RESUMO O objetivo do trabalho é sintetizar o óxido de grafeno (GO) de maneira mais sustentável e adicioná-lo à pasta de cimento Portland. O método de obtenção do GO mais comumente utilizado é o método de Hummers, em que a lavagem do material é feita com água, resultando em grande quantidade de rejeito aquoso ácido. Isso acarreta um problema de sustentabilidade ambiental desse processo, devido aos danos possíveis ao ambiente. Objetivando uma abordagem moderna nos preceitos da química verde para a obtenção do GO, propõe-se a substituição da lavagem com água pela neutralização da solução com carbonato de cálcio para a redução desses resíduos poluentes. Para comprovar a eficiência da síntese verde, fizeram-se comparações físico-químicas nas amostras de GO obtidas, tanto pelo método Hummers (GO), quanto pelo método verde (GOv). As amostras foram analisadas por DRX, FTIR, RAMAN e MEV. As análises da suspensão de GOv não indicou a presença de novas fases cristalinas, porém observou-se a formação da fase gipsita na amostra seca na estufa. Os resultados mostraram a eficiência na produção de GO. Para a produção das pastas de cimento Portland foram feitos traços com a adição de 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,75 e 1% m/m de GOv e executados os ensaios de resistência à compressão dos corpos de prova. Foi observado um máximo de eficiência na propriedade de resistência mecânica com adição de 0,3% de GOv no traço. Em estudos comparativos de microscopia eletrônica nos traços de 0,3% contra 1,0% de GOv pode-se constatar a agregação das lamelas de GO nos traços de maior concentração, o que resulta na menor resistência desses últimos. Assim, essa pesquisa apresentou uma proposta com menor impacto ambiental para a produção de compósitos de cimento com GO por um método simples.
ABSTRACT The main objective of this paper is to synthesize graphene oxide (GO) in a more sustainable way and add it to Portland cement paste. The most commonly used method of obtaining GO is the Hummers method, in which the washing of the material is done with water, resulting in large amounts of aqueous acid waste. This process leads to environmental sustainability problem, due to the possible damages to the environment. Aiming for a modern approach in the precepts of green chemistry for obtaining GO, it is proposed to replace the washing with water by neutralizing the solution with calcium carbonate to reduce these toxic residues. To verify the efficiency of green synthesis, physicochemical comparisons of GO samples obtained by both the Hummers method (GO) and the green method (GOv) were performed. The samples were analyzed by XRD, FTIR and RAMAN,and SEM. The analyses of the GOv suspension did not indicate the presence of new crystalline phases, but the formation of the gypsum phase was observed in the dry sample in the hot chamber. The results showed the efficiency in the production of GO. For the production of Portland cement paste, we added a proportion of 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,75 and 1% of GOv and, then compressive strength tests were performed on the specimens. A maximum efficiency in the mechanical strength property was observed with addition of 0.3% of GOv in the traces. In comparative studies of electron microscopy in the 0.3% traces against 1.0% of GOv traces, the aggregation of GO lamellae in the traces with higher concentration can be observed, which results in lower resistance of the latter. This research presented a proposal with less environmental impact for the production of cement composites GO by a simple method.
