Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os estudos da expansão RAA são geralmente limitados pela dificuldade devido à heterogeneidade e faixa de tamanho de agregados reativos. Este trabalho tem o objetivo de estudar o assunto e ajudar no desenvolvimento de modelos para prever o potencial de expansão da argamassa e do concreto que contém agregados reativos. O trabalho apresenta medições a fim de fornecer dados experimentais sobre o efeito do tamanho do agregado na expansão em barras de argamassa. Os resultados mostram que a expansão medida nas argamassas relacionando a fração padrão 2,4-0,15 mm com as frações individuais 2,4; 1,2; 0,6; 0,3; 0,15 mm, onde a fração 0,6 mm apresentou a maior expansão e a menor foi à fração 0,15 mm. É possível observar a interferência das faixas granulométricas. O efeito do tamanho dos agregados reativos é avaliado e as consequências sobre os ensaios laboratoriais acelerados são discutida. / Modeling studies the RAA expansion are generally limited by the difficulty due to the heterogeneity and reactive aggregate size range. This work aims to study the issue and help in developing models to predict the potential for expansion of mortar and concrete containing reactive aggregates. The paper presents measurements to provide experimental data on the effect of aggregate size expanding mortar bars. The results show that expansion was measured on mortars relating the standard from 2.4 to 0.15 mm fraction with the individual fractions 2.4; 1.2; 0.6; 0.3; 0.15 mm, where 0.3 mm fraction showed the highest growth and the lowest was the fraction 0.15 mm. You can observe the interference of particle sizes. The effect size of reactive aggregates is evaluated and the consequences of accelerated laboratory tests are discussed.

A reação álcali-agregado é uma manifestação patológica diretamente ligada à seleção dos materiais (cimento, agregados miúdo e graúdo, água e aditivos) que pode comprometer a durabilidade das estruturas de concreto, uma vez que a interação desses materiais e as condições ambientais é que vão conferir ao concreto determinadas propriedades ligadas à sua vida útil. A reação entre os hidróxidos alcalinos solubilizados na fase líquida dos poros dos concretos e alguns agregados reativos é lenta e resulta em um gel que, ao se acumular em vazios do concreto e na interface pasta-agregado, na presença de água, se expande, exercendo pressão interna no concreto. Ao exceder a resistência à tração do concreto, a pressão interna pode promover fissurações. A reação álcali-agregado requer a atuação conjunta de água, agregado reativo e álcalis. Sua prevenção pode ser feita a partir da eliminação de um dos fatores, ou seja, a partir do emprego de agregados inertes ou de cimentos com baixos teores de álcalis ou isolamento da umidade. Na impossibilidade de eliminar um dos fatores, medidas preventivas devem ser tomadas para o emprego de agregados reativos em obras de construção civil. Entre essas, destacam-se a utilização de cimentos com baixos teores de álcalis ou a de cimentos com adições ativas mitigadoras da reação álcali-agregado: escória de alto-forno, cinza volante, metacaulim e sílica ativa, que foi o objeto de pesquisa do presente trabalho. No programa experimental foram analisados dois tipos de agregado potencialmente reativos com os hidróxidos alcalinos: EDVDOWR e PLORQLWR_ JUDQtWLFR. O primeiro, proveniente de rocha ígnea, tem como constituintes deletérios vidro, clorofeíta, calcedônia (sílica criptocristalina), que dará origem à reação do tipo iOFDOL_VtOLFD. O agregado milonito granítico provém de rocha metamórfica, tem como constituintes deletérios quartzo microgranular, quartzo recristalizado, quartzo com extinção ondulante e quartzo e feldspato deformados, que dará origem ao tipo de reação iOFDOL_VLOLFDWR. Com o objetivo de avaliar a eficiência de adições ativas em mitigar as reações, os agregados foram combinados com 16 cimentos com adições ativas. Escória de alto-forno foi adicionada a 15%, 30%, 45% e 60% e cinza volante, a 10%, 15%, 25% e 35%, teores normalmente encontrados nos cimentos brasileiros. Metacaulim foi adicionada a 5%, 10%, 15% e 20%, e sílica ativa, a 5%, 10% e 15%, teores representativos da faixa normalmente adicionada diretamente a concretos. Todos os materiais utilizados foram caracterizados química, física e mineralogicamente, incluindo a análise petrográfica dos agregados. As barras de argamassa foram analisadas ao MEV, microscópio óptico de luz transmitida, realizaram-se ensaios de porosimetria por intrusão de mercúrio e análises térmicas para quantificar a teor de portlandita residual, e determinou-se o teor de álcalis dentro das barras após a realização dos ensaios para verificar a migração de íons de sódio. Os resultados indicam que a eficiência das adições ativas varia de acordo com a composição química e mineralógica das adições, da proporção desse material no cimento, e do grau de reatividade do agregado. / The alkali-aggregate reaction is a pathologic manifestation that can induce the premature distress and loss in serviceability of concrete structures affected. It is directly associated to the selection of materials (cement, coarse and fine aggregates, water and additives), as the interaction between these materials and environmental condition will grant the concrete some of the properties related to its service life. The slow reaction between alkali hydroxides soluble in the liquid phase within concrete pores and reactive aggregates gives rise to a gel that piles up within concrete voids and the aggregate-paste interface. In presence of water, the gel expands and exerts internal pressure in the concrete. When the internal pressure exceeds the tensile strength, cracking may come up as result. The alkali-aggregate reaction requires the action of water, reactive aggregate and alkalis altogether. Prevention can be carried out by eliminating one of these factors, i.e. employing either inert aggregates or lowalkali cements, or keeping the concrete away from moisture. Otherwise, preventive measures must be taken when reactive aggregates are used in civil construction works, such as the use of low-alkali cements or composite cements bearing alkaliaggregate- reaction mitigating admixtures: blast-furnace slag, fly ash, metakaolin and silica fume, which are the object of the present research. The experimental work included the analysis of two potentially reactive aggregates to alkali hydroxides: basalt and granite milonite. The igneous basalt carries deleterious constituents such as glass, chloropheite (cryptocrystalline silica), that will give rise to the DONDOL_VLOLFD type reaction while the metamorphic granite milonite carries micro granular, recrystallized, undulate-extinction-bearing quartz and deformed feldspar grains, that give rise to DONDOL_VLOLFDWH type reaction. Aiming at evaluating how efficient in mitigating these reactions the active admixtures are, these aggregates were mixed with 16 composite cements. The contents of admixtures followed those usually found in Brazilian industrial cements for blast-furnace slag (15%, 30%, 45%, 60%) and fly ash (10%, 15%, 25%, 35%), and those generally added directly to concrete for metakaolin (5%, 10%, 15%, 20%) and silica fume (5%, 10%, 15%). All materials were characterized for their chemical composition, physical properties and mineralogy. Petrography was carried out on the aggregates. The mortar bars were analyzed at the scanning electronic and transmitted-light optical microscopes. Mercury-intrusion porosimetry and thermal analyses were carried out to quantify residual portlandite. The alkali content within the bars was determined in order to verify migration of Na+ ions. The results show that the efficiency of active admixtures varies according to their chemical and mineralogical composition and proportioning in cement, and to the aggregate reactivity.

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.

Made available in DSpace on 2017-06-01T17:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Geovani_confrontado.pdf: 11502780 bytes, checksum: 5d0ce88d9f0d752b9854a355ea8bb142 (MD5) Previous issue date: 2007-08-15 / The alkali-aggregate reaction affects the durability and the mechanical resistance of the concrete structures, provoking cracks in the structural elements. Despite of these pathological manifestations, it cannot affirm that, even so the reaction is slow, the ultimate limit state cannot be reached. The occurrence of this phenomenon on blocks foundation is rarely described in literature. Recently was identified in foundations of buildings in the Metropolitan of Recife Region, constituting a problem that comes calling the attention of the community technique and the productive sector of civil construction. The pile caps affected by the AAR must suffer interventions with adequate techniques of recovery to each situation. Inside of that focus, this work presents the results of the attendance of the services of microcement injection in cracks in the blocks of a building in recovery process. It still presents the reinforcement proposal for the pieces of infrastructure affected by expansible reaction. To go accomplished extractions of specimens, cleaning and superficial closing of the cracks with an epoxy mixture and kaolin, application of the microcement inside the cracks and extraction of specimens after the injection for verification of the effectiveness of the fulfillment of the cracks with the injected material. The results can supply important subsidies for repair pile caps damaged for the action of AAR / A reação álcali-agregado afeta a durabilidade e a resistência mecânica das estruturas de concreto, provocando trincas nos elementos estruturais. Apesar das manifestações patológicas provocadas, não se pode afirmar que, embora a reação seja lenta, o estado limite de ruptura não possa ser atingido. A ocorrência desse fenômeno em blocos de fundação é raramente descrita na literatura. Recentemente foi identificada em fundações de edifícios na Região Metropolitana do Recife, constituindo um problema que vem chamando a atenção da comunidade técnica e do setor produtivo da construção civil. Os blocos de coroamento afetados pela RAA devem sofrer intervenções com técnicas de recuperação adequadas a cada situação. Dentro desse enfoque, este trabalho apresenta os resultados do acompanhamento dos serviços de injeção de microcimento em fissuras nos blocos de uma obra em processo de recuperação. Apresenta ainda a proposta de reforço para as peças de infra-estrutura afetadas pela reação expansiva. Foram realizadas extrações de testemunhos, limpeza e fechamento superficial das fissuras com uma mistura de epóxi e caulim, aplicação do microcimento no interior das trincas e extração de testemunhos após a injeção para verificação da efetividade do preenchimento das fissuras com o material injetado. Os resultados poderão fornecer importantes subsídios para reparo de blocos de coroamento danificados pela ação da RAA.

Made available in DSpace on 2017-06-01T17:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_eduardo_alves.pdf: 4097097 bytes, checksum: 9ad4af0b76785acb1b7ae5b0edeb08db (MD5) Previous issue date: 2008-12-01 / The first engineering works reported as being affected by Alkali-Aggregate Reaction (AAR) were pavements and bridges in the state of California - USA, in the 1920's. This diagnosis was proposed by Stanton, T.E., in 1940. From then on, many studies had been presented, supporting that hypothesis. From 1940 to nowadays many other countries, including Brazil had been diagnosing hundreds of cases of AAR in many different types of engineering works, mainly in dams. In Recife, Pernambuco, from the year 2000, many occurrences have been identified as AAR in pile caps. Initially they were observed in the basis of industrial cooling towers and in the pile caps of the Pina Bridge. In 2004, occurred in the neighbor city of Jaboatao the rupture of the Areia Branca Building, a 12 storey, 27 yearold, concrete construction, caused by constructive imperfections in the foundation of the columns. Many people that live in buildings worried much about this fact and asked technical inspections in the foundations. About 30 buildings presented various cracks and the cause is attributed to AAR. Because of the absence of registration of similar cases in the international literature and because the theoretical modelling of the problem is not yet satisfactorily solved, the structural engineers have been presenting intuitive solutions. In this paper four examples of solutions for structural repair of pile caps are showed, using in all of them common procedures, like: cleaning and fulfilling the cracks, addition of steel bars and covering the pile caps with a concrete layer in all surfaces. At the end it is talked about the need to increase the pile caps structural analysis, to verify if the AAR is the only responsible for the fissures in the pile caps, or if there are other associated pathologies / As primeiras obras de engenharia que se tem notícia que foram afetadas pela Reação Álcali-Agregado foram pontes e pavimentos no estado da Califórnia, EUA, nos anos de 1920 a 1930. Este diagnóstico foi proposto por Stanton, T.E., em 1940. A partir daí, vários estudos foram apresentados, dando suporte a essa hipótese. De 1940 até 2008 vários outros países, inclusive o Brasil, diagnosticaram casos de RAA em diversas obras de Engenharia, principalmente em barragens. No Recife, Pernambuco, a partir do ano 2000, várias ocorrências foram diagnosticadas como RAA em blocos de fundação. Inicialmente foram observadas em bases de torres de refrigeração de uma indústria e, posteriormente, nos blocos de fundação da Ponte do Pina. No ano de 2004, houve a ruptura do Edifício Areia Branca, de 12 andares, com 27 anos de idade, na vizinha cidade de Jaboatão, por problemas de falha construtivas nas fundações. Este fato trouxe grande preocupação aos moradores de vários edifícios da região, que passaram a solicitar vistorias técnicas nas fundações dos mesmos. Em cerca de 30 prédios, onde foram observados blocos fissurados, as causas foram atribuídas à RAA. Tendo em vista a falta de registro de casos semelhantes na literatura técnica internacional e que a modelagem teórica do problema ainda não está resolvida satisfatoriamente, tem-se contado com soluções intuitivas dos engenheiros estruturais. Neste trabalho mostram-se quatro exemplos de obras no Recife afetadas pela RAA, detalhando as fases de detecção, diagnóstico, estudos e pesquisas, que resultaram no projeto de soluções para recuperação estrutural dos blocos de fundação, contando com procedimentos que constam, de forma geral, de limpeza e preenchimento das trincas, reforço com armadura suplementar e encamisamento dos blocos. Ao final, chama-se a atenção para a necessidade de evoluir nas análises estruturais dos blocos de fundação, para comprovar se a ação da RAA é a única responsável pelo quadro fissuratório observado nas fundações pesquisadas na Região Metropolitana do Recife, ou se há, porventura, outras patologias associadas

Made available in DSpace on 2017-06-01T17:57:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joao_ricardo_pereira_silva.pdf: 5270116 bytes, checksum: e2453cbeb125a1529e7873ffe4d87453 (MD5) Previous issue date: 2015-11-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Modeling studies the RAA expansion are generally limited by the difficulty due to the heterogeneity and reactive aggregate size range. This work aims to study the issue and help in developing models to predict the potential for expansion of mortar and concrete containing reactive aggregates. The paper presents measurements to provide experimental data on the effect of aggregate size expanding mortar bars. The results show that expansion was measured on mortars relating the standard from 2.4 to 0.15 mm fraction with the individual fractions 2.4; 1.2; 0.6; 0.3; 0.15 mm, where 0.3 mm fraction showed the highest growth and the lowest was the fraction 0.15 mm. You can observe the interference of particle sizes. The effect size of reactive aggregates is evaluated and the consequences of accelerated laboratory tests are discussed. / Os estudos da expansão RAA são geralmente limitados pela dificuldade devido à heterogeneidade e faixa de tamanho de agregados reativos. Este trabalho tem o objetivo de estudar o assunto e ajudar no desenvolvimento de modelos para prever o potencial de expansão da argamassa e do concreto que contém agregados reativos. O trabalho apresenta medições a fim de fornecer dados experimentais sobre o efeito do tamanho do agregado na expansão em barras de argamassa. Os resultados mostram que a expansão medida nas argamassas relacionando a fração padrão 2,4-0,15 mm com as frações individuais 2,4; 1,2; 0,6; 0,3; 0,15 mm, onde a fração 0,6 mm apresentou a maior expansão e a menor foi à fração 0,15 mm. É possível observar a interferência das faixas granulométricas. O efeito do tamanho dos agregados reativos é avaliado e as consequências sobre os ensaios laboratoriais acelerados são discutida.

Recycled concrete is among the rising eco-friendly construction materials which helps to reduce waste and the need for new natural resources. However, such concrete may present previous deterioration due to, for instance, alkali-silica reaction (ASR), which is an ongoing distress mechanism that may keep being developed in the recycled material. This work aims to evaluate the potential of further distress and crack development (i.e. initiation and propagation) of AAR-affected RCA concrete in recycled mixtures displaying distinct past damage degrees and reactive aggregate types. Therefore, concrete specimens incorporating two highly reactive aggregates (Springhill coarse aggregate and Texas sand) were manufactured in the laboratory and stored in conditions enabling ASR development. The specimens were continuously monitored over time and once they reached marginal (0.05%) and very high (0.30%) expansion levels, they were crushed into RCA particles and re-used to fabricate RCA concrete. The RCA specimens were then placed in the same previous conditions and the “secondary” ASR-induced development monitored over time. Results show that the overall damage in ASR-affected RCA concrete is quite different from affected conventional concrete, especially with regards to the severely damaged RCA particles, where ASR is induced by a reactive coarse aggregate, as the RCA particle itself may present several levels of damage simultaneously caused by past/ongoing ASR and newly formed ASR. Moreover, the influence of the original damage extent in such RCA concrete was captured by the slightly damaged RCA mixture eventually reaching the same damage level as the severely damaged mixture. Furthermore, the original extent of deterioration influence the “secondary” induced expansion and damage of RCA concrete since the higher the original damage level, the higher the cracks numbers and lengths observed in the RCA concrete for the same expansion level whereas wider cracks are generated by RCA having previously been subjected to slight damage thus indicating the difference in the distress mechanism as a function of original extent of damage. In addition, it has been found that distress on RCA containing a reactive sand generates and propagates from the residual mortar (RM) into the new mortar (NM) as opposed to RCA containing a reactive coarse aggregate, being generated and propagated from the original coarse aggregate (i.e. original virgin aggregate – OVA) into the NM. Likewise, RCA containing a reactive sand caused longer and higher number of cracks for the same “secondary” induced expansion than the RCA made of reactive coarse aggregate. Finally, novel qualitative and descriptive models are proposed in this research to explain ASR-induced distress generation and propagation on RCA mixtures made of reactive fine and coarse aggregates.

The work deals with the possibilities of lightening of the flooring system. Flooring system is solved by lightening the material. The surface layer is modified by lightweight fillers made from the waste materials, lightweight waste materials and fillers made from natural substances. Simultaneously is this work dealing with options of lightening the surface layer by microspheric fillers of separated waste fly ash.

Muitas estruturas e elementos estruturais de concreto vêm sofrendo nas últimas décadas reações químicas deletérias do tipo álcali-agregado (RAA) no Brasil e no mundo. Essas reações geram expansões que podem comprometer a capacidade portante da estrutura, assim como o seu desempenho em serviço e sua durabilidade. Diagnosticar uma estrutura deteriorada pela RAA in loco é um assunto ainda pouco estudado, mas perfeitamente possível. Propor uma solução em termos de recuperação e/ou reforço é difícil e geralmente tem custo muito elevado, correndo-se o risco de que a solução, na maioria das vezes, seja ineficiente ou parcial. Até os dias atuais, não existe um consenso no meio técnico-científico no que tange a recuperação de estruturas afetadas por tal manifestação deletéria, devendo ser cada caso analisado de maneira única. No entanto, é consenso no meio técnico-científico que o ideal para combater a RAA é a prevenção. Para isto, torna-se necessário o desenvolvimento e a utilização de métodos experimentais, que possam de maneira antecipada detectar o risco da eventual futura reação deletéria. Este trabalho estuda os principais e mais utilizados métodos de ensaio para a análise de agregados e de combinações cimento/agregados em laboratório, fazendo ao seu final, uma análise crítica no que tange a eficiência e confiabilidade de cada um deles. Para o presente estudo, são utilizados seis agregados encontrados no Brasil, com quatro litologias diferentes (dois granitos, dois basaltos, um milonito e um quartzito). Entre os ensaios estudados, podem ser citados os métodos AMBT, (método acelerado de barras de argamassa), CPT (método dos prismas de concreto), ACPT (método acelerado de prismas de concreto) e ACPST (método acelerado de prismas de concreto imerso em solução), além de análises petrográficas através do microscópio ótico. Além da análise comparativa entre métodos de ensaio existentes, esta dissertação propõe ao meio técnico um novo método de ensaio, denominado ABCPT (método acelerado brasileiro de prismas de concreto). Este método foi desenvolvido com o intuito de possuir a confiabilidade de resposta do método CPT e a agilidade do ensaio ACPST. Os resultados demonstram que todos os métodos de ensaio realizados em concreto (CPT, ACPT, ACPST e ABCPT) possuem grande correlação entre si, podendo ser utilizado qualquer um deles para classificação da reatividade potencial de agregados em laboratório. Já o ensaio de barras de argamassa (AMBT) apresenta incongruências na análise e classificação de agregados quando comparado com os métodos realizados em concreto e a análise petrográfica. Portanto, os parâmetros que envolvem o ensaio como suas condições. / Many concrete structures have been suffering from alkali-aggregate reactions (AAR) since the last decades in Brazil and around the world. The reactions generate expansions that could compromise the strength of a concrete structure as well as its performance in service and its durability. Nowadays, it is completely possible to detect AAR in the field, but repair and reinforce a damaged structure is difficult, very expensive and in most cases inefficient or partial. There is no consensus in the market on how to repair and reinforce damaged structures. However, there is a consensus that the best way to face the problem is the prevention. This work studies the main test methods used to analyze aggregates and the combinations cement/aggregates in the laboratory and finally comparing them. In this work six Brazilian aggregates with four different lithologies (two granites, two basalts, one granite-gneiss and one quartzite) were used. Among the test methods studied were AMBT (accelerated mortar bar test), CPT (concrete prism test), ACPT (accelerated concrete prism test), ACPST (accelerated concrete prism soaked test) and petrographic analysis. Beyond the comparison among used tests, this work presents the attempt to develop a new accelerated test method. The test was called ABCPT (accelerated Brazilian concrete prism test), and it was developed with the aim of being as reliable as CPT and as fast as the ACPST. The results show that all concrete test methods (CPT, ACPT, ACPST and ABCPT) have good correlation among them, and anyone can be used to classify and analyze aggregates in the laboratory. On the other hand, the AMBT test method has showed different classifications for the same aggregates when compared to the concrete test methods and petrographic analysis. Therefore, its parameters need to be rethought and improved.

A reação álcali-agregado (RAA) é uma reação química complexa envolvendo os álcalis presentes no cimento Portland e minerais silicosos presentes em alguns tipos de agregados reativos. O produto dessa reação expande quando em contato com a água, causando fissuração e deformação, o que afeta a durabilidade e importantes propriedades mecânicas das estruturas de concreto. Entretanto, estruturas que estejam sob tensão de compressão, aplicada por carregamentos ou induzida pela presença de armadura, apresentam expansão reduzida na direção comprimida. Uma das ferramentas que se utiliza para a previsão da vida útil de estruturas afetadas pela RAA é a modelagem numérica da expansão do concreto, possibilitando a previsão e projeto de reparos necessários. Nesse contexto, modelos paramétricos combinam os principais fatores que influenciam a reação (reatividade dos constituintes, porosidade, temperatura, umidade e estado de tensões), possibilitando a determinação da distribuição e da taxa de expansão na estrutura. Nessa pesquisa foi desenvolvido um modelo paramétrico cujo principal interesse foi o estudo das tensões induzidas pela presença de fibras e armadura na expansão do concreto afetado pela RAA. O modelo implementado em elementos finitos tem como parâmetros nodais as posições, uma formulação alternativa ao método dos elementos finitos baseado em deslocamentos; a medida de deformação utilizada é a de Green e a lei constitutiva dos materiais é a de Saint-Venant-Kirchhoff. O material composto é discretizado por meio de uma matriz elástica bi-dimensional reforçado por fibras lineares perfeitamente aderidas à matriz. Comparações entre os resultados obtidos por meio do modelo desenvolvido e resultados de trabalhos experimentais comprovam a aplicabilidade e potencialidade do modelo numérico apresentado. / The alkali-aggregate reaction (AAR) is a complex chemical reaction involving alkalis present in the Portland cement paste and siliceous minerals present in some types of reactive aggregates. The product of this reaction expands in contact with water, causing cracking and deformation that affects durability and important mechanical properties of the concrete structures. However, structures under compressive stress, applied or induced by the presence of rebars, the expansion is reduced in the compressed direction. One of the tools used to predict the service life of structures affected by AAR is the numerical modeling of the concrete expansion, allowing prevision and projecting repairs needed. In this context, parametric models combine the main factors that influence the reaction (reactivity of the constituents, porosity, temperature, humidity and stress state), enabling the determination of distribution and rate of expansion in the structure. In this research was developed a parametric model whose main interest was the study of stresses induced by the presence of fibers and rebars in the expansion of concrete affected by AAR. The model implemented in finite element has as nodal parameters positions, an alternative formulation to the finite element method based on displacement; the deformation measurement used is Green and the material constitutive law is the Saint-Venant-Kirchhoff. The composite material is discretized by a two-dimensional elastic matrix reinforced by perfectly adherent linear fibers. Comparisons between the results obtained from the developed model and results of experimental studies demonstrate the applicability and potential of the numerical model presented.