[pt] O presente trabalho tem como objetivo investigar os efeitos químicos, físicos e mecânicos de altas dosagens de escória granulada de alto forno (85 por cento) como adição em cimentos Portland. Foram feitas quatro amostras, sendo uma do cimento padrão referência conhecido como CP IND e com as dosagens de adição de escória, com 60 por cento de adição de escória (usual do mercado), 85 por cento de escória sem aditivo (branco) e 85 por cento de escória com 7,5 por cento de aditivo ativador (Metassilicato de Sódio Anidro). Os materiais foram caracterizados quanto sua composição química, área superficial e granulometria por ensaios de Fluorescência, Blaine e granulometria laser. Para investigar a formação das fases foram realizadas análises de difratometria de raios-x (DRX) e calorimetria. Finalmente, os cimentos hidratados foram ensaiados em compressão uniaxial para as idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias para medir a resistência à compressão na argamassa padrão de cimento pelo método de argamassa padrão, e em 1, 7 e 28 dias em concreto. O uso desse ativador garantiu a reserva alcalina, elevando a precipitação de produtos de hidratação. As misturas ativadas com 85 por cento de escória apresentaram resultados de resistência à compressão satisfatórios para cimentos Portland Classe de resistência 25 MPa. O cimento com 85 por cento de adição de escória ativado com metassilicato de sódio anidro apresentou um desempenho, na argamassa padrão de cimento, na idade de 1 dia, mais de 4 vezes superior quando comparado ao cimento com 85 por cento de adição de escória sem ativador. Esse desempenho foi diminuindo à medida que hidratação evolui, quando se esperava ao contrário, demonstrando que o percentual utilizado e a granulometria do ativador podem não ter sido a mais adequada, havendo a necessidade de um estudo mais aprofundado tanto nessa relação quanto na verificação da porosidade das misturas. / [en] The present work investigates the chemical, physical and mechanical effects of high dosages of granulated blast furnace slag (85 percent) as an addition to Portland cements. Four samples were made, one of the reference standard cement known as CP IND and with the slag addition dosages, with 60 percent slag addition (usual on the market), 85 percent slag without additive (white) and 85 percent slag with 7.5 percent activating additive (Anhydrous Sodium Metasilicate). The materials were characterized regarding their chemical composition, surface area and particle size by Fluorescence, Blaine and laser particle size tests. To investigate the formation of the phases, x-ray diffractometry (XRD) and calorimetry analyzes were carried out. Finally, the hydrated cements were tested in uniaxial compression at ages of 1, 3, 7, 28 and 91 days to measure the compressive strength in the cement paste, and at 1, 7 and 28 days in concrete. The use of this activator guaranteed the alkaline reserve, increasing the precipitation of hydration products. The mixtures activated with 85 percent slag presented satisfactory compressive strength results for Portland cements Strength Class 25 MPa. The cement with 85 percent addition of slag activated with anhydrous sodium metasilicate presented a performance, in the cement paste, at the age of 1 day, more than 4 times higher when compared to cement with 85 percents lag addition without activator. This performance decreased as hydration progressed, when the opposite was expected, demonstrating that the percentage used and the granulometry of the activator may not have been the most appropriate, with the need for a more in-depth study both in this relationship and in the verification of the porosity of the mixtures.

[pt] O presente estudo busca definir uma relação de mistura estável utilizando aditivos poliméricos à base de álcool polivinílico (PVOH) para controlar a perda de filtrado, antiespumante e dispersante, caracterizando a influência de cada adição na cinética de hidratação, propriedades mecânicas, físicas e reologia da mistura. Além disso, foi caracterizado o comportamento das pastas de cimento em condições de cura que simulam a situação do poço até 6100 m de profundidade, seguindo as recomendações da API, e o comportamento do material nos estados in situ, utilizando pressões confinantes para realizar os ensaios de compressão. Por fim, propôs-se a inclusão de microfibras de álcool polivinílico (PVA) para melhorar o desempenho mecânico das pastas cimentícias, avaliando diferentes tipos de carregamento e definindo os impactos da adição de fibras na viscosidade e tixotropia das misturas. Verificou-se que o uso de PVOH como aditivo de perda de filtrado não influencia na cinética de hidratação para concentrações de até 0,4% em peso de cimento, mas à medida que a quantidade de PVOH é aumentada na mistura, o processo de hidratação da pasta de cimento pode ser modificado por causa do mecanismo de absorção do PVOH. Além disso, novas fases de produtos de hidratação aparecem com o aumento da temperatura e pressão de cura: dellaite, hydroxyellestadite e alpha-C2SH. A última fase (alpha-C2SH) está relacionada à perda de capacidade de resistência das amostras curadas a 149°C, simulando o caso do poço de petróleo de 6100 m de profundidade. Para os ensaios triaxiais, a pressão de confinamento conferiu às amostras um comportamento diferente do caso uniaxial, implicando em uma considerável melhora da plasticidade no comportamento tensão-deformação. Embora se observe algum reforço por atrito devido a tensões de cisalhamento no plano das fissuras, o efeito mais importante do confinamento é suportar a deformação dúctil, mesmo para o caso da pasta de cimento reforçada com fibra de PVA. Finalmente, o estudo mostrou que as fibras de PVA conferem um leve aumento da viscosidade da pasta de cimento, uma fase plástica prolongada aparentemente sem perda de capacidade de carga em testes triaxiais e uma capacidade aprimorada de absorver energia ao avaliar cargas de tração e cisalhamento. / [en] The present study seeks to define a stable mixing ratio using powder Polyvinyl Alcohol (PVOH) based polymeric additives to control the loss of filtrate, defoamer, and dispersant, characterizing the influence of each addition on hydration kinetics, mechanical and physical properties, and rheology of the mix. The behavior of cement pastes under curing conditions that simulate the wellbore situation up to 6100 m depth was also evaluated, following API recommendations. Moreover, the behavior of the material under in situ states, using confining pressures to perform the compression tests, was characterized. Finally, the inclusion of Polyvinyl Alcohol (PVA) microfibers is proposed to improve the mechanical performance of cement pastes, evaluating different types of loading and defining the impacts of the fiber addition on the viscosity and thixotropy of the mixtures. It was found that the use of PVOH as a fluid loss additive does not influence hydration kinetics for concentrations up to 0.4% by weight of cement, but as the amount of PVOH is increased in the mixture, the hydration process of the cement paste may be modified because of the PVOH absorptive mechanism. Moreover, new hydration products phases appear with increasing curing temperature and pressure: dellaite, hydroxyellestadite, and alpha-C2SH. The last phase (alpha-C2SH) is related to the loss of strength capacity of the samples cured at 149°C, simulating a 6100 m depth wellbore. For the triaxial tests, the confining pressure gave the samples a behavior markedly different from the uniaxial case, implying a considerable improvement in the plasticity of the stress-strain behavior. Although some frictional reinforcement is observed due to shear stresses in the cracks surface, the most important effect of confinement is to withstand ductile deformation, even in the case of PVA fiber-reinforced cement paste. Finally, the study has shown that PVA fibers impart a slight viscosifying effect on the cement slurry, a prolonged plastic phase with apparently no loss of load-carrying capacity in triaxial tests, and an improved ability to absorb energy when evaluating tensile and shear loads.