious matrices. This paper aimed to evaluate the influence of polymeric hydrogel on the fresh and hardened properties of cementitious pastes (water/binder ratio = 0.35). Fresh properties results showed that the consistency and exudation indexes of these matrices decreased with an increase in the amount of hydrogel. The values of the bulk density of all cementitious matrices are around 2.1–2.2 g cm−3. Matrices containing up to 1.0% of hydrogel have satisfactory mechanical properties, reaching compressive strength of 60 MPa for 112 days of curing age. From these results, it is possible to conclude that hydrogels are promising materials for civil engineering applications, acting mainly as a filler and hydroretentor agent.

Efeitos da adição de nanocompósito híbrido baseado em hidrogel de polissacarídeo e nanoargila nas propriedades nos estados fresco e endurecido de argamassas cimentícias

“…Mediante estas condições, vêm sendo desenvolvidos e aplicados novos materiais com o intuito de melhorar as propriedades físicas e mecânicas, reduzindo patologias que possam comprometer a durabilidade e o desempenho destes materiais cimentícios [4]. Uma das alternativas se refere à aplicação de aditivos químicos como parte integrante das dosagens destes materiais [5], pois uma das vantagens está no fato de que sua aplicação pode alterar a relação água/ aglomerante, sem modificar a dosagem dos demais materiais constituintes, o que melhora as propriedades mecânicas e mantém a trabalhabilidade dessas argamassas [6,7]. Como o endurecimento e ganho de resistência destes materiais se efetivam a partir de reações de hidratação do cimento com a água, a produção de compósitos cimentícios recebe destaque principalmente ao que concerne aos procedimentos de cura dos materiais cimentícios [8,9], pois, além do tradicional método de cura por imersão, existem alternativas que atuam internamente junto à microestrutura do material cimentício, disponibilizando uma certa quantidade de água para melhorar a hidratação das partículas de cimento, evitando assim perda de umidade relacionada à evaporação para o meio externo [10].…”