Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2439_1.pdf: 4377401 bytes, checksum: e679b4fb4e191d5e38e430029846c62e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Universidade Federal de Alagoas / O concreto auto-adensável é um material capaz de se espalhar pelas formas sob ação do seu peso próprio, dispensando, assim, a necessidade de adensamento. Para que a sua obtenção seja possível, este concreto requer um procedimento de produção diferenciado quando comparado ao concreto convencional. Neste sentido, destaca-se o emprego de grande quantidade de materiais finos, que são constituídos pelo cimento e adições minerais, além de menor consumo de agregados, e uso de aditivo superplastificante. Os finos garantem a estabilidade da mistura, mantendo sua viscosidade num nível adequado para evitar-se a segregação, além de atuarem no preenchimento dos vazios entre as partículas maiores dos agregados, promovendo maior compacidade. A capacidade de atuação das adições minerais está relacionada às suas propriedades físicas, como forma e superfície específica, e químicas reatividade, carga de superfície. Observa-se, no entanto, que a escolha do tipo e teor de adições na produção do concreto auto-adensável se dá a partir da experiência e disponibilidade do material, não sendo feita uma análise de suas características. Assim, o presente trabalho propõe a otimização da dosagem do concreto auto-adensável a partir da análise das propriedades de dois tipos de adição metacaulim e fíler calcário, cada um em duas classes de finura, nos teores de 5%, 10%, 15% e 20% de substituição à massa de cimento. Foram empregados cimento do tipo CP V ARI RS e aditivo superplastificante de base policarboxilatos. O cimento, as adições e as composições entre estes materiais foram caracterizados por meio de granulometria a laser, DRX, ATD, ATG, massa unitária, imagens em lupa e MEV, demanda de água e potencial zeta. Os agregados foram utilizados formando uma composição granulométrica entre areia e pedras britadas de dimensão máxima de 9,5 mm e 19 mm. Para a produção das misturas pastas e concretos, variou-se a relação água/aglomerante em 0,4, 0,5 e 0,6. Nas pastas foram realizados os ensaios de Cone de Marsh e mini-slump para determinação do teor de saturação do aditivo, selecionando-se as misturas para a produção dos concretos, além da determinação das propriedades reológicas viscosidade e tensão de escoamento. Os concretos foram ensaiados quanto ao espalhamento e Funil-V, ajustando-se o teor de aditivo, e resistência à compressão aos 28 e 90 dias. Foram obtidas relações entre as fases de pasta e concreto, procurando-se relacionar o comportamento das misturas com as propriedades dos finos. Verificou-se intensa relação entre o grau de aglomeração ou de dispersão das partículas das adições e as propriedades das misturas, especialmente no que diz respeito à coesão. As misturas com metacaulim apresentaram excelente coesão, observando um efeito significativo da superfície específica. No caso do fíler calcário, menor desempenho quanto à coesão foi observado, com pequenas variações em termos de superfície específica. Variações com relação ao tipo, superfície específica e teor das adições resultaram em misturas com diferentes características em função da relação água/finos. Ao final, foram propostos parâmetros de dosagem para pastas e concretos, além de um procedimento para otimização do uso das adições minerais, tendo em vista a obtenção de concretos com melhor desempenho quanto às características de auto-adensabilidade

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study deals the covercrete structural concrete layer with the use of hydrated lime in substitution in mass of the sand in ternary mixture of 70% of blast-furnace slag, 20%-fly ash and 10% of cement CPV-ARI (EVC) in comparison to reference with 100% CPV-ARI (R) and other ternary mixture of 70%-ground granulated blast-furnace slag, 20%-fly ash and 10%-cement CPV-ARI without addition of the hydrated lime (EV). Beams prototypes were molded, exposed in environmental curing for the study of the structural concrete covercre layer. The carbonation analysis was made in extracted testimonies at 91st and the 300th days. The depth of the testimonies was the following: layer 1 - 0 to 10 mm, layer 2 - 20 to 30 mm and layer 3 - 45 to 55 mm. The accelerated carbonation tests were accomplished in atmosphere with 5% of CO2 content, following RILEM CPC-18, after pre-conditioning. The analysis of the test results were in comparison of the mixtures with hydrated lime in relation to the mixtures without hydrated lime and the reference mixtures. It was observed that the addition of hydrated lime in the mixtures reduced the carbonated depths and consequently the carbonation coefficients. The presented results indicate that the hydrated lime addition reached the purpose restoring the alkaline reserve, reducing the carbonated dephts so much by the chemical as physical actions. In a general way, R and EV presented tendency of larger coefficients in the most internal layer (C1 < C3) and EVC contrary behavior (C1>C3). It was observed a paradox in resistance equality on concrete types with hydrated lime, with reduction of the coefficients to the 300th days compared to the 91st days. This behavior can be explained by the most compacts and homogeneous structure, since there was connection pores reduction of 50% up to 25nm and C-S-H increases with the age. However, the relationship among the accelerated and natural tests indicate that to the 300th days the accelerated effects process tend to be between 1,5 and 3,5 larger times than the natural tests. / Neste estudo foi verificado a camada de cobrimento estrutural do concreto com o uso da cal hidratada em substituição em massa da areia em mistura ternária de 70% de escória de alto forno, 20% cinza volante e 10% de cimento CPV-ARI (EVC) em comparação a traços de referência com 100% CPV-ARI (R) e outra mistura ternária de 70% de escória de alto forno, 20% cinza volante e 10% de cimento CPV-ARI sem adição da cal hidratada (EV). Para o estudo da camada de cobrimento do concreto estrutural foram moldados protótipos de vigas, expostos em cura ambiental, com extração de testemunhos aos 91 e aos 300 dias. A profundidade dos testemunhos foram as seguintes: camada 1 0 a 10mm, camada 2 20 a 30mm e camada 3 45 a 55mm. O ensaio de carbonatação acelerada foi realizado em atmosfera com teor de 5% de CO2, seguindo a RILEM CPC - 18, após précondicionamento. Foram adotadas 4, 8 e 12 semanas de exposição na câmara climatizada para traços de referência e 3, 6 e 9 para as misturas com adições minerais com e sem cal hidratada. Além dos ensaios acelerados, foram realizados ensaios de carbonatação natural bem como análise do pH e do CH. Os resultados apresentados indicam que a adição da cal hidratada atingiu sua finalidade repondo a reserva alcalina, reduzindo as profundidades carbonatadas tanto pela ação química como física. De uma maneira geral, R e EV apresentaram tendência de maiores coeficientes na camada mais interna (C1<C3) e EVC comportamento contrário (C1>C3). Em igualdade de resistência foi observado um paradoxo nas misturas com adição de cal, com redução dos coeficientes aos 300 comparados aos 91. Este comportamento pode ser explicado pela estrutura mais homogênea e compacta, já que houve redução de 50% da interconctividade dos poros até 25mm com a idade e aumento do C-S-H com a idade. Contudo, a relação entre os ensaios acelerados e naturais indicam que aos 300 dias os efeitos do processo acelerado tendem a ser entre 1,5 e 3,5 vezes maiores do que os ensaios naturais.

The use of mineral additions and substitutions in concrete production is highly beneficial to society. When used as substitutes for cement, they provide an alternative destination to polluting waste while contributing to reducing the power consumption and air pollution associated with cement production. This study investigated the influence of different concentrations of additions and curing periods of concrete mixes with water treatment plant sludge ash (CLETA), rice husk ash (CCA) and blast furnace slag (EAF) on total shrinkage and chloride penetration in concrete prepared with high early strength Portland cement. Ten mixes with water/binder ratios of 0.35, 0.50 and 0.65, with wet cure periods of 3 and 7 days were tested. CLETA substitutions for Portland cement ranged from 0% to 30%. Three-component mixes with 20% CLETA and 5% EAF, 20% CLETA and 10% EAF and a four-component mix with 15% CLETA, 5% EAF and 5% CCA were also tested. Shrinkage was measured using a length comparator at 0, 7, 14, 21, 28, 35, 56, 91, 182 and 365 days after removing the sample from the controlled humidity chamber. After 91 days of drying, samples were tested for chloride penetration to check chloride penetration depths in shrinking test samples. Results indicate that even though shrinkage values at 3 days are slightly higher, no significant variation was found for different curing periods. The lowest shrinkage value was found in the reference sample for all tested periods and in the two curing periods. Next, in an increasing shrinkage values, came the following samples: 5%CLETA (5 L), 10% CLETA (10 L), 15% CLETA (15 L), which displayed, for most mixes, a similar behavior to that of 10% CLETA (10 L), followed by mixes 20% CLETA (20 L), 25 %CLETA (20 L) and 30% CLETA (30 L). Chloride penetration resistance increased when the curing time was increased from 3 to 7 days. Three- and four-component mixes showed improved performance when compared to binary samples with CLETA and Portland cement. / O uso de adições minerais e de substituições destas no processo de produção do concreto traz grande benefício à sociedade, por dar um destino a resíduos poluentes e, principalmente, por reduzir o consumo de energia e a poluição do ar gerados pela produção do cimento, ao substituir grande parte desse produto na indústria da construção civil. Neste estudo, investigou-se a influência do teor e do período de cura na utilização de misturas contendo diferentes teores de cinza de lodo de ETA (CLETA), cinza de casca de arroz (CCA) e escória de alto forno (EAF), frente à retração total e à penetração de cloretos de concretos com cimento Portland de alta resistência inicial. Para isso, foram testadas dez misturas aglomerantes, nas relações água/aglomerante 0,35, 0,50 e 0,65, com períodos de cura úmida de 3 e 7 dias. As substituições do cimento Portland por CLETA variaram de 0% a 30%, havendo ainda misturas ternárias, 20% CLETA e 5% EAF, 20% CLETA e 10% EAF, e quaternária, 15% CLETA, 5% EAF e 5% CCA. As leituras de retração foram realizadas com o uso do comparador de expansibilidade nas idades de ensaio, 0, 7, 14, 21, 28, 35, 56, 91, 182 e 365 dias após a retirada da câmara úmida. Após o período de 91 dias de secagem, foi realizado o ensaio de penetração de cloretos por imersão, a fim de analisar a profundidade de penetração de cloretos em corpos de prova em estado de retração. Dos resultados obtidos, constatou-se que, de maneira geral, embora tenham sido observados valores de retração pouco maiores para a cura de 3 dias, não foi constatada variação pronunciada entre os prazos de cura. De todas as misturas investigadas, a que apresentou menor valor de retração foi a de referência, em todas as idades de ensaio e nos dois períodos de cura. Seguido desta, em ordem crescente de retração, vem 5%CLETA (5 L), 10% CLETA (10 L), 15% CLETA (15 L), que tiveram na maioria das misturas um comportamento similar ao de 10% CLETA (10 L), seguido das misturas 20% CLETA (20 L), 25 %CLETA (20 L) e 30% CLETA (30 L). No que diz respeito à penetração de íons cloreto, houve um aumento na resistência quando o tempo de cura passou de 3 para 7 dias. Constatou-se que as misturas ternárias e quaternárias apresentam melhores desempenhos quando comparadas às misturas binárias, compostas por CLETA e cimento Portland.

Carbonation is a natural phenomenon for concrete structures and occurs due to the reaction between CO2, which is concentrated in the environment, and Ca(OH)2, which is present in the cementitious matrix. Carbonation reaction reduces the pH of the concrete and causes the destruction of the passivation layer, which surrounds the steel armor, leaving it vulnerable to the process of corrosion. In this study, was investigated the performance against the carbonation of concrete with the addition of water treatment plant sludge ashes, in concentrations of 5%, 10%, 15%, 20%, 25% and 30% replacing Portland cement, as well as a reference blend without mineral admixtures. All mixtures were molded with three w/b ratios (0.35; 0.50 and 0.65) and with two periods of wet cure (three and seven days). Concrete specimens underwent preconditioning according to RILEM TC 116-PCD, targeting the moisture balance (75% ± 2%) in an aerial environment with constant temperature (23° C ± 2° C) and uniform moisture distribution. Afterwards, specimens were forwarded to a carbonation chamber, with humidity (75 ± 2%), temperature (23°C ± 2° C) and CO2 concentration (3%) duly regulated. Specimens were tested after 4, 8, 12 and 16 weeks of CO2 exposure through phenolphthalein spraying, the depths of carbonation is obtained and, therefore, the carbonation coefficients. Results revealed that the incorporation of water treatment plant sludge ashes into concrete leads to increases in its carbonation, in all mixtures investigated. Comparisons with the results for Porosimetry by Mercury Intrusion and Thermogravimetry enable attribute this effect to the microstructural change and decrease of alkalinity of the mixture with addition of sludge ash. Through an analysis of equal resistance, it was found that concrete with addition of sludge ash water treatment are feasible, from the point of view of carbonation's lifespan, only to higher strength levels. / A carbonatação é um fenômeno natural às estruturas de concreto, ocorrendo pela reação entre o CO2, concentrado no ambiente, e o Ca(OH)2, presente na matriz cimentícea. A reação de carbonatação provoca a redução do pH do concreto, causando a destruição da camada passivadora, que envolve a armadura de aço, deixando esta vulnerável ao processo de corrosão. Nesta pesquisa, foi investigado o desempenho, frente à carbonatação, de concretos com adição de cinzas de lodo de estação de tratamento de água, nos teores de 5%, 10%, 15%, 20%, 25% e 30% em substituição ao cimento Portland, bem como uma mistura de referência, sem adições minerais. Todas as misturas foram moldadas com três relações a/agl (0,35; 0,50 e 0,65) e com dois períodos de cura úmida (três e sete dias). Os corpos-de-prova de concreto foram submetidos à um pré-condicionamento, conforme procedimentos sugeridos pela norma RILEM TC 116-PCD, visando o equilíbrio de umidade (75% ± 2%) em um ambiente aéreo com temperatura constante (23°C ± 2°C) e distribuição uniforme de umidade. Posteriormente os corpos-de-prova foram encaminhados para uma câmara de carbonatação, com umidade (75% ± 2%), temperatura (23°C ± 2°C) e concentração de CO2 (3%) devidamente reguladas. Os corpos-de-prova foram ensaiados após 4, 8, 12 e 16 semanas de exposição ao CO2, por meio de aspersão de fenolftaleína, sendo obtidas as profundidades de carbonatação e, com isso, os coeficientes de carbonatação. Os resultados demonstraram que a incorporação de cinzas de lodo de estação de tratamento de água ao concreto acarreta no aumento da carbonatação nos mesmos, para todas as misturas investigadas. Comparações com resultados de Porosimetria por Intrusão de Mercúrio e Termogravimetria permitiram atribuir este efeito às alterações microestruturais e a diminuição da reserva alcalina das misturas com adição de cinzas de lodo. Através de uma análise em igualdade de resistência, constatou-se que os concretos com adição de cinzas de lodo de estação de tratamento de água são viáveis, do ponto de vista da vida útil frente à carbonatação, apenas para níveis de resistência mecânica mais altos.

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Depending on the concrete composition, the natural carbonation process can take several years to present sufficient analyzable data, therefore, most of the studies on this topic use accelerated tests to simulate this phenomenon. However, even with full control of the laboratory environment, it is not possible to reproduce the randomness of the variables responsible for the degradation that occur in real situations. This study aims to evaluate the process of natural carbonation in 36 different types of concrete or analysis conditions, which cover a wide range of characteristics and properties of concrete that represent the various service situations of the structures, after about 14 years of exposure, in typical urban environment. The results are presented for types of concrete with and without mineral additions (silica fume, rice husk ash, metakaolin, fly ash and blast furnace slag); three water/binder (0.40, 0.55 and 0.70) and two curing conditions (dry-cured and moist-cured). The study was conducted by the application of simplified models of carbonation and statistical analysis on an extensive experimental database (over 2000 measurements) obtained by eight evaluations of carbonation carried at different ages, through 14 years of natural exposure prototypes of concrete beams. In addition, chemical analysis of pH, ionic strength and conductivity of the pore solution - obtained through innovative method - were conducted in both the carbonated layer and the non-carbonated layer of concrete. The results indicate that the empirically-analytical model proposed by Tuutti, has an excellent representativity of carbonated depth over time. The use of a coefficient of carbonation, from Tuutti’s model, calculated from early ages, can generate mistaken conclusions: underestimating the dry-cured concrete and overestimating the moist-cured concrete. In the overall analysis of the natural carbonation coefficients obtained by ANOVA showed that the water/binder ratio is the most significant factor, followed by curing type and, finally, the type of addition. The best performances as the carbonation are observed to the lower water/binder concretes, subjected to wet cure. Under the method used to obtain the pore solution, it was possible to compare the difference between the chemical properties of non-carbonated and carbonated layers of each type of concrete analyzed. / O fenômeno da carbonatação consiste em um processo físico-químico que leva à redução de alcalinidade do concreto. Isto pode desestabilizar a camada protetora do aço, deixando-o passível de corrosão, que é uma das mais importantes e onerosas causas de deterioração do concreto armado. Nesse sentido, a análise química da solução do poro tem sido realizada há cerca de 60 anos, contudo raros trabalhos focam em concretos submetidos à carbonatação contendo adições minerais, dada a dificuldade de se obter a solução devido à densificação na estrutura porosa nessas condições. Dependendo da composição do concreto, o processo de carbonatação natural pode levar vários anos para apresentar dados passíveis de análise, diante disso, a maioria dos estudos nesse tema utilizam ensaios acelerados para simular tal fenômeno, contudo, mesmo com todo controle do ambiente de laboratório, não se pode reproduzir a aleatoriedade das variáveis que ocorre em situações reais de degradação. Este trabalho tem como objetivo avaliar o processo de carbonatação natural em 36 diferentes concretos ou condições de análise, os quais cobrem uma ampla faixa de características e propriedades dos concretos, representando as mais diversas situações de serviço para as estruturas, após cerca de 14 anos de exposição, em ambiente típico urbano. São, portanto, apresentados resultados de concretos sem e com adições minerais (sílica ativa, cinza de casca de arroz, metacaulim, cinza volante e escória de alto-forno); três relações água/ligante (0,40; 0,55 e 0,70) e duas condições de cura (seca e úmida). O estudo se deu por meio de aplicações de modelos simplificados de carbonatação e análises estatísticas em um extenso banco de dados experimentais (mais de 2000 medidas) obtido por oito avaliações da frente de carbonatação realizadas em diferentes idades, durante 14 anos de exposição natural de protótipos de vigas de concreto. Foram realizadas também análises químicas de pH, força iônica e condutividade da solução do poro, obtida através de método inovador, tanto da camada carbonatada quanto da camada não carbonatada dos concretos. Os resultados indicam que o modelo empírico-analítico, proposto por Tuutti, possui excelente representatividade da profundidade carbonatada ao longo do tempo. A utilização de um coeficiente de carbonatação, do modelo de Tuutti, calculado a partir de idades iniciais pode gerar conclusões equivocadas: subestimando os concretos sem cura e superestimando os de cura úmida. A análise global dos coeficientes de carbonatação, obtidos pela ANOVA, demonstrou que a relação água/ligante é o fator mais significativo, seguido do tipo de cura e, por último, o tipo de adição. Os melhores desempenhos quanto à carbonatação são observados para os concretos de menor relação água/ligante, submetidos à cura úmida. De acordo com o método empregado para obtenção da solução do poro, foi possível comparar a diferença entre as propriedades químicas da camada não carbonatada e a carbonatada, para toda a família de concretos analisada.

The durability of reinforced concrete structures derives from the protective effect provided by the concrete cover over the steel rebars. When the passivation of the steel is compromised, the whole structure is liable to corrosion phenomena, whose rate of propagation is mainly controlled by the electrical resistivity of the concrete between the anode and cathode and by the availability of oxygen at the cathode. The electrical resistivity of concrete is highly dependent on its physical and chemical characteristics. This study aimed at to investigate the influence of the content of rice husk ash (RHA) on the electrical resistivity of concrete and identify any correlations between electrical resistivity and compressive strength properties and changes in pore solution and pore structure. The mixtures in this study were prepared with water/binder ratios (w/b) of 0.35, 0.50 and 0.65 with RHA substitutions of 10%, 20% and 30% for cement. Samples with 50% blast furnace slag, 35% fly ash and a reference sample with 100% cement were also investigated. Electrical resistivity was determined using the four electrode method (Wenner s Method adapted for concrete). Tests of compressive strength, pore solution composition, pH e electrical condutivity, and mercury porosimetry were also performed. These indicate that that the age of the sample, the w/b ratio used and the mineral additions have a expressive effect on the electrical resistivity of concrete because of changes in the concrete pore structure and in the composition and volume of pore solution. Results show there is a exponential increase in concrete resistivity as the content of RHA grows. This is confirmed by the smaller size of the pore network and the lower specific conductivity of the pore solution, which show a sound correlation. The best results in electrical resistivity were obtained with content of 30% of RHA. The best cost/benefit ratio for compressive strength values of 65MPa and electrical resistivity of 30kΩ.cm was obtained with the use of 10% RHA and for compressive strength values of 65MPa and electrical resistivity of 60kΩ.cm, the best results were obtained with 20% RHA. / A durabilidade das estruturas de concreto armado é resultado da ação protetora do concreto sobre o aço. Quando a passivação do aço deixa de existir, a estrutura torna-se vulnerável ao fenômeno da corrosão, cuja propagação, após iniciada, é essencialmente controlada pela resistividade elétrica do concreto entre o ânodo e o cátodo e pela disponibilidade de oxigênio no cátodo. A resistividade elétrica do concreto é uma propriedade extremamente sensível às características físicas e químicas do mesmo. O presente trabalho buscou investigar a influência do teor de cinza de casca de arroz (CCA) na resistividade elétrica do concreto, bem como correlacionar os resultados obtidos com a resistência à compressão axial e alterações na composição da solução aquosa e estrutura dos poros. Foram investigadas misturas com relações água/aglomerante (a/ag) 0,35 , 0,50 e 0,65 com teores de substituição em massa de 10%, 20% e 30% de CCA. Para comparar os resultados, misturas com 50% de escória de alto forno, 35% de cinza volante e uma mistura de referência com 100% de cimento foram simultaneamente investigadas. A resistividade elétrica foi determinada utilizando o método dos quatro eletrodos (método de Wenner, adaptado para uso em concreto). Paralelamente, foram realizados ensaios de resistência à compressão axial, composição, pH e condutividade elétrica específica da solução aquosa dos poros e porosimetria por intrusão de mercúrio. Verificou-se que a idade, a relação a/ag e as adições minerais mostraram uma influência expressiva na resistividade elétrica do concreto, em virtude principalmente das alterações na estrutura dos poros e na quantidade e composição da solução dos mesmos. Os resultados mostraram um crescimento exponencial na resistividade do concreto com o aumento do teor de CCA. Tal fato foi confirmado pelo maior refinamento dos poros e menor condutividade específica da solução dos mesmos, mostrando haver uma ótima correlação entre estes fatores. Assim, os melhores resultados na resistividade elétrica foram obtidos com o teor de 30% de CCA. A melhor relação CUSTO/BENEFÍCIO, para 65MPa de resistência à compressão e 30kΩ.cm de resistividade elétrica, foi obtida com 10% de CCA e, para 65MPa e 60kΩ.cm, os melhores resultados foram atingidos com 20% desta adição.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Currently, it is increasing the search for alternatives to minimize the environmental impact on inputs production. Concrete, highly polluting, is the second most natural material used by man, losing just for the water. Mineral additions have been investigated as partial replacement of cement in concrete, because, besides of providing the use of industrial waste, it can offer improvements in material characteristics. This study analyzed the microstructure of cement pastes composed by sludge produced in water treatment plants (WTP). Seven different traces were investigated: a reference one and 6 traces adding WTP sludge ash in different levels of 5, 10, 15, 20, 25 and 30%. Each trace has been developed to three water/binder (w/b) ratios (0.35, 0.50 and 0.65), ending in 21 different traces, which were studied for different healing ages. Assays of Calorimetry, thermogravimetric analysis (TGA/DTA), setting time, DRX, porosity by mercury intrusion (PIM), chemically combined water, electrical conductivity and hydrogen potential (pH); were performed. From the results, it appears that the increased cement replacement content by WTP sludge ash resulted in an increase in the start and end times of the setting time and decrease in electric conductivity and pH testing. Likewise, a reduction in remnant CH amounts with the increase in WTP sludge ash content shown in TG and XRD tests, as well as reduction in hydration heat because of less formation of side C-S-H. The results for combined chemical water increased when the relations w/b and the WTP sludge ash also increased. When compared to the reference mixture, the increase in WTP sludge ash content resulted in PIM values and the like, although an increase is found in the total area of pores due to change in pore size distribution. / Atualmente a busca por alternativas para minimizar o impacto ambiental na produção de insumos vem aumentando. O concreto é o segundo material mais utilizado pelo homem, perdendo apenas pelo consumo de água. Adições minerais têm sido investigadas como substituição parcial ao cimento no concreto, pois, além de propiciar o aproveitamento de resíduos industriais, podem contribuir nas propriedades do material. Este estudo analisou a microestrutura de pastas de cimento compostas por diferentes teores de cinza de lodo de Estação de Tratamento de Água (CLETA). Foram investigados 7 traços diferentes: um traço de referência e 6 traços com adição de CLETA, para teores de 5, 10, 15, 20, 25 e 30%. Cada traço foi desenvolvido para 3 relações a/ag (0,35, 0,50 e 0,65), totalizando 21 diferentes traços, que foram estudados para diferentes idades de cura. Foram realizados ensaios de calorimetria, análise termogravimétrica (TG), tempo de início e fim de pega, difração de raios X (DRX), Porosidade por Intrusão de Mercúrio (PIM), água quimicamente combinada, condutividade elétrica e potencial de hidrogênio (pH). Dos resultados obtidos, constata-se que o aumento no teor de substituição de cimento por CLETA resultou em aumento nos tempos de início e fim de pega e diminuição na condutividade elétrica e nos valores de pH. Da mesma forma, houve uma redução nos valores de CH remanescente com o aumento no teor de CLETA, evidenciado nos ensaios de TG e DRX, assim como, redução no calor de hidratação devido a menor formação de C-S-H secundário. O teor de água quimicamente combinada aumentou com o aumento na relação a/ag e do de teor de CLETA. Quando comparado à mistura de referência, o aumento no teor de CLETA resultou em valores de PIM semelhantes, embora constate-se aumento na área total de poros, devido a alteração na distribuição de tamanho destes.

A incorporação de resíduos industriais ao concreto, tais como as pozolanas, é uma das soluções para o aproveitamento de subprodutos poluentes estando em acordo com os princípios da sustentabilidade. É objetivo do trabalho discutir e analisar a viabilidade da aplicação de um resíduo das termoelétricas da indústria de beneficiamento do arroz, a cinza da casca de arroz (CCA), como adição mineral em concretos duráveis. Com 88% de sílica em sua composição, a CCA tem grande potencial de utilização em concretos porque possibilita o aumento da resistência à compressão pelas suas características de alta pozolanicidade e grande finura. Misturas de argamassas padrão contendo 0, 5, 10 e 15% de CCA moídas apenas industrialmente e com moagem adicional de 1 hora, foram confeccionadas a fim de se avaliar o comportamento do aglomerante (CPV - ARI PLUS + CCA) em relação à resistência mecânica. Concretos com traços 1:3,5, 1:5 e 1:6,5, relação água-aglomerante igual a 0,45 e 15% de CCA foram ensaiados à compressão. Os ensaios mostraram que a CCA é predominantemente cristalina e tem alta pozolanicidade. Quanto às argamassas padrão e aos concretos, os resultados mostraram que a utilização da CCA em compósitos à base de cimento é viável, além de ser ecologicamente correta. / Industrial residues, such as pozzolan, can be incorporated in concretes as a solution for polluter refuses, according to sustainable principles. The objective of this work it is to discuss and analyze the use of rice thermoeletrical industry residue, the rice rusk ash (RHA), as mineral addition in durable concretes. The RHA can be used to increase the compression strength of concretes once it has high pozzolanicity and thinness, composed by 88% of silica. It was created mixtures of standard mortars containing 0, 5 10 and 15% of industrial grounded RHA and also with one hour of additional grind. The idea of those mixtures was to evaluate the mechanical strength of the agglomerate (pure Portland cement + RHA). Compression tests in poor, normal and rich concretes with water/agglomerate ratio of 0,45 and 15% of RHA were set too. The tests indicated that the RHA is predominant crystalline and it is a high pozzolanicity material. All the analyses showed that the material has suitable and competitive characteristics for application as agglomerate component.

Atualmente, o aproveitamento de resíduos na construção civil tem sido estimulado devido essa atividade ser um dos maiores consumidores de materiais naturais em seus processos e produtos. As cinzas agroindustriais ocupam lugar de destaque dentre os resíduos com possibilidades de aplicação em materiais cimentícios, pois algumas, como a cinza da casca do arroz, apresentam propriedades pozolânicas, contribuindo para a redução do consumo de cimento Portland. Nesse sentido, esta pesquisa teve como objetivo principal a avaliação da viabilidade técnica do uso de cinza agroindustriais em matrizes de cimento Portland, tendo como estudo de caso a cinza da casca da castanha de caju (CCCC). As cascas das castanhas de caju, resíduos da produção das castanhas, são incorporadas novamente ao processo, e, nas caldeiras, irão gerar calor para a decorticação de novas castanhas. A CCCC é o resíduo colhido no fundo da grelha das caldeiras, resultante da queima das cascas de castanhas. Atualmente, esse resíduo é utilizado como adubo em plantações de caju, sendo uma pequena parte destinada à aterros sanitários comuns. Foram realizados ensaios para avaliar a composição físico-química da CCCC; analisar o potencial pozolânico; analisar a retração por secagem e da profundidade de carbonatação de argamassas confeccionados com CCCC; e determinar a capacidade de estabilização/solidificação da CCCC pela matriz cimentícia. A partir dos resultados, pode-se apontar como características principais da CCCC: i) não apresentar potencial pozolânico; ii) favorecer a incorporação de ar em matrizes cimentícias; iii) ocasionar solubilidade de metais pesados e Fenol quando no estado in natura; iv) contribuir para o aumento da retração por secagem e da carbonatação em argamassas; v) liberar Cromo e Sódio mesmo quando estabilizada/solidificada em pastas em teores de até 10% de substituição. Por essas considerações, a CCCC não apresentou viabilidade técnica para uso em matrizes cimentícias. / Nowadays, the use of wastes on civil building has been stimulated for it to be one of most consumers of raw materials in their processes and products. The agroindustrial ashes have a prominent place among the wastes with possibilities of application in cementitious materials, because some ashes, such rice husk ash, have pozzolanic activity, and they contribute to reduce the Portland cement consumption. This work aimed to study the evaluation of technical feasibility of the agroindustrial ashes for use in Portland cement matrices, using the ash of the rind of the cashew nut (ARCN) as case study. The rinds of cashew nut (wastes of nuts\' production) are burned again during the heating process, and in boilers, they will generate heat for shelling other nuts. The ARCN is the waste collected from the boiler grid, resulted from burning of the rind of nuts. This waste is used as compostes in plantings of cashew and a little part of it is dumped in landfill sites. Tests were made for evaluation of physico-chemical composition of ARCN; for analyse of pozzolanic activity; for analyse of drying shrinkage and carbonation in mortars made with ARCN; and the analyse of the stabilization/solidification of ARCN in pastes. After the analyse of results, it may be pointed as main features of ARCN: i) not show pozzolanic activity; ii) to promote air entrainment in cementitious matrices; iii) to cause heavy metals and Phenol solubilization as in raw state; iv) to increase the drying shrinkage and carbonation in mortars; and, v) to let out Chrome and Sodium when stabilizated/solidificated in pastes in levels of replacement until 10%. For all these considerations, the ARCN haven\'t showed technical feasibility for use in cementitious matrices.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The study of concrete structures durability necessarily passes by the study of covercrete and by the understanding of the factors that affect the features of this superficial layer. The use of high contents of mineral addictions on the concrete influences meaningfully the resistance of the covering layer to the chemical attack and on the pores structure. This dissertation aimed to analyze, through the obtained results in the tests of capillary water absorption, according to the RILEM TC 116 PCD Recommendation, and to the diffusion of water held following the directives DAN et al (1988) presented by Isaia (1995), based on publications of CSTB, the percolation of water on concrete covering layer, besides co-relating with the resistance to 50 MPa, the total volume of intruding mercury and the critical diameter of the pores. To these analysis perform, prototypes specimens of 75 cm x 20cm x 15cm have been molded with high contents of mineral additions, 70 % of slag and 20% of fly ash, in replacement to the cement mass, with or without addition of 20% of hydrated lime, in mass, and w/cm relationships 0,3 ; 0,4 ; 0,5 besides the reference mix proportion, only with cement and w/cm relationships 0,4; 0,6 e 0,8. The tests of capillary absorption and water diffusion were held, on the 91 and 300 days to execute the comparative study between these two ages, extracted specimens of 10 cm x 20 cm, from the prototypes had been accomplished, being closed to 0, 2,5 e 5,0cm of depth from the surface. After performing the analysis, it has been noticed that the replacement of cement by mineral additions causes a strength reduction to the compression, being it more accentuated in the initial ages and eased as the time passes by. In relation to the coefficients of water absorption and diffusion of the concretes with mineral additions compared to the reference concretes in equality of w/cm and ages, being analyzed the use of additions, meaningful reductions that get to 79% in the absorption and 69% in the diffusion, on the 300 day. When analyzed considering the depth (in equality of w/cm) the layer reduction 3 (5cm) in relation to 1(0,5cm) gets to 55% in the absorption and 31% in the diffusion, on the 300 day, and in the mix proportion with addition of hydrated lime, justifiable by the fact of the hydrated lime stored water helping in the hydrating process producing a more compact matrix. In equality of 50 Mpa compressive strength, the reductions are 86% to the absorption and 70% to the diffusion. It s been noticed, as to the absorption as to the diffusion, a strong co-relation with the intruding total volume and the pores diameter on the 300 day. / O estudo da durabilidade das estruturas de concreto passa, necessariamente, pelo estudo do concreto de cobrimento e pelo entendimento dos fatores que afetam as características dessa camada superficial. O uso de altos teores de adições minerais no concreto influencia significativamente a resistência da camada de cobrimento ao ataque químico e a estrutura dos poros. Esta dissertação tem por objetivo analisar, através dos resultados obtidos nos ensaios de absorção capilar de água, conforme a norma RILEM TC-116 PCD, e de difusão de água, realizado seguindo as diretrizes de Dan et al (1988), apresentadas por Isaia (1995), baseadas em publicações de CSTB, a percolação de água na camada de cobrimento do concreto, além de correlacionar com a resistência a 50 MPa , o volume total de mercúrio intrudido e o diâmetro crítico dos poros. Para realização dessas análises, foram moldadas peças protótipos de 75 cm x 20 cm x 15 cm, que permaneceram em exposição ambiental até a data de realização dos ensaios. Os protótipos foram moldados com altos teores de escória, 70% e cinza volante 20%, em substituição à massa de cimento, com e sem adição de 20% de cal hidratada, em massa, e uma relação a/mc 0,3, 0,4, 0,5, além do traço de referência, somente com cimento e relação a/c 0,4; 0,6 e 0,8. Os ensaios de absorção capilar e de difusão de água foram realizados aos 91 e 300 dias. Para executar o estudo comparativo entre essas duas idades, foram extraídos testemunhos 10 cm x 20 cm dos protótipos sendo cerrados a 0, 2,5 e 5,0 cm de profundidade a partir da superfície. Após a realização das análises, observou-se que a substituição de cimento por adições minerais acarreta uma diminuição na resistência à compressão, sendo mais acentuada nas idades iniciais e amenizada com o passar do tempo. Em relação aos coeficientes de absorção e de difusão de água dos concretos com adições minerais, comparados com os concretos de referência, em igualdade de a/mc e idades analisadas, o uso de adições resultou em significativas reduções nesses coeficientes, que chegam a 79% na absorção e de 69% na difusão, aos 300 dias. Quando analisados em função da profundidade (em igualdade de a/mc), as reduções da camada 3 em relação à camada 1 chegam a 55% na absorção e 31% na difusão, aos 300 dias e nos traços com adição de cal hidratada. Esse comportamento é justificável pelo fato de a cal hidratada armazenar água auxiliando nos processos de hidratação, produzindo uma matriz mais compacta. Em igualdade de resistência, as reduções são de 86% para a absorção e de 70% para a difusão. Observa-se, tanto para a absorção como para a difusão, uma forte correlação com o volume total intrudido e o diâmetro dos poros aos 300 dias.