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Desenvolvimento de agente biológico para autocicatrização em matrizes cimentícias
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Universidade Federal de Lavras
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Escola de Ciências Agrárias – ESAL
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Este trabalho teve como objetivo avaliar o uso de Pythium spp. como um agente autocicatrizante em matrizes cimentícias, uma vez que ele é composto por celulose, que atrai Ca2+ e favorece a formação de CaCO3, podendo também atuar como reforço. Para atenuar a inibição dos nutrientes batata e dextrose (BD), utilizou-se CaCl2, sendo necessário que o Pythium se desenvolvesse em meios com CaCl2 e pH alcalino, uma vez que a matriz cimentícia possui pH>10. Adotou-se a concentração de 100% (24g/L) de BD, conforme indicado. Para avaliar a autocicatrização, o Pythium foi inoculado em fissuras em corpos de prova (CP) de argamassa (a/c 0.3), criadas por uma serra metálica (0,3 mm), e a autocicatrização foi visualizada aos 3, 7, 28 e 56 dias após a inoculação. Além disso, produziram-se CP com 1% de fibras de polipropileno, fissurados em ensaio de flexão, e realizaram-se testes de recuperação de área (RA), absorção de água (AA), recuperação de carga (RC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de elétrons (EDS) em 7, 28 e 56 dias. A espécie Pythium aphanidermatum foi identificada por meio de PCR (reação em cadeia da polimerase). Com relação ao CaCl2, aos 7 dias, os tratamentos de 0% e 25% foram estatisticamente iguais, enquanto aos 14 dias houve uma constante até 150%. O agente biológico desenvolveu-se bem em pH10. A curva de inibição BD 24g/L mostrou ser inapropriada para matriz cimentícia, enquanto o índice de inibição BD 6g/L obteve Inibição Baixa em 150%, 175% e 200%. O meio apropriado preconizado foi de 6g/L de BD com 150% de CaCl2. A termogravimetria derivada (DTG) confirmou que o Pythium é basicamente celulose. A vedação iniciou-se em 3 dias e evoluiu totalmente até 56 dias, com 105% de RC, 98,43% de RA e redução na AA. A MEV e a EDS evidenciaram a hifa carbonatada e cristais de carbonatos, aluminatos e C-S-H na região fissurada, sugerindo a presença do Pythium aphanidermatum como um agente autocicatrizante promissor.
Abstract
The objective of this work was to evaluate Pythium spp. as a self-healing agent in cementitious matrices since it is composed of cellulose and that these attract Ca2+ which favor the formation of CaCO3, in addition, it would also act as a reinforcement. CaCl2 was used to attenuate nutrient potato and dextrose (BD) inhibition. Pythium has to develop in media with CaCl2 and alkaline pH, as the matrix has pH>10. 100% (24g/L) BD concentration was adopted, which is indicated. To evaluate self-healing, Pythium was inoculated into cracks in mortar test specimens (CP) (w/c 0.3), made using a metal saw (0.3 mm) after 14 days, visualized at 3, 7, 28 and 56 days after agent inoculation. CP were also produced with 1% polypropylene fibers, cracked in a flexion test and area recovery (RA), water absorption (AA), load recovery (RC), SEM and EDS tests were performed in 7, 28 and 56 days. Identification by PCR (polymerase chain reaction) determined the species Pythium aphanidermatum. Regarding CaCl2, at 7 days, the 0% and 25% treatments were statistically the same. At 14 days, it was constant up to 150%. The biological agent has developed to pH10. The BD 24g/L inhibition curve showed that it is inappropriate in cementitious matrix. The BD 6g/L inhibition index obtained Low Inhibition at 150%, 175% and 200%. The appropriate recommended medium was 6g/L of BD with 150% CaCl2. DTG confirmed that Pythium is basically cellulose. The sealing starts in 3 days and evolves completely up to 56 days. With 105% CR, 98,43% RA and AA reduction. SEM and EDS showed carbonate hyphae and crystals of carbonates, aluminates and C-S-H in the fissured region. All these factors show Pythium aphanidermatum. promising as a self-healing agent.
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Citação
MESQUITA JÚNIOR, Laércio. Desenvolvimento de agente biológico para autocicatrização em matrizes cimentícias. 2023. 98 p. Tese (Doutorado em Engenharia de Biomateriais) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.