BR112020016326A2 - Composição de concreto, e, método para preparar a composição de concreto - Google Patents

Abstract

o presente fornece uma mistura e composição de concreto e argamassa lá ou com areia de baixa qualidade, como areia de deserto, aglutinante hidráulico (cimento) e celulose filamentosa, onde a areia de deserto/areia esférica substitui as areias de rio convencionais de concreto. a presente divulgação também relaciona uma celulose filamentosa, como nanofilamentos de celulose (cf), nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (cnf) e celulose microfibrilada (mfc) como aditivo de adesão de concreto/argamassa e areia com ligante hidráulico (cimento) e um método ou fazer o concreto. esse método também relaciona, um método impede os grãos de areia deslizantes ou individuais um contra o outro e, desse modo, contribui para a estabilização ou para os materiais de construção.

Description

1 / 47 COMPOSIÇÃO DE CONCRETO, E, MÉTODO PARA PREPARAR A

COMPOSIÇÃO DE CONCRETO REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] O presente pedido reivindica benefício do Pedido Provisório US Nº 62/629.851 depositado em 13 de fevereiro de 2018, cujo conteúdo está incorporado a este documento por referência em sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente divulgação refere-se geralmente ao uso de areia de baixa qualidade, como areia do deserto/areia esférica e materiais de celulose filamentosa em materiais de concreto e argamassa.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[003] O agregado miúdo (areia), o agregado graúdo (cascalho) e o aglutinante hidráulico (cimento) são as principais matérias-primas utilizadas na produção de concreto e argamassa que, quando combinadas com a água, produzem materiais de construção muito comuns. Dessas três matérias- primas, os agregados - areia e cascalho - constituem a maior porcentagem dos insumos primários de materiais (28,6 gigatoneladas por ano em 2010) e são o grupo de materiais mais extraído em todo o mundo (Torres et al., 2017, Science, 357: 970-971). A areia não é homogênea, que é classificada de acordo com a forma e tem configurações de oblonga, acentuadamente angular a quase esférica e lisa. Areias de média a grossa, com superfícies rugosas e um formato acentuadamente angular, como areia da margem do rio ou grão de areia costeira, são favoráveis para a fabricação de concreto. A areia do deserto, por outro lado, é classificada como areia fina com um formato esférico e quase oblongo e uma superfície lisa; é considerada inadequado para uso em concreto e cimento ou para o empilhamento de novas terras no mar.

[004] Areia de rio ou areia britada de rocha é a principal escolha de agregados miúdos para a fabricação de concreto. No entanto, a areia de rio e a areia da praia foram amplamente exauridas devido às enormes demandas da

2 / 47 indústria da construção no mundo inteiro. A dragagem de areia marinha de praias, ilhas e oceanos pode ser usada para fazer concreto, mas requer lavagem intensiva para remover o alto teor de sal, a fim de evitar a corrosão do concreto, especialmente com concreto armado com aço. A dragagem no fundo do mar cria extensos danos ambientais e também causa tempestades de areia sufocantes, a morte de organismos, a destruição de recifes de coral e outros habitats e altera os padrões de circulação da água. Em alguns cenários extremos, a exploração excessiva do suprimento global de areia está colocando em risco as comunidades e promovendo conflitos violentos pela dragagem ilegal da areia.

[005] Para superar essa crise de escassez de areia de rio/angular, esforços foram empregados para o uso de areia do deserto como areia de construção em todo o mundo. O documento WO 84/02520 ensina um método de utilização de areia de quartzo como matéria-prima para alimentar uma sinterização a 1400-1650°C que é então moldada. Os corpos obtidos desta maneira podem ser utilizados como ladrilhos, ladrilhos, tijolos de telhas e como outros materiais de construção. No entanto, eles não são um substituto para os agregados de granulação miúda no concreto.

[006] O documento US 2017/0152176 descreve um método de utilização de tratamento térmico para derreter areia do deserto para formar produtos intermediários de placa fina. As placas finas de areia derretida do deserto foram então esmagadas para obter uma superfície grossa e cascalho angular semelhante à areia de rio natural, marinha ou areia artificial britada de pedra. A areia do deserto foi aquecida até pelo menos 1700°C até o ponto de fusão de areia do deserto. O resultado desejado requer temperaturas de até 1810°C, que é uma abordagem que necessita de consumo elevado de energia. A US 2017/0152176 também ensina um método para produzir a temperatura de fusão através da combinação com raios solares; no entanto, a temperatura não pode ser ajustada com precisão.

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[007] O documento CN1062535 ensina um método de usar areia do deserto para a construção de estradas, em que um silicato de sódio (vidro líquido) contendo óxido de sódio (Na2O) e sílica (dióxido de silício, SiO2) é usado para substituir o cimento como pasta para colar o agregado de areia do deserto. O aditivo de mistura de vidro líquido deve ser aquecido até 80°C para obter as propriedades de resistência à água necessárias.

[008] O documento WO 2011/132841 descreve um material de cura constituído por séries de sais inorgânicos que ligam solo, resíduos industriais, areia marinha e areia do deserto. O sal de cura inclui cloreto de magnésio, cloreto de sódio, cloreto de potássio, cloreto de cálcio, sulfato de sódio, trifosfato de sódio e lignosulfonato de sódio.

[009] O documento DE202006012396 descreve um método para produzir concreto polimérico com areia do deserto usando até 18% de resina sintética, como resina de poliéster, resinas metilmetacrílicas, resinas epóxi ou outras resinas reativas como aglutinantes com outros aditivos químicos e coaceleradores. O concreto polimérico é diferente do concreto convencional usado em materiais de construção devido ao alto teor de resina sintética.

[0010] Os documentos CN 105036651 e CN 105036652 ensinam um método para usar areia do deserto para substituir parte da areia de construção normal, aumentando o requisito de cimento para garantir a ligação entre o agregado de cimento e areia. Cinza volante e agentes redutores de água também foram usados nas misturas de cimento/concreto descritas.

[0011] O documento CN 106699218 descreve um método de utilização de areia do deserto, cimento, gesso, óxido de cálcio (cal virgem) e um agente formador de espuma para misturar com água. O aditivo de mistura foi moldado e endurecido por um determinado período. Em seguida, o tijolo endurecido é curado com vapor pressurizado para formar um tijolo de concreto para aplicação em construção.

[0012] A fim de desenvolver desempenho mecânico superior e

4 / 47 durabilidade dos compostos de concreto, foram feitos esforços para incorporar objetos de tamanho nanométrico (óxidos de nanometal, nanoargilas, nanofibras de carbono e nanotubos de carbono, etc.) no concreto para manipular sua nanoestrutura e controlar seu comportamento macro.

[0013] Ainda é necessário fornecer métodos que ofereçam uma solução econômica, que possa ser produzida em massa e que seja ambientalmente correta para atender à demanda mundial por areia de construção de alta qualidade, o que requer um formato angular acentuado com superfícies rugosas. Além disso, é necessário fornecer meios de usar o enorme volume de areia do deserto disponível para a produção de concreto, para o uso na recuperação de novas terras e para a produção de concreto de alta qualidade com areia de baixa qualidade.

SUMÁRIO

[0014] De acordo com um aspecto, é fornecida uma composição de concreto que compreende um aglutinante hidráulico; uma areia com um módulo de finura abaixo de 2,9; e uma celulose filamentosa.

[0015] Em uma modalidade, a areia tem um módulo de finura abaixo de 2,11.

[0016] Em uma modalidade adicional, a areia é uma areia do deserto ou uma areia de Ottawa.

[0017] Em outra modalidade, a areia do deserto é areia amarela do deserto, areia de dunas, areia do deserto do Catar, areia do deserto de Gobi, areia vermelha do deserto, areia preta do deserto ou uma combinação destas.

[0018] Em uma modalidade adicional, a celulose filamentosa é um filamento de celulose (CF), nanofilamento de celulose, uma nanofibrila de celulose (CNF) ou uma celulose microfibrilada (MFC).

[0019] Em uma modalidade, a celulose filamentosa tem um comprimento médio de até cerca de 2 mm e uma largura média de cerca de 3 nm a cerca de 500 nm.

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[0020] Em outra modalidade, o aglutinante hidráulico é selecionado do grupo que consiste em um cimento Portland, um cimento de alta alumina, um cimento de cal, um cimento de pó de forno, um cimento de alto fosfato, um cimento de escória alto-forno granulado moído, cinzas volantes, cal, gesso e combinações destes.

[0021] Em uma modalidade específica, o aglutinante hidráulico é um cimento Portland.

[0022] Em uma modalidade, a celulose filamentosa para aglutinante hidráulico está em uma % em peso inferior a 5% em peso do aglutinante hidráulico.

[0023] Em outra modalidade, a % em peso de celulose filamentosa para o ligante hidráulico está na faixa de 0,05% a 2,5% em peso.

[0024] Numa modalidade, a composição aqui descrita compreende ainda um agregado graúdo.

[0025] Em uma modalidade, o agregado graúdo é cascalho, bruto, silicato, argila, óxido de metal, hidróxido de metal ou uma mistura destes.

[0026] Em uma modalidade alternativa, o agregado graúdo está em um intervalo de tamanhos médios de partículas de cerca de 5 mm a cerca de 40 mm.

[0027] Em uma modalidade, a composição descrita neste documento compreende ainda uma areia com um módulo de finura superior a 2,9.

[0028] Em outra modalidade, a areia com um módulo de finura superior a 2,9 é uma areia natural.

[0029] Em uma modalidade, a areia natural é uma areia de rio, areia de margem de rio, areia de praia ou uma combinação das mesmas.

[0030] Em outra modalidade, a areia com um módulo de finura superior a 2,9 é uma areia Lafarge.

[0031] Em uma modalidade, a composição é uma mistura de concreto/argamassa, uma mistura de concreto, uma mistura de argamassa,

6 / 47 uma composição de argamassa ou um aditivo de adesão à areia de concreto/argamassa.

[0032] É fornecido ainda um método para preparar uma composição de concreto que compreende fornecer um aglutinante hidráulico; fornecer uma areia com um módulo de finura abaixo de 2,9; fornecer uma celulose filamentosa; e misturar o aglutinante hidráulico, a areia do deserto e a celulose filamentosa, em que a celulose filamentosa cria uma rede aderente ao aglutinante hidráulico e à areia.

[0033] Em uma modalidade, o método descrito neste documento compreende ainda adicionar um agregado graúdo.

[0034] Em uma modalidade, o método descrito neste documento compreende ainda adicionar um aditivo e uma areia com um módulo de finura superior a 2,9.

[0035] Em outra modalidade, o método descrito neste documento compreende ainda curar e moldar a composição de concreto.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0036] Será feita referência agora às figuras anexas.

[0037] A Figura 1 ilustra micrografias ópticas de areia de diferentes fontes com ampliação de 25x (A) areia amarela do deserto, tipicamente dos desertos de Gobi, do Saara, Karakum, de Thar, de Lute, da Arábia e de Mojave; (B) areia de rio; (C) areia de Ottawa; (D) areia de dunas; (E) areia de construção Lafarge; (F) areia do deserto do Catar; (G) areia do deserto de Gobi; (H) areia vermelha do deserto, tipicamente dos desertos da Austrália, da Namíbia, do Kalahari, Madagascar Spiny e Sonora; e (l) areia preta do deserto, dos desertos de Kalahari, KaraKum, de Sechura, de ilhas nos Oceanos Pacífico e Índico.

[0038] A Figura 2 é um ensaio de peneiramento de areia de acordo com (ASTM C136 -01), mostrando em (A) porcentagem cumulativa de passagem versus tamanho de partícula e (B) fração individual retida versus

7 / 47 tamanho de partícula, em que 1: areia de construção Lafarge; 2: areia de Ottawa; 3: areia amarela do deserto; 4: areia de dunas; 5: areia do deserto do Catar; 6: areia do deserto de Gobi; 7: areia vermelha do deserto e 8: areia preta do deserto.

[0039] A Figura 3 é uma fotografia de um teste de mesa de fluxo configurado com um cilindro de metal (à esquerda, dimensões de 5,1 cm de diâmetro x 5,1 cm de altura, volume de 104 cm3) usado no teste e uma amostra de composição de concreto no lado direito de acordo com uma modalidade, em que o aditivo de mistura de concreto nesta imagem consiste em cimento, areia do deserto e 0,3% de CF versus a razão de aglutinante de cimento, em que a razão água/cimento (W/C) é 1 e a razão areia/cimento (S/C) é 2.

[0040] A Figura 4 é uma fotografia que mostra a fluidez do cimento e da argamassa de areia na razão água/cimento de 1, na razão areia/cimento de 2, em que a amostra (1) foi argamassa feita com areia amarela do deserto (com um diâmetro de fluidez de 21,3 cm); a amostra (2) foi feita de areia do deserto e 0,14% de CF por cimento (com 15,5 cm de diâmetro) de acordo com uma modalidade; a amostra (3) foi feita de areia amarela do deserto e 0,275% de CF por cimento, de acordo com uma modalidade; a amostra 4 foi feita com areia amarela do deserto e 1,4% de CF por cimento, de acordo com uma modalidade; e a amostra 5 foi argamassa de cimento feita com areia de rio sem CF (com 15,1 cm de diâmetro).

[0041] A Figura 5 é uma fotografia de amostras de argamassa seca com areia do deserto da Figura 4, em que a amostra 1 é argamassa seca feita de areia amarela do deserto apresentando rachaduras; as amostras 2, 3, 4 são amostras de argamassa seca feitas de areia amarela do deserto com CF, que mantêm seus formatos sem apresentar rachaduras.

[0042] A Figura 6 são fotos de microscópio de uma amostra de argamassa com uma ampliação de 25x, razão W/C de 1, em que, em (A) a

8 / 47 amostra foi feita com cimento e areia amarela do deserto, livre de filamentos de celulose, apresentou rachaduras; em (B) a amostra foi feita com cimento, areia amarela do deserto e 0,3% de CF por cimento, de acordo com uma modalidade; e em (C) a amostra é uma argamassa seca feita com areia de rio.

[0043] A Figura 7 é uma fotografia que mostra quatro amostras de teste de mesa de fluxo, cada uma preparada com uma razão água/cimento de 0,63 e uma razão areia/cimento de 2; em que a amostra 1 foi feita de areia amarela do deserto e livre de filamentos de celulose; a amostra 2 foi feita de areia amarela do deserto e 0,1% de CF por cimento, de acordo com uma modalidade descrita neste documento; a amostra 3 foi feita de areia amarela do deserto e 0,3% de CF por cimento, de acordo com uma modalidade descrita neste documento; e a amostra 4 foi feita a partir de areia amarela do deserto e 0,70% de CF por cimento, de acordo com uma modalidade descrita neste documento.

[0044] A Figura 8 são fotografias de cimento e argamassa de areia amarela do deserto com diferentes tipos de nano/micro filamentos de celulose, W/C = 1, em que (1) é a amostra de controle feita com cimento e areia do deserto sem CF; misturas de cimento e argamassa de areia amarela do deserto com (A1): 1,5% de CF; (A2): 3% de CF; (B1): 1,5% de MFC1; (B2): 3% de MFC1; (C1): 1,5% de CNF; (C2): 3% de CNF; (D1): 1,5% de MFC2; e (D2): 3% de MFC2.

[0045] A Figura 9 representa diferentes tipos de mistura de areia com CF (0,5% e 1%), em que, em (A) da esquerda para a direita, areia Ottawa, areia de rio, areia vermelha do deserto, areia amarela do deserto, areia preta do deserto; em (B) areia de Ottawa se liga com diferentes razões de CF e em (C) microestrutura com caracterização SEM de areia amarela do deserto com 1% de CF, em que pode-se observar claramente que a CF forma uma rede de ligação na superfície do grânulo de areia do deserto para impedir o deslizamento de grãos de areia individuais um contra o outro.

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[0046] A Figura 10 são fotografias SEM, mostrando em (A) argamassa de areia do deserto com baixa adesão entre a pasta de cimento e os grãos de areia; em (B) adesão de CF com cimento e areia do deserto na zona de transição de interação entre fases (ITZ); em (C) rede de CF na argamassa de cimento e areia do deserto com 0,25% de CF; e em (D) a observação de CF (0,25%) fornece adesão adequada para ancorar as partículas de cimento e a areia do deserto para formar uma rede 3D para reter as partículas de areia e impedir o deslizamento de grãos de areia individuais uns contra os outros na zona de transição de interação (ITZ).

[0047] A Figura 11 é um histograma de abatimento versus razão de água/cimento da mistura de concreto fresco com diferentes tipos de areia, em que (1): areia Lafarge, (2): areia Ottawa, (3): areia amarela do deserto e (4): areia de dunas. Em que o abatimento da areia de Ottawa (2) é de 75 mm com razão água/cimento de 0,41; e com W/C de 0,42, o abatimento da areia de Ottawa atingiu 109 mm, enquanto o abatimento da areia Lafarge (1) é de apenas 18 mm; com W/C de 0,48, o abatimento da areia de Ottawa é de 197, enquanto o abatimento da areia Lafarge (1) é de 73mm.

[0048] A Figura 12 mostra o fluxo de calor de hidratação e a hidratação cumulativa em misturas de argamassa com (A) areia Lafarge, W/C = 0,485; S/C = 2; em (B) areia de Ottawa, W/C = 0,41, S/C = 2; e em (C) areia amarela do deserto, W/C = 0,485; S/C = 2

[0049] A Figura 13 mostra a resistência à compressão versus o tempo de cura da mistura de concreto com diferentes razões de CF, usando areia Lafarge.

[0050] A Figura 14 mostra a resistência à compressão versus o tempo de cura da mistura de concreto com diferentes razões de CF, usando areia de Ottawa.

[0051] A Figura 15 mostra a resistência à compressão versus o tempo de cura da mistura de concreto com diferentes razões de CF, usando areia do

10 / 47 deserto.

[0052] A Figura 16 mostra a resistência à compressão versus o tempo de cura da mistura de concreto com diferentes razões de CF, usando areia de dunas.

[0053] A Figura 17 mostra a resistência à tração na flexão da mistura de concreto, aos 28 dias de cura, em que a amostra (1) é areia Lafarge, (2) areia de Ottawa, (3) areia amarela do deserto e (4) areia de dunas.

[0054] A Figura 18 mostra a resistência à decomposição da mistura de concreto, aos 28 dias de cura, em que a amostra (1) é areia Lafarge, (2) areia de Ottawa, (3) areia amarela do deserto e (4) areia de dunas.

[0055] A Figura 19 é uma fotografia que mostra a superfície de ruptura do concreto armado com CF com areia de construção regular, em que (A) é uma fotografia de concreto sem adição de CF, ilustrando uma superfície de fratura mostrada por muitos pontos brancos, indicando que a quebra ocorreu na zona de transição interfacial (ITZ) entre pasta de cimento e agregados; (B) é uma fotografia de concreto com 0,25% de CF por cimento, ilustrando a superfície da fratura com alguns pontos pretos, indicando que a quebra ocorreu entre os agregados; e (C) é uma fotografia de concreto com 0,5% de CF, a superfície da fratura tem mais pontos pretos, o que indica que mais agregados graúdos foram quebrados.

[0056] A Figura 20 é uma fotografia que mostra a superfície de fratura por tração partida do concreto com areia de construção regular e adição de CF em que em (A) 0% de CF, com baixa adesão, e em (B) concreto com areia de rio e 0,5% de CF, com melhor adesão entre pasta de cimento e agregados graúdos na ITZ.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0057] É fornecido neste documento o uso de areia de baixa qualidade, como areia do deserto/areia esférica e materiais de celulose filamentosa em materiais de concreto e argamassa.

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[0058] É fornecida uma composição de concreto que compreende um aglutinante hidráulico; uma areia com um módulo de finura abaixo de 2,9; um agregado graúdo e uma celulose filamentosa.

[0059] Por conseguinte, é demonstrado neste documento que a areia do deserto se liga a cimento e filamentos de celulose (CF), nanofilamento de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) para produzir concreto, usando assim um substituinte como nanomateriais de celulose filamentosa que são ambientalmente corretos e abundantes.

[0060] Antes da presente divulgação, nenhum filamento de celulose (CF), nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) foram utilizados como aditivo para a fabricação de concreto a partir de areia de baixa qualidade, como areia do deserto.

[0061] Assim, é fornecido o uso de filamentos de celulose (CF), nanofibrilas de celulose (CNF), celulose microfibrilada (MFC) e celulose em concreto e argamassa e, mais particularmente, é divulgada uma mistura de concreto/argamassa, uma composição de concreto/argamassa compreendendo areia do deserto/areia esférica e materiais de celulose filamentosa. Como descrito neste documento, o uso de filamentos de celulose (CF), nanofilamento de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF), celulose microfibrilada (MFC) e celulose impede o deslizamento de grãos de areia individuais um contra o outro e, portanto, contribui de maneira semelhante para a estabilização dos materiais de construção.

[0062] Foi relatado o uso de nanofibra de celulose como modificador para reologia, cinética de hidratação e desempenho mecânico (Sun et al., 2016, Scientific Reports, 6: 31654; Jiao et al., 2016, PLOS ONE DOI:

10.1371/journalpone.0168422). Hisseine et al. (2018, Journal of Materials in Civil Engineering, 30 (6)) descobriram que o filamento de celulose afetou negativamente a resistência à compressão da pasta de cimento, onde se acreditava que o ar estava entrando na pasta de cimento com adição de

12 / 47 filamento de celulose, mas melhorou a resistência à compressão e a capacidade de tração na flexão no concreto autoadensável (SCC), principalmente devido a nanoreforço e a cura interna. Cao et al. (2015, Cement Concrete Composites, 56, 73-83) relataram um aumento nas demandas de água e superplastificante adicionando CNC (nanocristais de celulose) na mistura de concreto e resistência à tração na flexão melhorada de 20 a 30% em uma dosagem ideal de CNC de 0,2% em peso devido a um grau de hidratação aprimorado e à diminuição da trabalhabilidade com a adição de CNC. Peters et al. (2010, Transportation Research Record Journal, do Transportation Research Board, 2142: 25-28) descobriram que uma adição de NFC de 0,5% em peso para melhorar as propriedades de fratura do concreto de ultra alto desempenho. Onuaguluchi et al. (2014, Construction and Building Materials 63: 119-124) relataram um aumento na resistência à tração na flexão de pastas de cimento contendo 0,1% em peso de NFC de aproximadamente 106%.

[0063] O documento JP 2013-188864 descreve um método para adicionar nanofibras em pasta de concreto altamente concentrada usando um processo de moldagem por injeção a seco. Para ajudar na dispersão da nanofibra no corpo de cimento moldado, foi introduzido um meio de suporte em pó para transportar a nanofibra, em que a razão de nanofibra versus potência do meio de suporte variou de 3,33 - 6,67%, e solventes orgânicos como álcool foram utilizados para ajudar na dispersão de nanofibras na mistura de moldagem de cimento seca. A razão de nanofibras na mistura final foi inferior a 1% e a razão preferencial de nanofibras foi de cerca de 0,1% em massa. A razão do aspecto da nanofibra nesta patente foi de cerca de 100. Foi descoberto que a resistência mecânica da moldagem misturada a seco do concreto final foi melhorada em apenas - 14% pela adição de nanofibras à formulação.

[0064] O documento US 9.174.873 descreve um método que utiliza

13 / 47 celulose microfibrilar como aditivos para aditivos de mistura de concreto. A função da celulose microfibrilar nos aditivos de mistura de concreto era modificar a reologia ou controlar a segregação dos aditivos de mistura de composição cimentícia para influenciar as formulações úmidas. A razão água versus cimento (W/C) nessas misturas variou de 0,35 a 1,0. A quantidade utilizada de celulose microfibrilar era muito baixa, entre 0,002% e 0,2% em peso do aglutinante cimentício na composição cimentícia e opcionalmente água.

[0065] Comparado à divulgação anterior, é fornecido um método para fazer concreto usando areia de baixa qualidade, por exemplo, areia do deserto, de diferentes áreas do mundo, adicionando micro/nano materiais de celulose. É descrito neste documento um método econômico e ambientalmente correto para disponibilizar o enorme volume de areia nos desertos, tanto para a produção de concreto quanto para o uso na recuperação de novas terras.

[0066] Uma vantagem específica do método descrito neste documento refere-se à prevenção do deslizamento de grãos de areia individuais uns contra os outros e, portanto, contribui de maneira semelhante para a estabilização do material de construção. É descrito neste documento um método na área de química da construção que utiliza um derivado vegetal de celulose filamentosa, como filamento de celulose (CF), nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) para contribuir para ancorar a superfície lisa da areia esférica, assim a celulose filamentosa fornece uma nova química de ligação de adesão entre a celulose derivada de plantas e a areia fina e redonda do deserto, permitindo empilhar a areia esférica para a recuperação da terra no mar.

[0067] Vantajosamente, o uso de CF, nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC), conforme descrito neste documento, fornece uma adesão apropriada entre o aglutinante hidráulico ou pasta de cimento e a areia fina e arredondada alterada.

14 / 47 Surpreendentemente, a presença de CF, nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) melhora a adesão da zona de transição interfacial (ITZ), que existe na pasta de cimento próxima ao agregado, como partículas de areia e rochas no concreto.

[0068] Em uma modalidade, uma pequena quantidade (≤5%) de CF, nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) é adicionada para afetar a adesão entre as partículas de cimento e os grãos finos do deserto. Assim, é descrita neste documento uma abordagem econômica para disponibilizar o enorme volume de areia nos desertos para a produção de concreto/argamassa.

[0069] Uma vantagem adicional do método fornecido neste documento é a simplicidade de misturar ou dispersar o CF, nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) na água antes de misturar a mistura de concreto descrita neste documento compreendendo areia do deserto, cimento, agregados de cascalho e outros aditivos e aditivos de mistura, como agentes redutores de água, superplastificantes, cinzas volantes, etc. Definições

[0070] Como abordado neste documento, uma composição de concreto é entendida como significando composição compreendendo um aglutinante hidráulico, uma areia com um módulo de finura abaixo de 2,9 e uma celulose filamentosa. Por conseguinte, a composição de concreto descrita neste documento pode ser uma mistura de concreto/argamassa, uma mistura de concreto, uma mistura de argamassa, uma composição de argamassa, um aditivo de adesão à areia de concreto/argamassa, como descrito neste documento. Particularmente, uma composição de concreto, como descrito neste documento, pode compreender uma razão mais baixa de água para aglutinante hidráulico do que a argamassa. O concreto inclui agregado mais graúdo (cascalho ou rocha lascada), que proporciona maior resistência e

15 / 47 durabilidade ao concreto do que a argamassa.

[0071] Entende-se por mistura de argamassa/concreto uma mistura de componentes secos de uma composição de argamassa/concreto. Os principais componentes secos das misturas são entendidos como um aglutinante hidráulico (cimento), um agregado que é entendido como pelo menos cimento, agregado miúdo (areia) e agregado miúdo e agregado graúdo (cascalho) e, opcionalmente, produtos químicos como aditivos de mistura para concreto.

[0072] Entende-se que uma composição de argamassa/concreto é a mistura de argamassa/concreto com água que fornece uma argamassa funcional ou um concreto funcional que endurece para formar uma argamassa e um concreto, respectivamente.

[0073] Uma composição de argamassa é entendida ainda como uma mistura pastosa espessa de água, geralmente um agregado miúdo e aglutinante hidráulico (cimento) que após o endurecimento é usado para manter os materiais de construção juntos. A razão de água para aglutinante hidráulico (cimento) na argamassa é mais alta do que no concreto.

[0074] Entende-se por um aglutinante hidráulico a porção da composição de concreto ou argamassa que endurece com a adição de água com uma reação de hidratação. Os termos "aglutinante hidráulico" e "cimento" são usados neste documento como sinônimos e incluem, mas não estão limitados a: cimento Portland, cimento de alta alumina, cimento de cal, cimento de pó de forno, cimento de escória alto-forno granulado moído, cinzas volantes, cal e gesso. Uma reação química ocorre mediante adição de água para alterar a estrutura mineral do aglutinante.

[0075] Entende-se que um agregado é responsável por 60 a 85% do volume de um concreto e entende-se que inclui areia, cascalho e minerais triturados de forma natural ou processada (triturada), isto é, proveniente de pedreiras. Rochas grandes são trituradas e peneiradas, com a areia e o

16 / 47 cascalho produzidos sendo particularmente aplicáveis ao concreto e argamassa. Um agregado miúdo é entendido como areia natural ou brita, com a maioria das partículas não excedendo 5 mm. A forma e o tamanho da partícula, bem como a textura da superfície da areia, podem ter uma influência considerável na qualidade do concreto, seja ele fresco ou no estado endurecido. Neste documento são considerados tipos distintos. O primeiro agregado miúdo é a areia proveniente de rios (margens), praias (lavada para remover o sal) ou de operações de britagem. Esta primeira categoria de areia é considerada apropriada para a produção de concreto, pois possui tamanhos mais amplos, superfícies mais grossas e formatos fraturados que são acentuadamente angulares. A segunda categoria de agregado miúdo divulgada neste documento, é areia do deserto que geralmente tem um tamanho de partícula mais fino que a areia de rio e da praia, e tem uma superfície não angular alterada e um formato arredondado, mas pode incluir, sem limitação, qualquer outro tipo de silicato fino e liso de ocorrência natural ou misturas destes. A areia do deserto foi anteriormente considerada inadequada para concreto e argamassa devido à superfície lisa e formato arredondado, bem como à distribuição estreita de tamanho.

[0076] A Figura 1 é a micrografia óptica da areia de diferentes fontes, incluindo areia amarela do deserto, areia de Ottawa, areia de dunas do estado de Oregon, EUA, areia de construção Lafarge fornecida pela pedreira de St- Gabriel (QC, Canadá) da Lafarge, areia do deserto do Catar, Areia do deserto de Gobi, areia vermelha do deserto e areia preta do deserto. A caracterização microscópica das diferentes areias mostra a diferença geométrica da areia de diferentes fontes. Pode-se observar que todas as areias do deserto de diferentes locais, assim como areia de dunas e areias de Ottawa, são relativamente redondas em vez de uma forma angular acentuada e sua superfície é lisa, enquanto a areia do rio e a areia Lafarge da pedreira de construção são mais angulares com uma superfície áspera. Entende-se que

17 / 47 "areia esférica" é sinônimo de areia do deserto e também tem um formato redondo, não é angular, nem quadrada, nem triangular, nem de formato irregular, conforme descrito no World Atlas of Sands.

[0077] Todas as areias foram peneiradas e classificadas de acordo com ASTM C 136-01 (Método de Teste Padrão para Ensaio de Peneiramento de Agregados Miúdos e Graúdos). Os resultados estão resumidos na Tabela 1, em que o módulo de finura das areias varia entre 2,93 (areia Lafarge), 2,11 (areia de Ottawa), 0,88 (areia amarela do deserto), 0,93 (areia das dunas), 1,18 (areia do deserto do Catar), 0,67 (areia do deserto de Gobi), 0,95 (areia vermelha do deserto) e 0,74 (areia preta do deserto). De acordo com a especificação padrão ASTM, apenas a areia Lafarge se qualifica para uso como areia de construção e, portanto, uma areia com um módulo de finura abaixo de 2,9 não é qualificada. O módulo de finura dos outros tipos de areia está muito longe da especificação padrão. A Figura 2A mostra a porcentagem cumulativa de passagem versus a distribuição de tamanho de partícula, onde pode-se observar claramente que 100% da areia de Ottawa e outros tipos de areias de dunas e do deserto podem passar pelas peneiras de 1,25 mm, cujo tamanho é muito menor que o da areia Lafarge. A Figura 2B mostra a fração individual da distribuição do tamanho das partículas de areia, onde pode-se observar que a areia de construção Lafarge tem uma distribuição muito mais ampla (classificação da areia), a areia de Ottawa e de dunas têm uma distribuição de tamanho muito mais estreita, enquanto a areia amarela do deserto, areia do deserto do Catar e a areia do deserto de Gobi são mais finas, o que indica que são de péssima qualidade para uso na fabricação de concreto. Tabela 1 Análise de Peneira de Agregado Miúdo (ASTM C136 -01) % de Fração Individual Retida Peneiras, Areia Areia do Areia do Areia Areia Areia de Areia de Areia preta do mm amarela do deserto do deserto de vermelha Lafarge Ottawa dunas deserto deserto Catar Gobi do deserto 20 14 0 10 1,9

18 / 47 % de Fração Individual Retida Peneiras, Areia Areia do Areia do Areia Areia Areia de Areia de Areia preta do mm amarela do deserto do deserto de vermelha Lafarge Ottawa dunas deserto deserto Catar Gobi do deserto 5 9,5 2,5 10,3 0 1,25 12,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0 2 0,630 19,6 12,5 0,3 0,4 0,1 0,2 0 7 0,315 23,8 86,1 22,1 0,7 27,0 11,8 24 6 0,160 15,2 1,3 43,4 90,0 63,3 42,8 47 33 0,080 5,7 0,1 27,1 8,8 9,5 33,5 23,5 39,7 Cadinho 1,7 0,1 7,2 0,1 0,2 11,7 5,57 12,3

MÓDULO 2,93 2,11 0,88 0,93 1,18 0,67 0,95 0,74 de finura:

[0078] Um agregado graúdo é entendido como uma rocha de cascalho, mas também inclui silicato de ocorrência natural ou britado grosso e angular e não está limitado a qualquer outro tipo de silicato, argilas, óxidos ou hidróxidos de metal ou misturas destes. O agregado grosso geralmente tem um tamanho de partícula começando em cerca de 5 mm a cerca de 40 mm para aplicações estruturais. Agregados maiores de até 150 mm são usados em projetos de barragens de concreto maciças.

[0079] O termo "celulose filamentosa" é entendido como uma celulose formada de fios ou filamentos delgados e entende-se que inclui filamentos de celulose (CF), nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) e combinações destes, em que a celulose filamentosa compreende um comprimento médio de até cerca de 2 mm e uma largura média de 3 nm a cerca de 500 nm.

[0080] Os termos "filamentos de celulose" ou "CF" e similares, como utilizado neste documento, referem-se a filamentos obtidos a partir de fibras de celulose com uma alta razão, por exemplo, uma razão de aspecto média de pelo menos cerca de 200, por exemplo, uma razão média de cerca de 200 a cerca de 5000, uma largura média na faixa de nanômetros, por exemplo, uma largura média de cerca de 30 nm a cerca de 500 nm e um comprimento médio na faixa de micrômetros ou acima, por exemplo, um comprimento médio acima de cerca de 10 µm, por exemplo, um comprimento médio de cerca de 200 µm a cerca de 2 mm. Tais filamentos de celulose podem ser obtidos, por

19 / 47 exemplo, a partir de um processo que utiliza apenas meios mecânicos, como, por exemplo, os métodos divulgados na US 2013/017394, cujo conteúdo é incorporado a este documento por referência. Por exemplo, esse método produz filamentos de celulose que podem estar livres de aditivos químicos e livres de derivatização usando, por exemplo, um refinador de alta consistência convencional operado em concentrações (ou consistências) sólidas de pelo menos cerca de 20% em peso. Estes filamentos de celulose fortes estão, por exemplo, em condições de mistura adequadas, redispersíveis em meio aquoso. Por exemplo, as fibras de celulose a partir das quais os filamentos de celulose são obtidos podem estar, mas não se limitam às fibras Kraft como a Northern Bleached Softwood Kraft (NBSK), mas outros tipos de fibras adequadas também são aplicáveis, cuja seleção pode ser feita por uma pessoa versada na técnica.

[0081] O termo "transportador" define uma fibra que é geralmente natural e em uma modalidade preferencial de uma fibra de polpa. A polpa pode derivar de madeira ou outras plantas, e pode ser polpa mecânica, como CTMP, TMP ou BCTMP ou polpa química, como NBSK.

[0082] O termo "fisicamente ligado" em relação à celulose filamentosa é utilizado neste documento como referência à ligação entre o filamento de celulose redispersível e o transportador.

[0083] O termo "seco", conforme definido neste documento, em referência à celulose filamentosa descrita neste documento, refere-se a um teor sólido da mistura de filamentos de celulose e fibras naturais não inferior a 70% em peso de sólidos, ou um teor de umidade não superior a 30% em peso. Em uma modalidade particularmente preferencial, o teor de sólidos da mistura de filamento de celulose e fibras naturais não é inferior a 80% em peso de sólidos, ou um teor de umidade não superior a 20% em peso.

[0084] O termo "redispersível em água", conforme definido neste documento, refere-se à capacidade dos filamentos de celulose secos de formar

20 / 47 uma dispersão de água estável após agitação mecânica em um meio aquoso em temperatura ambiente ou elevada.

[0085] O termo "livre de aditivos" é usado neste documento para descrever CFs que não foram tratados com aditivos para reduzir a hornificação. Os aditivos que são usados com outras fibras de celulose incluem sacarose, glicerina, etilenoglicol, dextrina, carboximetilcelulose ou amido (Patente US 4.481.076).

[0086] O termo "consistência" é definido neste documento em relação à celulose filamentosa como a porcentagem em peso de fibras vegetais ou filamentos de celulose (CF) em uma mistura de água e fibras vegetais ou filamentos de celulose (CF).

[0087] O termo "peso base" é definido neste documento em relação à celulose filamentosa, como o peso em gramas (g) de folhas de fibras de polpa e CF por metro quadrado (m2) das referidas folhas.

[0088] Um peso que tem base em secagem no forno (od) com relação à celulose filamentosa refere-se ao peso que exclui o peso da água. Para um material úmido, como CF, é o peso livre de água do material que é calculado a partir de sua consistência.

[0089] Portanto, entende-se que o nanofilamento de celulose é "filamento de celulose (CF)" produzido por refino de múltiplas passagens e alta consistência de fibras de madeira ou vegetais, como uma polpa kraft de madeira de coníferas branqueada (US 2013/017394). Outros tipos de fibras adequadas também são aplicáveis para uso com areia da praia e aglutinante hidráulico em concreto, cuja seleção pode ser feita por uma pessoa versada na técnica.

[0090] O termo "filamento de celulose" ou "CF" utilizado neste documento é entendido como sinônimo de "nanofilamento de celulose" e são aqueles produzidos na forma úmida com uma consistência entre 20% a 60% e transportados nessa forma úmida usando uma sacola impermeável. CF

21 / 47 também inclui rolos secos ou películas picadas de filamentos de celulose feitos em máquinas de papel, conforme descrito em CA 2,889,991 ou WO2014/071523 A1, os quais são incorporados a este documento por referência. Polpa contendo CF refere-se à mistura seca e redispersível em água de CF e fibras de polpa como descrito em US2016/0319482 A1, incorporada a este documento por referência. O CF utilizado neste documento preferencialmente tem um comprimento médio de cerca de 200 µm a cerca de 2 mm, uma largura média de cerca de 30 nm a cerca de 500 nm e uma razão de aspecto média de cerca de 200 a cerca de 5000. O CF é disperso ou dispersível em água e depois adicionado à mistura de concreto.

[0091] O termo "celulose" é entendido como um polímero de ocorrência natural de uma planta, como madeira, obtido por polpação ou outros processos e métodos.

[0092] Um aditivo de mistura é definido neste documento como ingredientes adicionais que entram em misturas e composições de concreto que não são aglutinante hidráulico, agregado e água. Na presente descrição, um aditivo de mistura exclui os nanofilamentos de celulose descritos neste documento. Aditivos de mistura químicos/aditivos são mais frequentemente: agentes de arrasto de ar, agentes redutores de água, superplastificantes, minerais finos (sílica ativa) ou produtos destinados a acelerar ou retardar a reação de hidratação do aglutinante hidráulico com água.

[0093] O concreto de areia do deserto de acordo com a presente divulgação compreende filamentos de celulose (CF) e/ou polpa contendo CF, nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC), um aglutinante hidráulico, areia do deserto e/ou areia de sílica (agregado miúdo) e/ou cascalho, e/ou cinzas volantes e/ou agentes redutores de água e/ou outros aditivos de mistura e aditivos. Como descrito anteriormente, o CF, as nanofibrilas de celulose (CNF) e a celulose microfibrilada (MFC) atuam para ligar o cimento e a areia do deserto e,

22 / 47 assim, fornecem uma adesão adequada entre a areia fina do deserto, cimento e agregados. Surpreendentemente, a adição de CF, nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) fornece adesão adequada em diferentes formas para ancorar as partículas de cimento e a areia do deserto, mantendo assim o agente de ligação (partículas de cimento), areia do deserto e agregado juntos para formar uma entidade composta. A entidade composta seca e curada que consiste em cimento, areia do deserto e/ou agregado e CF, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) fornece a resistência mecânica necessária para o concreto de areia do deserto. A razão de cimento de uma mistura de concreto de areia do deserto pode variar de 15 a 40%, preferencialmente na faixa de 15 a 30%. A areia do deserto pode substituir total ou parcialmente a areia grossa e angular do rio/praia ou pedra britada. Agregados de cascalho, cinzas volantes, agentes de arrasto de ar, agentes redutores de água e outros aditivos podem ser adicionados ao aditivo de mistura para fazer concreto da areia do deserto com CF, nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC).

[0094] Uma zona de transição interfacial (ITZ) é definida neste documento como uma área que existe na pasta de cimento perto de agregados (partículas de areia e rochas) no concreto e é considerada como (pelo menos) um composto trifásico: (1) pasta de cimento a granel, (2) pasta de cimento ITZ e (3) rocha e areia, coletivamente chamadas de agregados. O diâmetro médio dos grãos de cimento de uso comum é de cerca de 10 a 30 micrômetros, muito menor do que o diâmetro médio do agregado. Uma região de maior porosidade perto da superfície do agregado aparecerá quando os grãos de cimento encontrarem o agregado devido às restrições de "compactação" impostas pela superfície do agregado. Assim, a ITZ é normalmente a área fraca de compostos de concreto. No caso do agregado de areia do deserto, as partículas de cimento sozinhas não podem fornecer

23 / 47 aderência suficiente para manter o agregado de areia do deserto junto.

[0095] Em comparação com a areia natural de rios/praias ou areia triturada (cada uma com superfície fraturada grossa e acentuadamente angular), a areia do deserto sempre foi considerada inadequada para a fabricação de concreto, porque a areia do deserto tem uma superfície não angular alterada e um formato arredondado (ver a Figura 1) e areia fina com distribuição de tamanho mais estreita (Figura 2) do que a areia do rio. O que tem sido tradicionalmente usado como areia para concreto sempre exigiu uma distribuição de tamanho de partícula mais ampla, um formato com bordas angulares que fornece uma superfície adequada para a ligação entre a pasta de cimento aglutinante e os grãos de areia.

[0096] Um teste de mesa de fluxo é um método para testar a consistência de concreto/argamassa fresco(a). O procedimento de teste de mesa de fluxo utilizado neste documento foi adaptado do mecanismo de teste de mesa de fluxo da Norma Europeia BS EN 12350-5: 2000, que é semelhante à norma ASTM C 1611-05 de teste de abatimento do tronco de cone (slump flow) com o aparelho ilustrado na Figura 3. As etapas do teste adaptado apresentado neste documento são as seguintes: é preparada uma pasta de cimento/argamassa; a configuração do teste da mesa de fluxo foi formada com uma mesa plana de plástico e um molde de cilindro de aço com um diâmetro interno de 5,1 cm e uma altura de 5,1 cm (volume total 104 cm3) com procedimentos de levantamento e queda que são semelhantes aos do método padrão. A mistura fresca de pasta/argamassa foi colocada no cilindro, antes de levantar o molde, o excesso de concreto é removido, o tampo da mesa ao redor é limpo e, após um intervalo de 30 segundos, o molde é removido lentamente. Consequentemente, a pasta/argamassa fresca e os diâmetros máximos de espalhamento na mesa são medidos. Embora o método de teste usado não seja um teste padrão e incorpore recursos das abordagens convencionais abrangidas pelas normas, o teste fornece informações úteis

24 / 47 para entender como as amostras se comparam em termos de uniformidade e coesão. Se for constatado que a coesão da amostra de pasta/argamassa testada não for suficientemente espessa e for obtido um diâmetro de dispersão excessivamente amplo, a amostra de pasta/argamassa obtida não terá a qualidade desejada depois de assentada, e particularmente não terá a resistência desejada. A argamassa deve, nesta fase, ter uma aparência uniforme e coesa, caso contrário, o teste é considerado inadequado para a mistura fornecida. Assim, o teste oferece uma indicação da coesão da mistura.

[0097] O procedimento de teste de mesa de fluxo simula a configuração padrão da mesa de fluxo em menor escala e mede a fluidez das pastas de cimento/argamassas com diferentes areias, razão água/cimento, com/sem CF, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) e diferentes dosagens de CF, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC). O presente teste é utilizado para estabelecer uma comparação qualitativa da mistura de argamassa descrita neste documento.

[0098] Diferentes misturas de argamassa foram preparadas, incluindo aquelas com areia do deserto, cimento e água com e sem os nanofilamentos de celulose. Os ingredientes foram misturados e a fluidez da mistura de argamassa foi medida com a configuração de teste de mesa de fluxo, como descrito anteriormente e como indicado na Figura 3. A observação levou à conclusão de que os grãos individuais de areia do deserto deslizam da pasta de cimento e uns contra os outros quando não há nanofilamentos de celulose.

[0099] As amostras de misturas de argamassa preparadas produziram um diâmetro de espalhamento na mesa de fluxo (Figura 4). O diâmetro de espalhamento para uma composição normal de argamassa com areia do rio é mostrado na Figura 4 (amostra 5). A composição de argamassa convencional tinha uma razão água/cimento de 1 e uma razão S/C de 2 isenta de material CF produziu um diâmetro de 15,1 cm. Nas mesmas condições, o diâmetro de espalhamento de uma composição de argamassa de areia do deserto, cimento

25 / 47 e água foi de 21,3 cm (amostra 1).

[00100] Como descrito neste documento, os filamentos de celulose (CF) foram misturados com água, cimento e grãos de areia do deserto, e/ou agregados de cascalho e/ou outros aditivos para produzir concreto. Surpreendentemente, foi descoberto que a fluidez das composições de argamassa fresca (água/cimento = 1) de CF, cimento e areia do deserto foram dramaticamente modificadas adicionando apenas 0,14% de CF (Figura 4, amostra 2), o que é semelhante à fluidez da composição de argamassa fresca de cimento com areia de rio na mesma razão de água/cimento (Figura 4, amostra 5). O diâmetro de espalhamento da fluidez da composição de 0,14% de CF com cimento e areia do deserto foi de 15,5 cm, muito menor que o diâmetro de espalhamento da composição de cimento puro e areia do deserto de 21,3 cm. É semelhante ao diâmetro de espalhamento de 15,1 cm da composição de argamassa fresca de cimento e areia de rio (Tabela 2). Também inesperadamente, a fluidez da composição de cimento e areia do deserto é drasticamente reduzida, aumentando a dosagem de CF para 0,3% (Figura 4, amostra 3). Surpreendentemente, após a remoção do cilindro de metal, a composição de argamassa fresca de cimento e areia do deserto permaneceu totalmente em formato de cilindro, com apenas um leve abatimento quando a dosagem de CF aumentou para 1,41% (Figura 4, amostra 4).

[00101] Surpreendentemente, a argamassa seca feita de areia do deserto sem CF rachou, enquanto a mistura de argamassa com CF adicional permaneceu no mesmo formato em que foi moldada (Figura 5), o que indica que a adição de CF fornece adesão entre as partículas aglutinantes de cimento e partículas de areia do deserto e ancora as partículas e agregados de cimento. Por conseguinte, a micrografia (Figura 6A) apresenta muitas rachaduras e micro rachaduras desde a superfície até o fundo da composição de argamassa seca de cimento e areia do deserto. Consequentemente, é evidente que não há

26 / 47 adesão suficiente entre a areia fina redonda do deserto e o cimento aglutinante. Surpreendentemente, não foi encontrada rachadura na amostra de composição de argamassa seca de cimento, areia do deserto com 0,3% de CF, o que mostrou que os grãos de areia não deslizavam um contra o outro (Figura 6B). Mais surpreendentemente, a composição de argamassa seca de cimento, areia do deserto e CF é semelhante à composição de argamassa seca de cimento e areia de rio (Figura 6C). A adição de CF na composição da argamassa contribui para a estabilização do material de construção. Uma tendência semelhante foi observada quando as composições de argamassa frescas foram feitas com W/C de 0,63. Após a remoção do cilindro de metal, a composição da argamassa de cimento e areia do deserto sem CF teve muito pouca consistência e fluiu para um disco plano na mesa de fluxo. Enquanto isso, as outras composições de argamassa se uniram e permaneceram em formato cilíndrico sem entrar em colapso quando o CF foi adicionado às composições de argamassa fresca, indicando que a adição de CF ancora as pastas de cimento e a areia do deserto para formar uma entidade. Existem algumas diferenças nos níveis de abatimento com a mudança da dose de CF variando de 0,14%, 0,3% a 0,70% (Figura 7).

[00102] Uma tendência semelhante foi observada quando outros tipos de CNF, MFC foram adicionados às composições de argamassa fresca. Dois tipos de MFC e um tipo de CNF foram misturados com o cimento, composições de areia do deserto nas razões de 1,5% e 3%, enquanto a razão água/cimento é 1, a razão areia do deserto/cimento é 2. A capacidade de ligação de diferentes MFC e CNF é comparável à de CF (Figura 8), que é significativamente diferente da composição na mesma razão água/cimento, mesma razão areia do deserto/cimento sem materiais de celulose filamentosa.

[00103] Como visto na Figura 9A, ao misturar CF disperso com uma areia diferente, surpreendentemente, observou-se que o CF pode unir a areia. Quando a mistura de CF e areia secou, a mistura grudou, enquanto a mistura

27 / 47 seca se tornou mais forte com o aumento da razão de CF (Figura 9B).

[00104] Assim, a areia do deserto foi misturada com CF disperso (1,3%) e, surpreendentemente, a areia do deserto se manteve unida após a secagem. Inesperadamente, a imagem de SEM revelou claramente que o CF adere ao grão de areia do deserto e forma uma rede 3D ancorada à superfície do grânulo de areia do deserto (Figura 9C). A ligação entre CF e areia do deserto fornece uma nova química de aderência entre a areia fina e redonda do deserto, para evitar o deslizamento dos grãos de areia uns contra os outros, o que torna possível empilhar areia para recuperar terras novas no mar.

[00105] Além disso, como descrito neste documento, a presença de CF melhora a adesão na zona de transição interfacial (ITZ) entre os agregados de cimento e areia. Consequentemente, a microestrutura da argamassa feita com argamassa de cimento de areia do deserto revelou que a ligação era fraca (Figura 10A). Surpreendentemente, redes CF entrelaçadas são observadas na mistura de argamassa de cimento, areia do deserto e CF (Figura 10B). Pode-se observar também que a pasta de cimento aderiu a essas redes de CF. Além disso, os grãos de areia do deserto são mantidos bem juntos pelas partículas de cimento e pela rede CF, como mostrado na Figura 10C. Outro tipo de ligação também foi observado com a adesão de CF em mistura com cimento e areia do deserto na zona de transição interfacial, como indicado na Figura 10D. Surpreendentemente, a imagem SEM na Figura 10D mostrou que o CF que adere à pasta de cimento forma uma rede 3D ancorada à superfície da areia do deserto. Além disso, o CF que adere às partículas de cimento e se liga à superfície da areia do deserto entrelaça-se com outros filamentos de CF para formar uma rede e, assim, produz uma forte adesão que retém os grãos de areia do deserto e contribui para impedir o deslizamento dos grãos de areia individuais um contra o outro. A presente descrição fornece um método de preparação de materiais de cimento para construção usando micro/nano materiais de celulose de CF que contribui para a redistribuição de água

28 / 47 durante o processo de hidratação da mistura de concreto, proporcionando assim uma nova química de adesão entre as partículas de cimento e a areia fina e redonda do deserto.

[00106] Em uma modalidade, a presente descrição fornece um método para fazer argamassa/concreto adicionando uma pequena quantidade de CF por peso de aglutinante hidráulico (≤5% de CF por peso de aglutinante), fornecendo adesão entre as partículas de cimento, grãos finos do deserto e agregados graúdos para fazer argamassa/concreto. A celulose filamentosa é um dos materiais mais abundantes do planeta extraído das plantas e é um material ambientalmente correto. Assim, fornece uma abordagem econômica e ambientalmente correta para usar o enorme volume de areia disponível nos desertos para a produção de concreto e argamassa.

[00107] Uma vantagem adicional desse método é a simplicidade de adicionar CF à mistura das composições de concreto com areia do deserto, cimento, agregados e outros aditivos, como agentes de arrasto de ar, agentes redutores de água, superplastificantes, cinzas volantes, etc.

[00108] De acordo com outro aspecto, o CF é totalmente disperso em água antes de ser adicionado à mistura de concreto/argamassa. De acordo com outro aspecto, os filamentos de celulose podem ser adicionados individualmente às misturas de concreto/argamassa para fazer concreto de areia do deserto, ou misturas destes.

[00109] De acordo com outro aspecto, a dosagem preferencial dos micro/nano materiais de celulose está na dosagem de ≤ 5% em peso de aglutinante. De acordo com outro aspecto, a dosagem mais preferencial dos micro/nano materiais de celulose está na dosagem de ≤ 1,5% de CF/aglutinante em peso.

[00110] Os nanofilamentos de celulose podem ser usados para fazer concreto com areia do deserto, ou também incluem uma mistura de vários tipos de micro/nano materiais de celulose.

29 / 47

[00111] De acordo com outra modalidade descrita neste documento, uma dosagem preferencial do nanofilamento de celulose nas misturas de areia do deserto está na faixa de ≤ 5%, preferencialmente ≤ 3%, mais preferencialmente ≤ 1%, mais preferencialmente ≤ 0,5% de CF/aglutinante em peso.

[00112] De acordo com outra modalidade descrita neste documento, uma dosagem preferencial do nanofilamento de celulose com misturas de areia de baixa qualidade (como areia do deserto ou areia com grão mais fino e distribuição de tamanho mais estreita) está na faixa de ≤ 5%, preferencialmente ≤ 3%, mais preferencialmente ≤ 1%, mais preferencialmente ≤ 0,5% de CF/aglutinante em peso. Em uma modalidade preferencial descrita neste documento, adicionar CF à composição de areia de baixa qualidade, cimento e cascalho e outro aditivo pode resolver efetivamente um dos principais problemas de usar areia do deserto para fazer concreto. A adição de CF forma uma rede 3D que fornece adesão adequada entre pasta de cimento, areia de baixa qualidade e filamento de celulose para manter as partículas de areia redondas, lisas e finas juntas. Em uma modalidade preferencial descrita neste documento, a adição de filamentos de celulose em uma mistura de areia do deserto, cimento e cascalho e outros aditivos pode conectar a zona de transição interfacial (ITZ) entre cimento e areia de baixa qualidade.

[00113] De acordo com outra modalidade descrita neste documento, a areia de baixa qualidade com formato redondo, superfície lisa e distribuição estreita de tamanho apresentou baixa trabalhabilidade com diferentes valores de abatimento na mesma razão água/cimento. O abatimento da areia de Ottawa é extremamente alto e atinge 75 mm com a razão água/cimento em 0,41; com W/C de 0,48, o abatimento da areia de Ottawa é de 197 mm, enquanto o abatimento da areia Lafarge é de apenas 73 mm (Figura 11). O alto valor de abatimento da areia de Ottawa é devido ao formato arredondado

30 / 47 e à superfície lisa, embora seu módulo de finura (2,11) seja menor que o da areia Lafarge (2,93). O abatimento da areia de dunas e areia amarela do deserto (Figura 11) é muito menor que o da areia de Ottawa, apesar de terem formato redondo e superfície lisa, e isso se deve ao tamanho menor e à distribuição estreita de tamanho. O módulo de finura da areia amarela do deserto e areia das dunas é de apenas 0,88 e 0,99, respectivamente (Tabela 1), e é muito menor do que o da areia de Ottawa e da areia Lafarge, que possuem uma área de superfície maior que precisa ser coberta pela pasta de cimento.

[00114] Em uma modalidade preferencial descrita neste documento, a adição de filamentos de celulose à composição desempenha um papel importante durante o processo de hidratação do cimento. Consequentemente, as evoluções de calor nas diferentes misturas de argamassa com diferentes tipos de areia são representadas na Figura 12 (Figura 12A-areia Lafarge, 12B- areia de Ottawa e 12C-areia do deserto). Os picos de hidratação do silicato são ligeiramente maiores e mais amplos nas misturas com CF para todos os tipos de areia (Figura 12). Esta observação é adicionalmente confirmada pela liberação cumulativa de calor, em que o calor liberado cumulativo foi um pouco mais alto em todas as misturas de CF com todos os tipos de areia em comparação com o das misturas de referência sem incorporação de CF. A mistura com 0,15% de CF com argamassa de areia de Ottawa, por exemplo, apresentou uma liberação de calor cumulativa 5,6% maior que a da mistura de referência. O aumento do calor de hidratação observado nas misturas de CF pode ser ligado à hidrólise alcalina da celulose, que é uma reação exotérmica que promove a hidratação do cimento e leva a um tipo de aceleração que é adicionalmente confirmada pelo tempo reduzido de endurecimento registrado em misturas de concreto autoadensável-CF (Hisseine et al. (2018, Journal of Materials in Civil Engineering, 30 (6)).

[00115] As presentes misturas de concreto e argamassa são ilustradas, mas não se limitam aos seguintes procedimentos gerais.

31 / 47 Procedimento Geral A: Dispersão de CF, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC).

[00116] Para a dispersão mais fácil de CF, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) são dispersas nas misturas de concreto; o CF, as nanofibrilas de celulose (CNF) e a celulose microfibrilada (MFC) podem ser totalmente dispersos em água antes da mistura.

[00117] Por exemplo, CF que nunca foi seco, película de CF ou polpa contendo CF, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) podem ser dispersos com um método laboratorial padrão usando um desintegrador britânico, ou despolpador Helico ou outro despolpador disponível para um teor de sólidos apropriado (de consistência). O teor de sólidos pode ser medido após a dispersão. Procedimento Geral B: Preparação de uma mistura de areia do deserto, cimento e/ou cascalho

[00118] Areia esférica, aglutinante hidráulico e/ou cascalho de areia de silicato, com um formato angular derivada de rios/praias ou britada de pedra, e/ou agregados de cascalho graúdo são bem misturados em um misturador de acordo com o padrão da indústria de concreto.

[00119] A solução de CF, nanofilamentos de celulose, nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) dispersos do Procedimento A é adicionada ao misturador que contém o ingrediente seco que é misturado por um tempo apropriado de acordo com a prática padrão da indústria de concreto. Compostos de aditivo de mistura como agentes de arrasto de ar, agentes de redução de água e outros aditivos também podem ser adicionados nesta fase e podem ajudar a garantir uma composição homogênea da mistura de concreto de areia do deserto. Procedimento Geral C: Teste de reologia e trabalhabilidade

[00120] A reologia, trabalhabilidade e teor de ar podem ser medidos por diferentes abordagens. A reologia, um fator importante da

32 / 47 trabalhabilidade das composições de concreto, é normalmente medida no local logo após a mistura, que é concluída antes da moldagem das amostras de teste. Duas abordagens podem ser usadas para medir a trabalhabilidade da composição do concreto, a mais comum é o "teste de abatimento do tronco de cone", em que um cone é usado para moldar a composição fresca, com a altura de abatimento medida para garantir que a reologia atinja um requisito padrão. Outra abordagem dos testes de reologia da composição do concreto é o teste de mesa de fluxo, que é um teste de menor escala usado para testar o impacto de diferentes aditivos na fluidez e é um bom indicador da reologia da composição do concreto.

[00121] Neste documento, a fluidez foi medida usando tabela de fluxo para cimento e argamassa de areia, tanto pelo método padrão ASTM C1437- 07 quanto por configuração interna. A trabalhabilidade da mistura de concreto fresca em abatimento e teor de ar foi medida de acordo com ASTM C 143/C 143M - 03 método padrão. Procedimento geral D: Moldagem de amostras

[00122] Depois que a reologia e o teor de ar atingirem um requisito de especificação padrão, a composição do concreto pode ser moldada em um molde de diferentes formatos: prisma retangular, cilindros ou qualquer outro tipo de molde, dependendo das propriedades mecânicas e físicas necessárias. Procedimento Geral E: Endurecimento e cura

[00123] As composições de concreto moldado são transferidas para uma câmara de condicionamento com 100% de umidade relativa (UR) a 20 ± 3°C para endurecer a composição moldada e eventualmente curá-la. O endurecimento e a cura geralmente levam 28 dias para que o concreto obtenha sua resistência total. A resistência do concreto pode continuar aumentando após 28 dias com UR de 100% a 20 ± 3°C de temperatura, com um valor de pico normalmente atingido após 3 meses. É importante endurecer e curar a composição do concreto moldada sob condições controladas, pois a umidade

33 / 47 e a temperatura têm um enorme impacto na hidratação do cimento. Procedimento Geral F: Teste de desempenho

[00124] Propriedades mecânicas, como resistência à compressão, resistência à tração na flexão, resistência à tração, módulo de elasticidade e razão de Poisson são medidas para garantir que o concreto atinja um requisito específico para diferentes aplicações.

[00125] Outras propriedades, como fator de espaçamento, escala de sal, testes de congelamento/descongelamento, podem ser medidas de acordo com o requisito de medição das propriedades de durabilidade e dependendo da circunstância de aplicação do concreto a ser produzido.

[00126] A presente divulgação será mais facilmente entendida com referência aos exemplos a seguir.

EXEMPLO I Estudar o impacto da reologia/trabalhabilidade da argamassa feita de filamento de celulose (CF) na areia do deserto, composição de cimento com W/C = 1.

[00127] O aglutinador hidráulico é o cimento Portland tipo 10, da Lafarge. A areia do deserto consiste em areia natural do deserto importada da África do Sul pela Exo-Terra, distribuída pelo Canadá Rolf C. Hagen Inc. Montreal e comprada na Amazon. A areia do rio é da Bomix, areia seca para uso geral, comprada na Home Depot. O filamento de celulose foi produzido na planta piloto da FPlnnovations, que foi totalmente disperso em água antes da mistura. A razão água/cimento (W/C) é 1 e a razão S/C é 2. As quantidades de areia, cimento, dosagem de CF e água são apresentadas na Tabela 2.

[00128] A quantidade desejada de componentes secos, como areia e cimento, foi medida e bem misturada na etapa de preparação. O CF disperso foi misturado com água e depois foi despejado na mistura de areia seca e cimento. Foi bem misturado manualmente e, em seguida, foi colocado em um cilindro de metal em uma mesa plana de plástico, como mostrado na Figura 3.

34 / 47 O diâmetro de espalhamento foi medido e os formatos da composição após a remoção do cilindro de metal foram fotografados (Figura 4).

[00129] Uma composição de areia de rio, cimento e água foi preparada como amostra de controle, a mesma razão W/C foi usada para comparar o efeito da adição de CF à composição de areia do deserto. Ficou evidente que a adição de CF, mesmo que apenas 0,14% de CF/aglutinante hidráulico à composição, teve um impacto significativo na reologia da mistura de argamassa com composições de areia do deserto.

[00130] Para confirmação adicional das observações anteriores, repetiram-se os mesmos experimentos de razão W/C, areia/cimento e dosagem de CF. A fluidez é repetível e os resultados são iguais aos mostrados na Tabela 2 e na Figura 4.

[00131] A microestrutura da argamassa de areia do deserto e cimento foi caracterizada por microscópio de luz, como pode ser visto na Figura 6A, e a rachadura pode ser claramente observada a olho nu, enquanto a argamassa feita de areia do deserto com a presença de CF é semelhante à amostra de argamassa feita de areia do rio, como indicado nas Figuras 6B e C. Mais claramente, a microestrutura da areia do deserto, partículas de cimento e CF foi caracterizada com micrografia SEM. A microestrutura da argamassa de areia do deserto com a presença de CF também apresentou uma rede clara de CF, unindo as partículas de cimento e a areia do deserto e formando uma rede 3D para impedir que areias esféricas do deserto deslizem umas contra as outras. Tabela 2 Diâmetro de espalhamento do teste de mesa de fluxo das composições Dosagem de CF Cimento Água Areia CF Diâmetro de Fluidez Composição Tipo de Areia (%) (g) (g) (g) (g) cm 1 Areia do rio 0 65,79 65,79 118,42 0 15,1 Areia do 2 0 65,79 65,79 118,42 0 21,3 deserto Areia do 3 1,41 65,55 65,55 117,99 0,92 5,0 deserto Areia do 4 0,28 65,74 65,74 118,33 0,18 10,0 deserto Areia do 5 0,14 65,77 65,77 118,38 0,09 15,5 deserto

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EXEMPLO II Estudo do impacto da areia desértica ligada a CF (impacto da química de adesão da celulose filamentosa em grãos de areia esféricos)

[00132] As matérias-primas incluem areia de Ottawa (Dunas em Ottawa, Illinois, EUA encomendada da Global Gilson), areia de rio (areia de rio de Bomix, areia seca para uso geral, comprada na Home Depot) e três tipos de areia do deserto (amarela, vermelha, e preta), foram importadas de diferentes locais do mundo pela Exo-Terra, distribuídos pela Canada Rolf C. Hagen Inc. Montreal e comprada na Amazon. O filamento de celulose foi produzido na planta piloto da FPlnnovations, e foi totalmente disperso em água antes da mistura. Duas razões de CF/areia (0,5%, 1%) foram utilizadas para misturar a areia, que foi moldada em um molde retangular. Surpreendentemente, após a secagem da água, as misturas de areia moldada/CF permaneceram no mesmo formato em que foram moldadas, o que indicou que apenas CF pode unir a areia.

[00133] A mistura seca de areia/CF formou uma entidade após a secagem, como visto na Figura 9A. As amostras de mistura seca de areia com maior razão de CF são mais fortes (Figura 9B). Ao misturar CF disperso com o grão de areia esférico, foi fornecido um método para impedir o deslizamento de grãos de areia individuais uns contra os outros e, assim, contribuir para a estabilização dos materiais de construção. A microestrutura da mistura de areia/CF foi caracterizada por SEM. A ligação entre CF e partículas de areia do deserto mostrou uma adesão clara para ancorar a superfície lisa e redonda da areia do deserto, como pode ser claramente observado na Figura 9C, onde a rede de CF forma uma forte ligação para impedir o deslizamento de grãos de areia individuais uns contra os outros.

EXEMPLO III Estudar o impacto da reologia/trabalhabilidade de micro/nano materiais de celulose na composição de areia do deserto, cimento com W/C = 0,63

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[00134] As matérias-primas são como descrito anteriormente e o filamento de celulose foi totalmente disperso em água antes da mistura. A razão água/cimento (W/C) foi 0,63 e a razão S/C é 2. Areia, cimento, dosagem de CF e água estão listados na Tabela 3 e os formatos do teste de abatimento com cilindro pequeno são mostrados na Figura 7. Tabela 3 Formulação para composição de W/C = 0,63 com areia do deserto e CF Dosagem de Cimento Composição Tipo de Areia Água (g) Areia (g) CF (g) CF (g) 1 Areia do deserto 0 72,89 45,92 131,20 0 2 Areia do deserto 0,70 72,74 45,82 130,93 0,51 3 Areia do deserto 0,275 72,83 45,88 131,09 0,20 4 Areia do deserto 0,14 72,86 45,90 131,14 0,10

[00135] A areia e o cimento foram medidos e misturados bem antes da adição de água. O CF disperso foi misturado com água e depois adicionado à mistura de areia e cimento secos. Todos os ingredientes foram bem misturados manualmente e depois colocados no cilindro de metal sobre uma mesa de plástico plana e transparente.

[00136] A adição de CF, mesmo que apenas 0,14% de CF em peso de aglutinante na composição, teve um impacto significativo na reologia das composições de areia do deserto.

EXEMPLO IV Estudar o impacto da reologia/trabalhabilidade de diferentes nanofibrilas de celulose (CNF) e celulose microfibrilada (MFC) e filamento de celulose (CF) na areia do deserto, composição de cimento com W/C = 1

[00137] Os materiais utilizados são: aglutinante hidráulico (cimento Portland tipo 10, da Lafarge); areia amarela do deserto; MFC 1 em forma de pasta com cerca de 3,15% de teor de sólidos, a distribuição de tamanho de partícula está na faixa de mícrones; MFC 2 em forma de pasta com teor de sólidos de 3,9%, o comprimento do tamanho de partícula até 500 mícrones; CNF em forma de pasta com teor de sólidos em torno de 3%, largura em torno de 50 nm e comprimento de várias centenas de mícrones; e CF que nunca foi

37 / 47 seco, na forma de cerca de 30% de teor de sólidos, a largura do CF na faixa de cerca de 30 nm a cerca de 500 nm, enquanto o comprimento médio é de cerca de 200 μm a cerca de 2 mm. Todos os nanomateriais de celulose foram totalmente dispersos em água antes da mistura. A razão água/cimento (W/C) é 1 e a razão S/C é 2. As quantidades de areia, cimento, dosagem de filamento de celulose e água podem ser encontradas na Tabela 4.

[00138] A quantidade desejada de componentes secos, como areia e cimento, foi medida e bem misturada na etapa de preparação. O CF disperso foi misturado com água e despejado na mistura de areia seca e cimento. Foi bem misturado manualmente e, em seguida, foi colocado no cilindro de metal em uma mesa plana de plástico, como mostrado na Figura 3. O diâmetro de espalhamento foi medido e os formatos da composição após a remoção do cilindro de metal foram fotografados (Figura 8). Tabela 4 Formulação para composição de W/C = 1 com areia do deserto e diferentes nano/micro filamentos de celulose Tipo de Dosagem de Nano/Micro nano/micro Forma dos nano/micro Cimento Água Areia do filamento de filamentos de produtos filamentos de (g) (g) Deserto (g) celulose (g) celulose celulose (%) 30% de CF CF 3 65,27 65,27 117,49 1,96 nunca-seco CNF 3% de pasta 3 65,27 65,27 117,49 1,96 MFC 1 3,15% de pasta 3 65,27 65,27 117,49 1,96 MFC 2 3,9% de pasta 3 65,27 65,27 117,49 1,96 30% de CF CF 1,5 65,53 65,53 117,96 0,98 nunca-seco CNF 3% de pasta 1,5 65,53 65,53 117,96 0,98 MFC 1 3,15% de pasta 1,5 65,53 65,53 117,96 0,98 MFC 2 3,9% de pasta 1,5 65,53 65,53 117,96 0,98

EXEMPLO V Estudo do impacto de CF na argamassa feita com areia Lafarge, de acordo com ASTM C109

[00139] Os materiais utilizados são areia Lafarge (9071 SG, areia para concreto de construção, de St-Gabriel-de-Brandon, QC, Canadá, fornecida pela Lafarge); cimento Portland com calcário tipo GUL (St-Constant, QC,

38 / 47 Canadá, fornecido pela Lafarge); e CF produzido na planta piloto da FPlnnovations.

[00140] A preparação de argamassa usando areia Lafarge, cimento GUL e CF em diferentes razões de (0-0,20%) foi preparada de acordo com ASTM C109 e as formulações estão listadas na Tabela 5. Uma quantidade conhecida de areia e cimento foi misturada em um misturador Hobart, uma quantidade conhecida de CF dispersa em água foi adicionada à mistura e foi misturada por 2 minutos. Tabela 5 Formulação com areia Lafarge e CF Componentes Massa (g) Densidade (kg/m3) Volume (x 10-3 m3) 0 1500 0 CF (0 - 0,2%) 1,6 1500 0,001 Água 388 998 0,389 Cimento 800 3130 0,256 Areia 2200 2686 0,819 Total 1,465

[00141] A fluidez da argamassa de cimento hidráulico foi medida de acordo com ASTM C1437-07. Os resultados de fluidez são mostrados na Tabela 6. A fluidez diminuiu com o aumento da razão de CF.

[00142] Após o teste de mesa de fluxo, amostras de cubos de 2"x2"x2" foram moldadas em moldes metálicos e os moldes foram colocados em uma câmara de umidade com umidade relativa controlada acima de 95% a 23°C por 24 ± 1 h para endurecimento. Em seguida os cubos endurecidos foram removidos do molde e colocados em um banho de cura com valor de pH controlado em uma câmara de cura por 28 dias. A resistência à compressão (Tabela 6) dos cubos de argamassa foi medida de acordo com ASTM C 109 (Método de Teste Padrão para Resistência à Compressão de Argamassas de Cimento Hidráulico). Comparada com a amostra controle, apenas a resistência à compressão de um grupo de amostras é 4,8% maior após 7 dias de cura na dosagem de 0,05% de CF. Surpreendentemente, após 28 dias, a resistência à compressão de três grupos com 0,025%, 0,05% e 0,10% de CF foi maior do que a das amostras de controle, em que o maior aumento é de

39 / 47 uma melhoria de 11% com 0,05% de CF adicionado à formulação. Tabela 6 Resultados de resistência à compressão após 7 e 28 dias (ASTM C 109) e teste de mesa de fluxo (ASTM C1437-07) de argamassa preparadas com areia Lafarge e CF % de CF (por massa Teste de mesa de fluxo Densidade da Tensão de Compressão (MPA) versus aglutinante (ASTM C1437-07) argamassa (g/cm³) de cimento 7 dias 28 dias Fluxo Médio (%) 0 2,3 46,3 ± 1,4 53,7 ± 3,2 95 0,025 2,3 43,8 ± 2,3 54,2 ± 1,2 107 0,05 2,3 48,5 ± 1,1 59,6 ± 3,0 98 0,10 2,3 43,1 ± 0,9 53,9 ± 2,7 86 0,15 2,3 44,0 ± 1,5 46,4 ± 4,0 68 0,20 2,3 41,0 ± 0,5 51,8 ± 2,1 67

EXEMPLO VI Argamassa feita de areia de Ottawa com adição de CF de acordo com ASTM C109

[00143] Os materiais utilizados são areia de Ottawa (Dunas em Ottawa, Illinois, EUA, encomendada da Global Gilson); Cimento Portland com calcário tipo GUL (St-Constant, QC, Canadá, fornecido pela Lafarge); e CF, produzido na planta piloto da FPlnnovations.

[00144] A preparação de argamassa usando areia de Ottawa, cimento GUL e CF em diferentes razões de (0-0,20%) foi preparada de acordo com ASTM C C109 e as formulações estão listadas na Tabela 7. Uma quantidade conhecida de areia e cimento foi misturada em um misturador Hobart, uma quantidade conhecida de CF foi dispersa em água foi adicionada e misturada. Tabela 7 Formulação de argamassa de areia de Ottawa com diferentes razões de CF Massa (g) Densidade (kg/m3) Volume (x 10-3 m3) 0 1500 0 CF (0 - 0,2%) 1,6 1500 0,001 Água 328 998 0,329 Cimento 800 3130 0,256 Areia 2200 2686 0,819 Total 1,405

[00145] A fluidez da argamassa de cimento hidráulico com areia de Ottawa foi medida de acordo com ASTM C1437-07. Após o teste de mesa de

40 / 47 fluxo, amostras de cubos de 2"x2"x2" foram moldadas em moldes metálicos e os moldes foram colocados em uma câmara de umidade com umidade relativa controlada acima de 95% a 23°C por 24 ± 1 h para endurecimento. Em seguida os cubos endurecidos foram removidos dos moldes e colocados em um banho de cura com valor de pH controlado em uma câmara de cura por 28 dias. A resistência à compressão (Tabela 8) dos cubos de argamassa de areia de Ottawa foi medida de acordo com ASTM C 109 (Método de Teste Padrão para Resistência à Compressão de Argamassas de Cimento Hidráulico). Comparada com a amostra controle, surpreendentemente, a resistência à compressão de um grupo de amostras é 9,2% maior após 7 dias de cura na dosagem de 0,10% de CF. Surpreendentemente, após 28 dias, a resistência à compressão de dois grupos com 0,05% e 0,10% foi maior do que a das amostras de controle, em que o maior aumento é de uma melhoria de 9,8% com 0,10% de CF adicionado à formulação. Tabela 8 Resistência à compressão após 7 e 28 dias (ASTM C 109) da argamassa preparada com areia de Ottawa e CF Resistência à Compressão (MPa) % de CF por massa Densidade 7 dias Densidade (g/cm3) 28 dias (g/cm3) 0 2,25 37,8 ± 3,9 2,25 43,5 ± 2,9 0,05 2,26 37,0 ± 3,7 2,25 47,8 ± 4,4 0,10 2,25 41,3 ± 4,4 2,26 45,4 ± 2,8 0,15 2,25 35,1 ± 3,0 2,27 39,2 ± 5,9

EXEMPLO VII Mistura de concreto com areia para construção e CF

[00146] Os materiais utilizados são areia Lafarge (9071 SG, areia para concreto de construção, de St-Gabriel-de-Brandon, QC, Canadá, fornecida pela Lafarge); cimento Portland com calcário tipo GUL (St-Constant, QC, Canadá, fornecido pela Lafarge); e CF produzido na planta piloto da FPlnnovations. Um aditivo de mistura redutor de água de alta capacidade à base de policarboxilato com 32% de teor de sólidos foi adicionada na dosagem de 2500 ml/m3 para assegurar a trabalhabilidade alvo de 80 mm ± 30

41 / 47 mm.

[00147] A formulação do cimento Portland tipo GUL, areia Lafarge, agregado de cascalho e a quantidade de materiais foram misturados para as composições, conforme listado na Tabela 9. Os resultados de abatimento e teor de ar da mistura fresca de concreto com areia Lafarge foram apresentados na Tabela 9, bem como o teor de ar da mistura fresca e a densidade do concreto curado. Tabela 9 Composições de formulação de concreto feito de areia Lafarge com diferentes razões de CF Composições 1 2 3 Teor de CF, % 0 0,05 0,15 CF, kg/m³ 0 0,19 0,58 Razão inicial água/cimento W/C 0,44 Cimento GUL, kg /m3 385 Agregado 5-14mm, kg/m3 1011,6 Areia Lafarge, kg/m3 774,8 AEA, ml/m3 125 WRA/SUP, ml/m3 2500 Abatimento, mm 66 62 62 Teor de Ar, % 3,3 3 2,4 Densidade, kg/m3 2430 2437 2447

[00148] Os resultados da resistência à compressão do concreto feito com areia de Lafarge com diferentes razões de CF são apresentados na Figura

13. A resistência à compressão melhorou com o tempo de cura para toda a formulação. Há uma melhora de cerca de 7,5-8% ao comparar as amostras de controle com adição de 0,05% de CF e 0,15% de CF. A tendência de aumento permaneceu semelhante com o tempo de cura de 7 dias, 14 dias a 28 dias. A resistência à tração na flexão aumenta levemente com a adição de 0,05% de CF e nenhum aumento com a adição de 0,1% de CF (Figura 17). A resistência de ruptura à tração do concreto feito de areia Lafarge é ligeiramente reduzida pela adição de CF (Figura 18).

EXEMPLO VIII Concreto feito com areia de Ottawa por adição de CF

[00149] Os materiais utilizados são areia de Ottawa; cimento Portland

42 / 47 com calcário tipo GUL (St-Constant, QC, Canadá, fornecido pela Lafarge); e CF, produzido na planta piloto da FPlnnovations. Um aditivo de mistura redutor de água de alta capacidade à base de policarboxilato com 32% de teor de sólidos foi adicionado na dosagem de 2500 ml/m3 para assegurar a trabalhabilidade alvo de 80 mm ± 30 mm.

[00150] Cimento Portland tipo GUL, areia de Ottawa, agregado de cascalho e a quantidade de materiais foram misturados para as composições, conforme listado na Tabela 10. O abatimento e teor de ar da mistura fresca de concreto com areia de Ottawa foram apresentados na Tabela 10, bem como o teor de ar da mistura fresca e a densidade do concreto curado. Tabela 10 Composições de formulação de concreto feito de areia de Ottawa com diferentes razões de CF Composição F1 F2 F3 F4 Teor de CF, % 0 0,05 0,10 0,15 CF, kg/m³ 0 0,19 0,39 0,58 Cimento GUL, kg /m3 385 Agregado 5-14mm, kg/m3 1011,6 W/C 0,41 Areia de Ottawa, kg/m3 774,8 AEA, ml/m3 125 WRA/SUP, ml/m3 2500 Abatimento, mm 75 70 71 84 Teor de Ar, % 5,5 5,6 5,8 4,2 Densidade, kg/m3 2370 2384 2389 2416

[00151] Os resultados da resistência à compressão do concreto feito com areia de Ottawa com diferentes razões de CF são vistos na Figura 14. Surpreendentemente, a resistência à compressão aumentou 22% com adição de 0,15% em comparação com a amostra de controle com concreto de areia de Ottawa sem CF. Houve uma melhora de 16% na resistência à compressão com 0,1% de CF na formulação da areia de Ottawa após 7 dias de cura. Todas as formulações com adição de CF apresentam melhora óbvia na resistência à compressão após 7 dias, 14 dias e 28 dias de cura. A resistência à tração na flexão do concreto de areia de Ottawa com adição de 0,05% de CF aumentou 7,3% e uma ligeira melhora com 0,1% de CF (Figura 17). A resistência de

43 / 47 ruptura à tração foi melhorada em 33% com a adição de 0,1% de CF, e toda a resistência de ruptura à tração melhorou com a adição de CF após 28 dias de cura para o concreto da areia de Ottawa (Figura 18).

EXEMPLO IX Concreto feito com areia amarela do deserto por adição de CF

[00152] Os materiais utilizados são areia amarela do deserto; cimento Portland com calcário tipo GUL (St-Constant, QC, Canadá, fornecido pela Lafarge); e CF, produzido na planta piloto da FPlnnovations. Um aditivo de mistura redutor de água de alta capacidade à base de policarboxilato com 32% de teor de sólidos foi adicionado na dosagem de 4000 ml/m3 para assegurar a trabalhabilidade alvo de 80 mm ± 30 mm.

[00153] Cimento Portland tipo GUL, areia amarela do deserto, agregado de cascalho e a quantidade de materiais foram misturados para as composições listadas na Tabela 11. O abatimento e o teor de ar da mistura fresca de concreto com areia amarela estão listados na Tabela 11. O teor de ar da mistura fresca e a densidade do concreto curado são apresentados na Tabela 11. Tabela 11 Formulação de concreto feito de areia amarela do deserto com CF Composição F1 F2 F3 F4 Teor de CF, % 0 0,05 0,10 0,15 CF, kg/m³ 0 0,19 0,39 0,58 Cimento GUL, kg /m3 385 Agregado 5-14mm, kg/m3 1011,6 W/C 0,485 Areia amarela do deserto, kg/m3 774,8 AEA, ml/m3 125 WRA/SUP, ml/m3 4000* Abatimento, mm 87 75 75 107 Teor de Ar, % 4,2 3,5 2,4 2,5 Densidade, kg/m3 2390 2404 2420 2423

[00154] Os resultados da resistência à compressão do concreto feito com areia amarela do deserto com diferentes razões de CF são apresentados na Figura 15. A resistência à compressão aumentou 11% com a adição de 0,1% de CF em comparação com a amostra de controle com concreto de areia

44 / 47 amarela do deserto após 7 dias de cura. A melhoria na resistência à compressão é de 14% com 0,15% de CF após 28 dias de cura. A tendência é clara: a adição de CF de 0,1 a 0,15% tem impacto positivo na melhoria da resistência à compressão. Surpreendentemente, a resistência à tração na flexão aumentou com o aumento da razão de CF e até 11% a 0,15% de CF após 28 dias de cura. A ruptura à tração do concreto de areia amarela aumentou 7% com a adição de 0,15% de CF.

EXEMPLO X Concreto feito com areia de duna por adição de CF

[00155] Os materiais utilizados são areia de dunas do estado de Oregon; cimento Portland com calcário tipo GUL (St-Constant, QC, Canadá, fornecido pela Lafarge); e CF, produzido na planta piloto da FPlnnovations. Um aditivo de mistura redutor de água de alta capacidade à base de policarboxilato com 32% de teor de sólidos foi adicionada na dosagem de 4000 ml/m3 para assegurar a trabalhabilidade alvo de 80 mm ± 30 mm.

[00156] Cimento Portland tipo GUL, areia de dunas do deserto, agregado de cascalho e a quantidade de materiais foram misturados para as composições conforme listado na Tabela 12. O abatimento e teor de ar da mistura fresca de concreto com areia de dunas foram apresentados na Tabela 12, assim como o teor de ar da mistura fresca e a densidade do concreto curado também são relatados na Tabela 12. Tabela 12 Formulação de concreto de areia de dunas com adição de CF Composição F1 F2 F3 F4 Teor de CF, % 0 0,05 0,10 0,15 CF, kg/m³ 0 0,19 0,385 0,58 Cimento GUL, kg /m3 385 Agregado 5-14mm, kg/m³ 1011,6 W/C 0,485 Areia amarela do deserto, kg/m³ 774,8 AEA, ml/m3 125 WRA/SUP, ml/m3 4000 Abatimento, mm 75 105 63 70 Teor de Ar, % 4,8 4,4 4,4 4,3 Densidade, kg/m3 2383 2393 2399 2420

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[00157] Os resultados da resistência à compressão do concreto feito de areia de dunas com diferentes razões de CF são apresentados na Figura 16. A resistência à compressão aumentou 9,4% com a adição de 0,1% de CF em comparação com a amostra de controle com concreto de areia de dunas após 7 dias de cura. A melhoria na resistência à compressão é de 10,5% com 0,15% de CF após 28 dias de cura. A tendência é clara: a adição de CF a 0,1-0,15% tem impacto positivo na melhoria da resistência à compressão. Tanto a resistência à tração na flexão quanto a resistência de ruptura à tração são ligeiramente melhoradas com a adição de CF a 0,1% - 0,15%. EXEMPLO Xl Impacto do CF na composição do concreto feito com areia de construção normal, cimento e cascalho

[00158] Cimento Portland, areia de construção normal, agregado de cascalho e a quantidade de materiais foram misturados para as composições, conforme listado na Tabela 13. Tabela 13 Misturas e porcentagem de filamentos de celulose (CF) 1 2 3 0,10% de CF 0,15% de CF Componentes Sem CF 0,39 kg/m3 0,58 kg/m3 3 Água, kg/m da composição de concreto 170 170 170 Cimento GU, kg/m3 de composição de concreto 385 385 385 Agregado 5-20 mm, kg/m3 de composição de concreto 1025 1025 1025 Areia, kg/m3 de composição de concreto 770 770 770 Aditivo de mistura de arrasto de ar, MasterAir AE210, 125 125 125 BASF, ml/m3 de composição de concreto Aditivo de mistura redutor de água, MasterPozzolith, 1,0 1,0 1,0 BASF, l/m3 de composição de concreto Aditivo de mistura redutor de água, Rheobuild 1100, - 1,0 1,25 BASF, l/m3 de composição de concreto Razão inicial de água para cimento (W/C) 0,44 0,44 0,44 Densidade, kg/m3 de composição de concreto 2350 2350 2350 Nota: 0,1% de CF, 0,39 kg/m³ significa a quantidade de CF por metro cúbico de concreto; 0,15% de CF, 0,58 kg/m³ é a quantidade de CF por metro cúbico de concreto.

[00159] A fotografia da superfície de fratura da mistura de CF, cimento, areia e cascalho após o teste de tração na flexão é vista na Figura 19. A Figura 19A é a fotografia de fratura da amostra de referência, uma mistura normal de concreto sem adição de CF à mistura. Observou-se que há vários

46 / 47 pontos brancos, que são as bordas de quebra na zona de transição interfacial entre pasta de cimento e agregado de cascalho, o que indicou que a ITZ da mistura de concreto normal são áreas fracas dos compostos de concreto. Surpreendentemente, ao examinar a superfície de fratura da mistura de concreto com a adição de CF, observou-se que, onde os agregados de cascalho foram quebrados, apareceram pontos pretos com área de cor mais escura (Figuras 19B e 19C), indicando que a adição de CF melhorou a adesão na ITZ entre cimento e agregados de cascalho. Surpreendentemente, também foram observadas rupturas semelhantes nos agregados de cascalho para as amostras de ruptura à tração (Figura 20), em que as superfícies de fratura do concreto com CF mostraram uma proporção maior de agregados graúdos rompidos do que no concreto sem CF, o que mostra mais descolamento do contato entre pasta-agregado na ITZ. Foi uma descoberta surpreendente que a aderência no contato de agregados-pasta é melhorada pela adição de CF.

[00160] As propriedades do CF misturado com cimento, areia de construção, agregados de cascalho, agente de arrasto de ar e superplastificantes estão resumidas na Tabela 14. Pode-se observar que a adição de uma pequena quantidade de CF melhorou a resistência à compressão em até 20%, com a adição de apenas 0,14% de CF em peso de aglutinante. A resistência à compressão obtida foi de 37,3 MPa, que é superior a 36,4 MPa para o aditivo de mistura de concreto sem CF aos 28 dias. A resistência à tração na flexão foi apenas ligeiramente melhorada com a adição de CF. A resistência de ruptura à tração melhorou em 19% aos 57 dias. No geral, a adição de CF no aditivo de mistura de concreto melhora a adesão entre a pasta de cimento e a zona de interação interfase do agregado de cascalho, melhorando assim a resistência mecânica do concreto produzido. Tabela 14 Propriedades do CF no aditivo de mistura de concreto feita com areia normal de rio, cimento e agregados de cascalho

47 / 47 Mistura 1 Mistura 2 com Mistura 3 com Requisitos Característica sem CF 0,10% de CF 0,15% de CF normais 7 dias 31,2 37,3 33,0 Resistência à compressão (MPa) 28 dias 36,4 43,5 39,4 35 min. 56 dias 40,6 47,4 42,5 7 dias 4,4 4,6 3,8 Resistência à tração na flexão (MPa) 28 dias 5,4 5,6 4,5 4,5 min. Resultados de resistência de ruptura à tração 2,6 3,1 3,1 (brasileira) a 57 dias (MPa) Módulo elástico medido aos 28 dias (GPa) 30,2 33,0 31,4 Razão de Poisson 0,21 0,22 0,21 Concreto endurecido com teor de ar, ASTM 7,1 7,2 5,1 3,0 min. C457 (%) Fator de espaçamento, ASTM C457 (µm) 166 184 207 260 máx. Escalonamento em 56 ciclos, BNQ 2621- 0,15 0,27 0,19 0,50 máx. 900 (kg/m2)

[00161] Vários aspectos descritos neste documento individualmente, em combinação, ou em uma variedade de arranjos que não discutidos especificamente nas modalidades descritas acima, e portanto não se limitam em sua aplicabilidade aos detalhes e arranjos de componentes apresentados na descrição acima ou ilustrados nas figuras. Por exemplo, os aspectos descritos em uma modalidade podem ser combinados de qualquer maneira com aspectos descritos em outra modalidade. Embora modalidades específicas tenham sido mostradas e descritas, será óbvio para os versados na técnica que mudanças e modificações podem ser feitas sem se afastar do escopo das reivindicações a seguir e a divulgação não deve ser limitada pelas modalidades estabelecidas nos exemplos, mas deve ser dada a interpretação razoável mais ampla consistente com a descrição como um todo.

Claims (34)

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de concreto caracterizada pelo fato de que compreende: a) um aglutinante hidráulico; b) uma areia superfina, em que a referida areia superfina é uma areia com um módulo de finura abaixo de 2,11, conforme classificado de acordo com a ASTM C136-01 ou uma areia com um módulo de finura abaixo de 1,5, conforme classificado de acordo com a GB/T14684-2001; e uma celulose filamentosa.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a areia superfina é uma areia de deserto ou uma areia de Ottawa.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a areia de deserto é areia amarela do deserto, areia das dunas, areia de deserto do Qatar, areia de deserto de Gobi, areia vermelha de deserto, areia preta de deserto ou uma combinação das mesmas.

4. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a celulose filamentosa é um nano filamento de celulose (CF), nano filamentos de celulose, uma nanofibrila de celulose (CNF) ou uma celulose microfibrilada (MFC).

5. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a celulose filamentosa tem um comprimento médio de até 2 mm e uma largura média de 3 nm a 500 nm.

6. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o aglutinante hidráulico é selecionado do grupo que consiste em um cimento Portland, um cimento de alta alumina, um cimento de cal, um cimento de pó de forno, um cimento de alto fosfato, um cimento de escória alto-forno granulado moído, cinzas volantes, cal, gesso e combinações destes.

7. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o aglutinante hidráulico é um cimento Portland.

8. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a celulose filamentosa para aglutinante hidráulico está em um % em peso inferior a 5% em peso do aglutinante hidráulico.

9. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o % em peso de celulose filamentosa no aglutinante hidráulico está na faixa de 0,001% a 5% em peso.

10. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um agregado bruto.

11. Composição de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o agregado bruto é cascalho, bruto, silicato, argila, óxido de metal, hidróxido de metal ou uma mistura destes.

12. Composição de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que o agregado bruto está em um intervalo de tamanhos médios de partículas de 5 mm a 40 mm.

13. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma areia com um módulo de finura superior a 2,9, conforme classificado de acordo com a ASTM C136-01.

14. Composição de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a areia com um módulo de finura superior a 2,9 é uma areia natural.

15. Composição de acordo com a reivindicação 13 ou 14,

caracterizada pelo fato de que a areia natural é uma areia de rio, areia de margem de rio, areia de praia ou uma combinação das mesmas.

16. Composição de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que a areia com um módulo de finura superior a 2,9 é uma areia de Lafarge.

17. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 16, caracterizada pelo fato de que a referida composição é uma mistura de concreto/argamassa, uma mistura de concreto, uma mistura de argamassa, uma composição de argamassa ou um aditivo de adesão à areia de concreto/argamassa.

18. Método para preparar a composição de concreto caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer um aglutinante hidráulico; fornecer uma areia superfina, em que a referida areia superfina é uma areia com um módulo de finura abaixo de 2,11, conforme classificado de acordo com a ASTM C136-01 ou uma areia com um módulo de finura abaixo de 1,5, conforme classificado de acordo com a GB/T14684-2001; fornecer uma celulose filamentosa; e misturar o aglutinante hidráulico, a areia superfina e a celulose filamentosa, em que a celulose filamentosa cria uma rede aderente ao aglutinante hidráulico e à areia.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a areia superfina é uma areia do deserto ou uma areia de Ottawa.

20. Método de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que a areia de deserto é areia amarela de deserto, areia de dunas, areia de deserto do Qatar, areia de deserto de Gobi, areia vermelha de deserto, areia preta de deserto ou uma combinação das mesmas.

21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 20, caracterizado pelo fato de que a celulose filamentosa é um nano filamento de celulose (CF), nano filamentos de celulose, uma nanofibrila de celulose (CNF) ou uma celulose microfibrilada (MFC).

22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 21, caracterizado pelo fato de que a celulose filamentosa tem um comprimento médio de até 2 mm e uma largura média de 3 nm a 500 nm.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 22, caracterizado pelo fato de que o aglutinante hidráulico é selecionado do grupo que consiste em um cimento Portland, um cimento de alta alumina, um cimento de cal, um cimento de pó de forno, um cimento de alto fosfato, um cimento de escória alto-forno granulado moído, cinzas volantes, cal, gesso e combinações destes.

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 23, caracterizado pelo fato de que o aglutinante hidráulico é um cimento Portland.

25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 24, caracterizado pelo fato de que a celulose filamentosa para aglutinante hidráulico está em um % em peso inferior a 5% em peso do aglutinante hidráulico.

26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 25, caracterizado pelo fato de que o % em peso de celulose filamentosa no aglutinante hidráulico está na faixa de 0,05% a 2,5% em peso.

27. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 26, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um agregado bruto.

28. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o agregado bruto é cascalho, bruto, silicato, argila, óxido de metal, hidróxido de metal ou uma mistura destes.

29. Método de acordo com a reivindicação 27 ou 28,

caracterizado pelo fato de que o agregado bruto está em um intervalo de tamanhos médios de partículas de 5 mm a 40 mm.

30. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 29, caracterizado pelo fato de compreender ainda a adição de uma areia com um módulo de finura superior a 2,9, conforme classificado de acordo com a ASTM C136-01.

31. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a areia com um módulo de finura superior a 2,9 é uma areia natural.

32. Método de acordo com a reivindicação 30 ou 31, caracterizado pelo fato de que a areia natural é uma areia de rio, areia de margem de rio, areia de praia ou uma combinação das mesmas.

33. Método de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que a areia com um módulo de finura superior a 2,9 é uma areia de Lafarge.

34. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 33, caracterizado pelo fato de compreender ainda a cura e o moldagem da composição de concreto.