Avaliação da durabilidade de compósitos cimentícios reforçados com nanotubos de carbono: uma revisão sistemática da literaturado conhecimento contemporâneo

Abstract

Reinforcing cementitious matrices with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) can enable crack control at the nanoscale, contributing to the durability and strength of these composites. A key challenge associated with these composites is the difficulty in dispersing MWCNTs and the low interfacial interaction between the fiber and the matrix. This study conducted a Systematic Literature Review (SLR) to identify the main MWCNT contents and dispersion techniques, correlating them with durability parameters in environmental conditions that degrade cementitious matrices, such as CO2, chlorides, acids, and sulfates. A search string was applied to international databases between 2020 and 2024, resulting in 18articles. The results showed that MWCNTs improve the mechanical properties and microstructure of the composites, in addition to reducing the values of chloride ion migration coefficients and CO2diffusion. This was attributed to mechanisms such as nucleation points (formation of cement hydration products), stress transfer bridges in microcracks, and matrix densification. Although MWCNTs have demonstrated potential in enhancing the durability of cementitious composites, the diversity of methodologies and exposure conditions calls for further studies to achieve greater consensus in the results.

El refuerzo de matrices cementosascon nanotubos de carbono de paredes múltiples (NTCPM) puede permitir el control de fisuración a escala nanométrica, contribuyendo a la durabilidad y resistencia de estos compuestos. Un desafío relacionado con estos compuestos es la dificultad para dispersar los NTCPM y la baja interacción interfacial fibra-matriz. Este estudio realizó una Revisión Sistemática de la Literatura (RSL) para identificar los principales contenidos de NTCPM y técnicas de dispersión, correlacionándolos con parámetros de durabilidad en condiciones ambientales que degradan matrices cementosas, como ambientes con CO2, cloruros, ácidos y sulfatos. Se aplicó una stringde búsqueda en bases de datos internacionales entre 2020 y 2024, resultando en 18artículos. Los resultados mostraron que los NTCPM mejoran las propiedades mecánicas y la microestructura de los compuestos, además de reducir los coeficientes de migración de iones cloruro y la difusión de CO2. Esto se atribuyó a mecanismos como puntos de nucleación (formación de productos de hidratación del cemento), puentes de transferencia de tensiones en microfisuras y la densificación de la matriz. Aunque los NTCPM han demostrado potencial en la durabilidad de compuestos cementosos, la diversidad de metodologías y condiciones de exposición requiere más estudios para alcanzar mayor consenso en los resultados.