Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-06-29T12:25:26Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovanne Caetano Gomes - 2017.pdf: 4000475 bytes, checksum: 9ebf09d429582174011cbfd00331c5d4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-07-10T14:15:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovanne Caetano Gomes - 2017.pdf: 4000475 bytes, checksum: 9ebf09d429582174011cbfd00331c5d4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T14:15:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovanne Caetano Gomes - 2017.pdf: 4000475 bytes, checksum: 9ebf09d429582174011cbfd00331c5d4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-05-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Among the several deleterious actions may attack concrete elements, is the alkali-aggregate reaction (AAR), which affects, mainly, structures of dams, bridges and foundations, where the alkali-silica reaction (ASR) is the most common. One of the main challenges regarding the prediction of this phenomenon is the development of models that may predict damage specific for this reaction, which constitute the theme of this research. Firstly, a systematic literature review was conducted with respect to the models developed, with the organization and classification of the data found, presenting a clear and detailed state-of-art. Therefore, the studies published in journals in the last five years (2012-2016) were selected, in order to conduct their categorization regarding the scale and nature of the analysis, type of modeling, and the software necessary to execute the simulations, besides the summarizing, grouping and analysis of the information concerning the input data necessary to the execution of each modeling, as well as the results generated by each one of them. The models which do not predict damage, i.e. general models that simulate the ASR, were investigated to verify their contribution to a better understanding of the chemical and physical processes that occur in the concrete affect by the reaction. Finally, it was verified that the models analyzed are based on different theories and methods of analyses, demanding distinct input data and generating heterogeneous output data, which are meticulously explained in this paper. / Dentre as várias ações deletérias que podem atacar elementos de concreto tem-se a reação álcali-agregado (RAA), a qual afeta principalmente as estruturas de barragens, pontes e fundações, sendo a reação do tipo álcali-sílica (RAS) a mais recorrente nelas. Um dos principais desafios no que tange à predição desse fenômeno é o desenvolvimento de modelos de previsão de dano específicos dessa reação, constituindo-se o tema da presente pesquisa. A priori, executou-se uma revisão sistemática da literatura a respeito dos modelos desenvolvidos, com a organização e classificação dos dados encontrados, apresentando-se o estado da arte de forma clara e detalhada. Em seguida, foram elencados os trabalhos publicados em periódicos indexados nos últimos cinco anos (2012-2016), executando-se a categorização dos modelos quanto à escala e natureza de análise, tipo de modelagem, e softwares necessários para executar as simulações, além da sintetização, agrupamento e análise de informações concernentes aos dados de entrada necessários para a execução de cada modelação, bem como dos resultados gerados por elas. Para os modelos que não preveem dano, isto é, modelos gerais que simulam a RAS, investigou-se sua contribuição para o melhor entendimento dos processos químico-físicos que ocorrem no concreto afetado por ela. Verificou-se, assim, que os modelos analisados são pautados em diferentes teorias e métodos de análise, demandando dados de entrada distintos e gerando dados de saída heterogêneos, os quais são discriminados minuciosamente neste trabalho.

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Resumo: O desenvolvimento de sistemas capazes de monitorar e controlar informações estão sendo cada vez mais utilizados, permitindo maior refinamento e confiança nos resultados. Na área instrumental de laboratório, existem situações que exigem maior controle sobre o ensaio. Com o atual avanço na área de microprocessadores, microcontroladores, sensores inteligentes, entre outros, têm impulsionado a utilização dos mesmos na melhoria e confiabilidade de processos mecânicos, químicos, físicos, biológicos, de inteligência artificial, de melhoria de qualidade de vida de pessoas com deficiência. Os processos podem ser melhorados utilizando equipamentos que possuem sistemas embarcados capazes de processar informações e fazer o controle a partir de sistemas operacionais que antes só eram possíveis nos computadores. Na área das grandes estruturas de concreto não é diferente, deve-se monitorar algumas variáveis que resultam em uma manifestação patológica conhecida como reação álcali-agregado, que é um fenômeno de expansão que afeta a durabilidade e a resistência mecânica do concreto, este fenômeno está ligado à algumas variáveis, a umidade relativa interna é umas delas. Existem várias pesquisas no sentido de inibir as reações álcali-agregados, e é sabido que um importante passo antes do acontecimento da reação álcali-agregado em obras hidráulicas, como as usinas hidroelétricas é o monitoramento da umidade e da temperatura no interior do concreto e, acompanhamento das fissuras inerentes do proce... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of systems able to monitor and control information is increasingly being used, allowing greater refinement and confidence in results. In the instrumental area of the laboratory, there are situations that require greater control over the test. With the current progress in the area of microprocessors, microcontrollers, intelligent sensors, among others, have encouraged the use of these in the improvement and reliability of mechanical, chemical, physical, biological, artificial intelligence, improving the quality of life of people with deficiency. Processes can be improved by using equipment that has embedded systems that can process information and control from operating systems that were previously only possible on computers. In the area of large concrete structures is not different, it is necessary to monitor some variables that result in a pathological manifestation known as alkali-aggregate reaction, which is an expansion phenomenon that affects the durability and the mechanical resistance of the concrete, this phenomenon is connected to some variables, the relative humidity is one of them. There are several researches to inhibit alkali-aggregate reactions and is known that an important step before the occurrence of the alkali-aggregate reaction in hydraulic works such as hydroelectric plants is the monitoring of humidity and temperature inside the concrete and, the inherent fissures of the expansion process. The present work implemented a low cost, temperat... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A reação álcali-agregado é uma patologia do concreto conhecida há mais de 60 anos no meio técnico, e envolve os álcalis, provenientes em maior parte do cimento, e certos constituintes mineralógicos dos agregados. O produto desta reação é um gel higroscópico, que, em contato com a água, aumenta de volume consideravelmente. Os danos decorrentes da reação envolvem principalmente o desenvolvimento de um quadro de fissuração intenso, o que acarreta outras diversas manifestações patológicas, e movimentações de peças estruturais. Os relatos mais freqüentes de ocorrência da reação sempre foram em estruturas hidráulicas, tais como as barragens, em função do permanente contato com a água. Entretanto, nos últimos anos, diversos outros tipos de estruturas têm sido afetados, inclusive fundações de edificios, deixando o problema em evidência. O único modo de combater a reação é prevení-la através do uso de adições minerais, e para tal se faz necessário avaliar o agregado em questão, dispondo de um método de ensaio confiável. Este trabalho buscou analisar um dos métodos de ensaio mais utilizados no mundo todo para avaliar a reação álcali-agregado, a ASTM C 1260. Foram modificados alguns parâmetros de moldagem para verificar a influência destes nos resultados de expansão fornecidos pelo ensaio. Avaliaram-se os fatores: relação água/cimento, consistência da argamassa e forma do grão de agregado, e no total foram conduzidos 63 diferentes ensaios de expansão para analisar a influência destes fatores. Ensaios auxiliares foram realizados para justificar os resultados, e utilizou-se tratamento estatístico para verificação da validade dos mesmos. Foi observado que a forma de britagem do agregado, para posterior realização do ensaio, interfere diretamente nas condições de moldagem. E, o mais importante: isto resulta em expansões diferenciadas na idade de avaliação do agregado. Para evitar classificações errôneas de agregados através do uso da ASTM C 1260, uma norma usada em vários países, sugere-se que sejam fixados o maior número possível de parâmetros de moldagem. / The alkali-aggregate reaction 1s a concrete pathology known for more than 60 years, involving the alkalis (mostly from the cement), and some mineralogical components of the aggregates. The product o f this reaction is a hygroscopic gel that, in contact with water, has its volume greatly increased. The damage resulting from this reaction is mainly a situation of intense craking, which causes other pathological manifestations and movements of the structure. The most frequent reports o f this reaction have always been in hydraulic structures, such as dams, caused by the permanent contact with water. However, in the last few years, many other kinds of structures have been affected, including building foundations; which brought the problem to international evidence. The only way to prevent the expansion caused by the reaction is the use o f mineral admixtures as a substitute o f part o f the cement content, but first it is necessary to evaluate the aggregate in use, with a satisfactory test method. This work' s purpose is to analyze one o f the test methods commonly used throughout the world to evaluate the alkali-aggregate reaction, the ASTM C 1260. Some molding parameters have been modified so as to check their influence on the results of expansion obtained through this test. These factors have been evaluated: water/cement ratio, mortar consistency and shape of the aggregate particle. A total of 63 different tests of expansion were conducted to evaluate their influence. Additional tests were done so as to justify the results, and statistical analysis was used to validate the results. It was observe that the way the aggregate is crushed, for subsequent execution of the test, directly interferes in the conditions of molding. And, the most important: the way the aggregate is crushed results in different expansions and it is increased with the age of the evaluation of the test. To prevent a erroneous classification o f the aggregates through the use of ASTM C 1260, a standard used in many countries, it is suggested that test conditions should be better defined.

A reação química entre os hidróxidos alcalinos presentes no cimento e fases minerais reativas presentes no agregado dá origem a um gel sílico-alcalino que ao adsorver água se expande, podendo causar expansão e fissuração do concreto, afetando a sua durabilidade. Este fenômeno é chamado de reação álcali-agregado (RAA) e embora seja conhecido há aproximadamente 70 anos no meio técnico, e principalmente estar relacionado às grandes barragens e estruturas de concretos diversas de Usina hidrelétricas, nos últimos anos outros tipos de estruturas têm sido afetadas, inclusive fundações de edifícios, deixando ainda mais o problema em evidência. As medidas preventivas para esta reação já são conhecidas há muito tempo e aplicadas rotineiramente em estruturas de usinas hidrelétricas quando se tem agregados reativos, sendo recentemente normalizadas no Brasil. Porém, ainda existem grandes carências em se combater o fenômeno quando já se encontra instalado no concreto. Diante do exposto, este trabalho, desenvolvido dentro do programa de P&D de Furnas/ANEEL, teve como principal objetivo verificar a potencialidade de compostos a base de Silanos através de testes laboratoriais com vistas à aplicação em concretos contendo agregados reativos na tentativa de minimizar as expansões residuais em estruturas que já se encontram afetadas. As atividades desenvolvidas contemplam ensaios em barras de argamassas que foram tratadas, em três etapas distintas, com compostos a base de silanos. A primeira etapa foi desenvolvida como projeto piloto, e seus resultados serviram de apoio para a realização das etapas seguintes. Nas segunda e terceira etapas foi verificada a atuação dos produtos na prevenção e na mitigação da RAA, respectivamente. Os resultados obtidos na primeira etapa não foram satisfatórios, pois as expansões foram maiores do que as da referência. Já para a segunda e terceira etapas, os procedimentos para aplicação dos tratamentos previram que as barras fossem tratadas sem que estivessem previamente expostas à solução de NaOH, conforme realizado na primeira etapa, o que possivelmente ocasionou o acréscimo das expansões, sem a eficiência do produto. Os resultados obtidos nessas etapas se mostraram eficientes tanto na prevenção quanto na mitigação das expansões residuais da RAA e, embora o lítio produza uma maior eficiência na redução das expansões, os tratamentos à base de silano, e principalmente do tipo octiltrietoxisilano, mostraram muito promissores. Após o lítio, o tratamento à base do silano OCTEO, no teor de 10%, com o surfactante tipo DMSO, em aplicação múltipla, se mostrou mais eficiente. Para complemento da parte experimental da pesquisa, foram realizados ensaios de absorção de água por imersão e análises por microscopia eletrônica de varredura e verificou-se o efeito dos produtos de tratamento nos poros das argamassas. / The chemical reaction between cement alkaline hydroxides and reactive silica present in some aggregates produces an alkaline silicate gel that expands when it adsorbs water and can cause concrete expansion and cracking, thereby affecting durability. This phenomenon is known as alkali-aggregate reaction (AAR) and was first detected over 70 years ago as the cause of deterioration especially in large dams and a number of other concrete structures in hydroelectric power plants in general. In recent years, AAR has also been noted in other types of structure, such as building foundations, bringing the problem more dramatically to the fore. Preventive measures for AAR have long been known and are routinely applied in hydroelectric power plant structures when there are reactive aggregates. These measures have been recently standardized in Brazil. Nevertheless there are still flaws in our knowledge regarding how to mitigate expansion when this phenomenon is already present in the concrete. Considering these aspects, the main purpose of this study, developed within Furnas/ANEEL Research and Development Program, is to verify, at laboratory level, the mitigating potential of silane compounds in residual expansion in affected mortars which contain reactive aggregates. Assays were performed on bars of mortar treated with silane compounds in three different stages. The first stage was developed as a pilot study with results serving as support for the following stages. The second and third stages verified the activity of the products in the prevention and mitigation of AAR, respectively. The results obtained in the first stage were unsatisfactory as the expansions were greater than the references. The second and third stage treatments required bars not previously exposed to NaOH, differently from the first stage and which may have been the cause of the increased expansion and product inefficiency. The results in these stages proved satisfactory both in preventing and mitigating AAR residual expansions, and although lithium is more efficient in reducing expansions, silane based treatments, mainly the octyltriethoxysilane types proved most promising. Following lithium, the most efficient treatment was 10% content OCTEO silane with a DMSO type surfactant applied in multiple layers. To complement the experimental part of the study, assays on water absorption through immersion were performed as well as scanning electron microscopy to verify the effect of the treatment products on the mortar pores.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-09-24T21:42:24Z No. of bitstreams: 2 COUTO, T.A. - RAA Estudo do fenômeno em rochas silicosas 2008.pdf: 9649591 bytes, checksum: 0ecde13fd55a962ac1bc6a8f43f44415 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-09-25T10:37:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 COUTO, T.A. - RAA Estudo do fenômeno em rochas silicosas 2008.pdf: 9649591 bytes, checksum: 0ecde13fd55a962ac1bc6a8f43f44415 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-25T10:37:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 COUTO, T.A. - RAA Estudo do fenômeno em rochas silicosas 2008.pdf: 9649591 bytes, checksum: 0ecde13fd55a962ac1bc6a8f43f44415 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / The symposium on Alkali-Aggregate Reaction (AAR) held in Goiânia in 1997 led to a greater dissemination of this deleterious reaction in Brazil, motivating engineers to find solutions for the problem. Recently, in Brazil, this occurrence has occurred in several building foundations in the Recife metropolitan area besides hydraulic powers plants, as can be seen in some publications from the last AAR Symposium in 2006. This study presents an investigation of several aggregates commercially used in the State of Goiás, Brazil, in order to determine their potential reactivity. In addition, their behavior were compared to the ones from aggregates from several Brazilian classic cases such as Furnas HPP (MG), Moxotó HPP (AL/BA), Pedro Beicht Dam (SP/MG) and Jaguara HPP (SP), beyond aggregates used in civil works of Pernambuco and also a highly reactive basalt from Paraná. The experimental program tested twenty-two rock samples with varied lithology and two local types of cements that had the same clinker (cement A and B). The research uses petrographic analyses, accelerated mortar bar test (NBR 15577), chemical test method (NBR 9774) and accelerated concrete prisms test (based on NBR 15577), to assess the reactivity of the rocks. The results indicate that aggregates show varied expansivity and reactivity among them and sometimes one specific aggregate present different behavior by comparing the results form the test methods performed. This study also discusses the possibility of preventing deleterious expansion from tested aggregates by using the correct type of cement. / Desde 1997, quando as reações expansivas do tipo álcali-agregado ganharam uma maior difusão no âmbito nacional com o primeiro Simpósio sobre Reação Álcali- Agregado (RAA), foi observado um envolvimento mais expressivo de diversos profissionais da área na busca de soluções para este problema. Atualmente, no Brasil, esta manifestação patológica que até então, de uma maneira geral, era exclusiva de obras hidráulicas, já vem sendo observada em estruturas residenciais e comerciais dentro de grandes centros, como os casos relatados da região metropolitana de Recife durante o segundo Simpósio sobre RAA em 2006. No estado de Goiás esta preocupação não foi diferente e, em virtude disto, este trabalho tem por objetivo apresentar a investigação da potencialidade reativa de agregados deste estado comparando com o comportamento de agregados procedentes de algumas obras que representam casos clássicos brasileiros com a UHE Furnas (MG), UHE Moxotó (AL/BA), Barragem de Pedro Beicht (SP) e UHE Jaguara (SP), além de agregados utilizados em obras civis de Pernambuco e um basalto altamente reativo do Paraná. Foram, portanto, selecionados vinte e dois agregados com litologias variadas para este trabalho. A utilização da técnica de petrografia e do método acelerado em barras de argamassa (NBR 15577) foram objeto de estudo da pesquisa, incluindo a análise dos agregados por meio do método químico (NBR 9774) e pelo método dos prismas de concreto (NBR 15577), adaptado na versão acelerada. Foram empregados dois tipos de cimento de mesmo clínquer (cimento A e B) procedentes do estado de Goiás. Os resultados indicaram potencialidades reativas variadas entre os agregados e comportamentos distintos entre alguns métodos de ensaio para o mesmo agregado, bem como a viabilidade do combate da RAA, dependendo do cimento empregado.

Submitted by CRISTIANE QUINELATO DA SILVA null (crisquinel10@hotmail.com) on 2016-05-20T17:46:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_de_Mestrado_Cristiane.pdf: 8117806 bytes, checksum: e4405ed1eaa652dce8d0815e0864e669 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-31T11:59:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 quinelato_c_me_sjrp.pdf: 8117806 bytes, checksum: e4405ed1eaa652dce8d0815e0864e669 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-31T11:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 quinelato_c_me_sjrp.pdf: 8117806 bytes, checksum: e4405ed1eaa652dce8d0815e0864e669 (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, e com isso é também o maior gerador de biomassa residual – bagaço e palha. Uma grande parte dessa biomassa é utilizada na co-geração de energia, sendo queimada nas caldeiras das usinas, porém ainda há um enorme excedente, gerando problemas ambientais e sociais. Por isso, é necessário desenvolver projetos para utilização desse material, com valor agregado. Uma das maneiras é a utilização dos compostos que compõem a fibra do bagaço: celulose, hemicelulose e lignina. Para viabilizar a utilização desses compostos são necessárias técnicas pouco nocivas e com custo reduzido. Além disso, é importante que durante o processo de extração, haja pouca alteração estrutural dos compostos, ou que as alterações sofridas sejam benéficas para sua utilização posterior. O presente trabalho visou desenvolver métodos diferentes de extração de uma das frações dessa fibra, a lignina, avaliando as alterações sofridas durante os processos de extração para um posterior uso dessas ligninas de acordo com suas características. Os três métodos foram Organossolv utilizando uma mistura de dioxano e ácido clorídrico, Organossolv utilizando etanol e o Álcali. A caracterização das ligninas extraídas foi realizada através de técnicas de análise térmica (TG-DTG/DTA), microscopia eletrônica de varredura com aplicação de campo (MEV-FEG), espectroscopia de infravermelho (FTIR), e ressonância magnética nuclear (RMN). Através dos resultados obtidos nas análises evidenciou-se uma alteração maior na lignina extraída pelo método Álcali, com maiores rupturas nas ligações aromáticas durante o processo de extração quando comparado com as ligninas obtidas pelos dois métodos Organossolv. As três ligninas contêm estruturas carbônicas diferentes entre si, sendo que a que mais se aproxima da lignina de origem é a obtida pelo método Organossolv com dioxano. / Brazil is the huge producer of sugarcane worldwide, and it is also the largest residual biomass generator - bagasse and straw. A large part of this biomass is used for energy co-generation, being burnt in the boilers of the plants, but there is still a huge surplus, generating environmental and social problems. So it is necessary to develop projects to use this material with aggregate value. One way is the use of compounds that make up the fiber of bagasse: cellulose, hemicellulose and lignin. To enable the use of these compounds are required little harmful techniques and low cost. Moreover, it’s important that during the extraction process there is little structural change of the compounds or that suffered changes are beneficial for later use. This study aimed to develop different methods of extracting a fraction of this fiber, the lignin, evaluating the changes done by the extraction processes for later use these lignins according to their characteristics. The three methods were Organossolv using a mixture of dioxane and hydrochloric acid, Organossolv using ethanol and Alkali. The characterization of the extracted lignins was performed by thermal analysis techniques (TG-DTG / DTA), scanning electron microscopy with field application (SEM-FEG), infrared spectroscopy (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR). The results obtained in the analysis revealed a greater change in the lignin extracted by the alkali method with larger breaks in aromatic bonds during the extraction process compared with the lignins obtained by the two methods Organossolv. The three lignins contain carbonic structures different from each other, and that is closest to the origin of lignin is obtained by Organossolv method with dioxane.

A reação álcali-agregado é uma patologia do concreto conhecida há mais de 60 anos no meio técnico, e envolve os álcalis, provenientes em maior parte do cimento, e certos constituintes mineralógicos dos agregados. O produto desta reação é um gel higroscópico, que, em contato com a água, aumenta de volume consideravelmente. Os danos decorrentes da reação envolvem principalmente o desenvolvimento de um quadro de fissuração intenso, o que acarreta outras diversas manifestações patológicas, e movimentações de peças estruturais. Os relatos mais freqüentes de ocorrência da reação sempre foram em estruturas hidráulicas, tais como as barragens, em função do permanente contato com a água. Entretanto, nos últimos anos, diversos outros tipos de estruturas têm sido afetados, inclusive fundações de edificios, deixando o problema em evidência. O único modo de combater a reação é prevení-la através do uso de adições minerais, e para tal se faz necessário avaliar o agregado em questão, dispondo de um método de ensaio confiável. Este trabalho buscou analisar um dos métodos de ensaio mais utilizados no mundo todo para avaliar a reação álcali-agregado, a ASTM C 1260. Foram modificados alguns parâmetros de moldagem para verificar a influência destes nos resultados de expansão fornecidos pelo ensaio. Avaliaram-se os fatores: relação água/cimento, consistência da argamassa e forma do grão de agregado, e no total foram conduzidos 63 diferentes ensaios de expansão para analisar a influência destes fatores. Ensaios auxiliares foram realizados para justificar os resultados, e utilizou-se tratamento estatístico para verificação da validade dos mesmos. Foi observado que a forma de britagem do agregado, para posterior realização do ensaio, interfere diretamente nas condições de moldagem. E, o mais importante: isto resulta em expansões diferenciadas na idade de avaliação do agregado. Para evitar classificações errôneas de agregados através do uso da ASTM C 1260, uma norma usada em vários países, sugere-se que sejam fixados o maior número possível de parâmetros de moldagem. / The alkali-aggregate reaction 1s a concrete pathology known for more than 60 years, involving the alkalis (mostly from the cement), and some mineralogical components of the aggregates. The product o f this reaction is a hygroscopic gel that, in contact with water, has its volume greatly increased. The damage resulting from this reaction is mainly a situation of intense craking, which causes other pathological manifestations and movements of the structure. The most frequent reports o f this reaction have always been in hydraulic structures, such as dams, caused by the permanent contact with water. However, in the last few years, many other kinds of structures have been affected, including building foundations; which brought the problem to international evidence. The only way to prevent the expansion caused by the reaction is the use o f mineral admixtures as a substitute o f part o f the cement content, but first it is necessary to evaluate the aggregate in use, with a satisfactory test method. This work' s purpose is to analyze one o f the test methods commonly used throughout the world to evaluate the alkali-aggregate reaction, the ASTM C 1260. Some molding parameters have been modified so as to check their influence on the results of expansion obtained through this test. These factors have been evaluated: water/cement ratio, mortar consistency and shape of the aggregate particle. A total of 63 different tests of expansion were conducted to evaluate their influence. Additional tests were done so as to justify the results, and statistical analysis was used to validate the results. It was observe that the way the aggregate is crushed, for subsequent execution of the test, directly interferes in the conditions of molding. And, the most important: the way the aggregate is crushed results in different expansions and it is increased with the age of the evaluation of the test. To prevent a erroneous classification o f the aggregates through the use of ASTM C 1260, a standard used in many countries, it is suggested that test conditions should be better defined.

A reação química entre os hidróxidos alcalinos presentes no cimento e fases minerais reativas presentes no agregado dá origem a um gel sílico-alcalino que ao adsorver água se expande, podendo causar expansão e fissuração do concreto, afetando a sua durabilidade. Este fenômeno é chamado de reação álcali-agregado (RAA) e embora seja conhecido há aproximadamente 70 anos no meio técnico, e principalmente estar relacionado às grandes barragens e estruturas de concretos diversas de Usina hidrelétricas, nos últimos anos outros tipos de estruturas têm sido afetadas, inclusive fundações de edifícios, deixando ainda mais o problema em evidência. As medidas preventivas para esta reação já são conhecidas há muito tempo e aplicadas rotineiramente em estruturas de usinas hidrelétricas quando se tem agregados reativos, sendo recentemente normalizadas no Brasil. Porém, ainda existem grandes carências em se combater o fenômeno quando já se encontra instalado no concreto. Diante do exposto, este trabalho, desenvolvido dentro do programa de P&D de Furnas/ANEEL, teve como principal objetivo verificar a potencialidade de compostos a base de Silanos através de testes laboratoriais com vistas à aplicação em concretos contendo agregados reativos na tentativa de minimizar as expansões residuais em estruturas que já se encontram afetadas. As atividades desenvolvidas contemplam ensaios em barras de argamassas que foram tratadas, em três etapas distintas, com compostos a base de silanos. A primeira etapa foi desenvolvida como projeto piloto, e seus resultados serviram de apoio para a realização das etapas seguintes. Nas segunda e terceira etapas foi verificada a atuação dos produtos na prevenção e na mitigação da RAA, respectivamente. Os resultados obtidos na primeira etapa não foram satisfatórios, pois as expansões foram maiores do que as da referência. Já para a segunda e terceira etapas, os procedimentos para aplicação dos tratamentos previram que as barras fossem tratadas sem que estivessem previamente expostas à solução de NaOH, conforme realizado na primeira etapa, o que possivelmente ocasionou o acréscimo das expansões, sem a eficiência do produto. Os resultados obtidos nessas etapas se mostraram eficientes tanto na prevenção quanto na mitigação das expansões residuais da RAA e, embora o lítio produza uma maior eficiência na redução das expansões, os tratamentos à base de silano, e principalmente do tipo octiltrietoxisilano, mostraram muito promissores. Após o lítio, o tratamento à base do silano OCTEO, no teor de 10%, com o surfactante tipo DMSO, em aplicação múltipla, se mostrou mais eficiente. Para complemento da parte experimental da pesquisa, foram realizados ensaios de absorção de água por imersão e análises por microscopia eletrônica de varredura e verificou-se o efeito dos produtos de tratamento nos poros das argamassas. / The chemical reaction between cement alkaline hydroxides and reactive silica present in some aggregates produces an alkaline silicate gel that expands when it adsorbs water and can cause concrete expansion and cracking, thereby affecting durability. This phenomenon is known as alkali-aggregate reaction (AAR) and was first detected over 70 years ago as the cause of deterioration especially in large dams and a number of other concrete structures in hydroelectric power plants in general. In recent years, AAR has also been noted in other types of structure, such as building foundations, bringing the problem more dramatically to the fore. Preventive measures for AAR have long been known and are routinely applied in hydroelectric power plant structures when there are reactive aggregates. These measures have been recently standardized in Brazil. Nevertheless there are still flaws in our knowledge regarding how to mitigate expansion when this phenomenon is already present in the concrete. Considering these aspects, the main purpose of this study, developed within Furnas/ANEEL Research and Development Program, is to verify, at laboratory level, the mitigating potential of silane compounds in residual expansion in affected mortars which contain reactive aggregates. Assays were performed on bars of mortar treated with silane compounds in three different stages. The first stage was developed as a pilot study with results serving as support for the following stages. The second and third stages verified the activity of the products in the prevention and mitigation of AAR, respectively. The results obtained in the first stage were unsatisfactory as the expansions were greater than the references. The second and third stage treatments required bars not previously exposed to NaOH, differently from the first stage and which may have been the cause of the increased expansion and product inefficiency. The results in these stages proved satisfactory both in preventing and mitigating AAR residual expansions, and although lithium is more efficient in reducing expansions, silane based treatments, mainly the octyltriethoxysilane types proved most promising. Following lithium, the most efficient treatment was 10% content OCTEO silane with a DMSO type surfactant applied in multiple layers. To complement the experimental part of the study, assays on water absorption through immersion were performed as well as scanning electron microscopy to verify the effect of the treatment products on the mortar pores.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-10-29Bitstream added on 2014-06-13T19:12:01Z : No. of bitstreams: 1 silva_djf_me_ilha.pdf: 2179863 bytes, checksum: 355cf90186323e4d66dfc92b04ecf1cc (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Várias pesquisas realizadas com compostos a base de lítio tem mostrado resultados satisfatórios na redução da expansão associada à reação álcali-sílica (RAS), mas ainda existem muitas dúvidas sobre seus mecanismos de ação. A presente pesquisa avaliou os efeitos de uma adição química a base de nitrato de lítio (LiNO3) na redução da expansão associada a RAS, utilizando várias dosagens. Os estudo dos efeitos do LiNO3 na RAS foi feito pelo método acelerado das barras de argamassa (ASTM C-1260) utilizando dois tipos de agregado reativo. Também foram realizados ensaios de expansão com uma adição mineral a base de cinza volante a fim de correlacionar os efeitos de uma adição mineral com uma química na redução da expansão devido a RAS. Ensaios de resistência à compressão e trabalhabilidade foram realizados também buscando algum efeito do LiNO3 nestas propriedades. Os resultados do ensaio ASTM C-1260 indicaram que as adições de lítio foram efetivas na redução da expansão para os dois tipos de agregados reativos, sendo que para as condições e materiais utilizados na presente pesquisa foi necessário uma de adição de LiNO3 com relação molar (Li2O/Na2Oeq) de 7,00 para reduzir a expansão ao valor aceitável pela norma de 0,10% aos 16 dias. Foi observado também intensidades de redução da expansão diferentes entre os dois tipos de agregados estudados devido a diferença de reatividade dos mesmos. Verificou-se um limite de adição de lítio para o basalto, onde não havia mais redução significativa de expansão com o aumento da dosagem de adição. Observou-se também que as misturas contendo LiNO3 reduziram a expansão ao longo dos 30 dias, enquanto nas misturas contendo FA a expansão continuou a aumentar ao longo do teste. Os ensaios de condição de trabalhabilidade e de resistência à compressão mostraram que o LiNO3 não afeta consideravelmente estas propriedades. / Lithium compounds have been shown satisfactory results for the reduction of the expansion due to alkali-silica reaction (ASR), but there are many doubts about its mechanisms of action. The present research evaluated the effects of a chemical addition to lithium nitrate based (LiNO3) on the reduction of expansion associated with ASR, utilizing several dosages. For the study of the effects of the LiNO3 on the ASR it was used the accelerated mortar bar method (ASTM C-1260), with two kinds of reactivate aggregate. Mortar bars were molded also with a mineral addition of fly ash based (FA) with the objective to compare the effects of a mineral addition with a chemistry on the expansion due ASR. Compressive strength and consistence index tests had been carried also for searching some effects of the LiNO3 at these properties. The results from ASTM C-1260 showed that the addition of LiNO3 were effective on the expansion reduction for two kinds of reactive aggregate, which current conditions and materials on this research required a LiNO3 addition with (Li/Naeq) of 7,00 molar ratio to decrease the expansion to an acceptable value of 0,10% on 16 days. Also, the intensity of the expansion reduction was observed between two kinds of studied aggregates by their reactivity difference. A lithium additive upper bound was verified for the basalt, where it did not have more significant reduction of expansion with the increase of the dosage of addition. Also, was observed that admixtures that contained LiNO3 have reduced the expansion trough 30 days, while on the admixtures that contained FA the expansion grew up. The results obtained for the compressive strength and consistence index tests showed no significant differences between mixtures with and without LiNO3 admixture.

A reação química entre os hidróxidos alcalinos presentes no cimento e fases minerais reativas presentes no agregado dá origem a um gel sílico-alcalino que ao adsorver água se expande, podendo causar expansão e fissuração do concreto, afetando a sua durabilidade. Este fenômeno é chamado de reação álcali-agregado (RAA) e embora seja conhecido há aproximadamente 70 anos no meio técnico, e principalmente estar relacionado às grandes barragens e estruturas de concretos diversas de Usina hidrelétricas, nos últimos anos outros tipos de estruturas têm sido afetadas, inclusive fundações de edifícios, deixando ainda mais o problema em evidência. As medidas preventivas para esta reação já são conhecidas há muito tempo e aplicadas rotineiramente em estruturas de usinas hidrelétricas quando se tem agregados reativos, sendo recentemente normalizadas no Brasil. Porém, ainda existem grandes carências em se combater o fenômeno quando já se encontra instalado no concreto. Diante do exposto, este trabalho, desenvolvido dentro do programa de P&D de Furnas/ANEEL, teve como principal objetivo verificar a potencialidade de compostos a base de Silanos através de testes laboratoriais com vistas à aplicação em concretos contendo agregados reativos na tentativa de minimizar as expansões residuais em estruturas que já se encontram afetadas. As atividades desenvolvidas contemplam ensaios em barras de argamassas que foram tratadas, em três etapas distintas, com compostos a base de silanos. A primeira etapa foi desenvolvida como projeto piloto, e seus resultados serviram de apoio para a realização das etapas seguintes. Nas segunda e terceira etapas foi verificada a atuação dos produtos na prevenção e na mitigação da RAA, respectivamente. Os resultados obtidos na primeira etapa não foram satisfatórios, pois as expansões foram maiores do que as da referência. Já para a segunda e terceira etapas, os procedimentos para aplicação dos tratamentos previram que as barras fossem tratadas sem que estivessem previamente expostas à solução de NaOH, conforme realizado na primeira etapa, o que possivelmente ocasionou o acréscimo das expansões, sem a eficiência do produto. Os resultados obtidos nessas etapas se mostraram eficientes tanto na prevenção quanto na mitigação das expansões residuais da RAA e, embora o lítio produza uma maior eficiência na redução das expansões, os tratamentos à base de silano, e principalmente do tipo octiltrietoxisilano, mostraram muito promissores. Após o lítio, o tratamento à base do silano OCTEO, no teor de 10%, com o surfactante tipo DMSO, em aplicação múltipla, se mostrou mais eficiente. Para complemento da parte experimental da pesquisa, foram realizados ensaios de absorção de água por imersão e análises por microscopia eletrônica de varredura e verificou-se o efeito dos produtos de tratamento nos poros das argamassas. / The chemical reaction between cement alkaline hydroxides and reactive silica present in some aggregates produces an alkaline silicate gel that expands when it adsorbs water and can cause concrete expansion and cracking, thereby affecting durability. This phenomenon is known as alkali-aggregate reaction (AAR) and was first detected over 70 years ago as the cause of deterioration especially in large dams and a number of other concrete structures in hydroelectric power plants in general. In recent years, AAR has also been noted in other types of structure, such as building foundations, bringing the problem more dramatically to the fore. Preventive measures for AAR have long been known and are routinely applied in hydroelectric power plant structures when there are reactive aggregates. These measures have been recently standardized in Brazil. Nevertheless there are still flaws in our knowledge regarding how to mitigate expansion when this phenomenon is already present in the concrete. Considering these aspects, the main purpose of this study, developed within Furnas/ANEEL Research and Development Program, is to verify, at laboratory level, the mitigating potential of silane compounds in residual expansion in affected mortars which contain reactive aggregates. Assays were performed on bars of mortar treated with silane compounds in three different stages. The first stage was developed as a pilot study with results serving as support for the following stages. The second and third stages verified the activity of the products in the prevention and mitigation of AAR, respectively. The results obtained in the first stage were unsatisfactory as the expansions were greater than the references. The second and third stage treatments required bars not previously exposed to NaOH, differently from the first stage and which may have been the cause of the increased expansion and product inefficiency. The results in these stages proved satisfactory both in preventing and mitigating AAR residual expansions, and although lithium is more efficient in reducing expansions, silane based treatments, mainly the octyltriethoxysilane types proved most promising. Following lithium, the most efficient treatment was 10% content OCTEO silane with a DMSO type surfactant applied in multiple layers. To complement the experimental part of the study, assays on water absorption through immersion were performed as well as scanning electron microscopy to verify the effect of the treatment products on the mortar pores.