Resumo: 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. / Abstract: 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. / Orientador: Jorge Luís Akasaki / Coorientador: Haroldo de Mayo Bernardes / Banca: Marco Antonio Morais Alcantara / Banca: Vladimir Antonio Paulon / Mestre

Orientador: Antonio Anderson da Silva Segantini / Banca: Selmo Chapira Kuperman / Banca: Marcelo Ornaghi Orlandi / Resumo: A reação álcali-agregado (RAA) é um fenômeno expansivo que ocorre em diversas estruturas de concreto que vivenciam freqüentes condições de umidade. O princípio desta reação fundamenta-se em interações químicas entre a sílica constituinte do agregado e os álcalis presentes no concreto, em presença de umidade. O produto formado é um "gel" expansivo que ocasiona processos de fissuração e deslocamentos diferenciais em estruturas de concreto. Atualmente, vários centros de pesquisa têm estudado diversas formas de diagnosticar a presença da reação em estruturas degradadas e avaliar previamente o potencial reativo dos agregados empregados nas obras civis. Os métodos comumente empregados na avaliação da RAA envolvem ensaios laboratoriais normalizados pela NBR 15577 (ABNT, 2008) e técnicas qualitativas de campo. Dentre estas técnicas destaca-se o teste da mancha, que identifica a presença da reação de forma imediata pela formação de tonalidades características em regiões afetadas do concreto. Neste contexto, a presente pesquisa objetivou investigar a RAA em testemunhos de concreto e em diferentes litologias de agregado por análises laboratoriais e técnicas qualitativas. No trabalho desenvolvido foi estudada a composição físico-química de produtos extraídos da RAA e dos materiais componentes dos testemunhos, além de estudos da reatividade potencial dos agregados constituintes por análises mineralógicas e ensaios acelerados de argamassa e concreto, sendo complementados por estudos microestruturais e testes qualitativos (método da mancha). Os resultados mostraram a diversidade na composição de xerogéis da RAA e incompatibilidades nos resultados dos ensaios de reatividade em agregados. Os testes colorimétricos apresentaram um desempenho satisfatório no indicativo da RAA, além de distinguir a presença de outras manifestações patológicas nos concretos e compósitos estudados / Abstract: The alkali-aggregate reaction (AAR) is an expansion phenomenon that occurs in diverse concrete structures that live in frequently conditions of humidity. The principle of this reaction is based on chemical interactions between the constituent ���� yield���� of the aggregate and the alkalis of the concrete, in humidity presence. The created product is an expansion gel that generates processes of cracking and differential displacements in concrete structures. Nowadays, many research centers have studied diverse forms to diagnose the presence of the reaction in degraded structures and to previously evaluate the potential reactivity of aggregates used in civil buildings. The common methods used in the evaluation of the RAA involved laboratory assays normalized by NBR 15577 (ABNT, 2008) and qualitative techniques of ���� yield. Among these techniques, the staining method detached which identifies the presence of the reaction of immediate form for the formation of characteristic shade in affected regions of the concrete. In context, the present research objectified to investigate the AAR in concrete core and different lithology of aggregate, being approached laboratory assays and qualitative techniques. It was studied the composition physical-chemistry of extracted products of the AAR and the component materials of concrete core, besides studies of the potential reactivity of constituent aggregates for mineralogical assays and mortar bar test and concrete prisms. Also complemented by microstructure studies and qualitative tests (staining method).The results showed diverseness composition of xerogels of the AAR and incompatibilities in the results of the reactivity assays in aggregates. The staining tests showed satisfactory performances in the indicative of the AAR with regard of the presence of other pathological manifestations in concrete and cement composites / Mestre

Resumo: A reação química que ocorre no concreto entre os álcalis oriundos predominantemente do cimento e a sílica amorfa proveniente do agregado gera um produto higroscópico e expansivo que pode causar sérios danos à estrutura. Este processo é conhecido como reação álcaliagregado (RAA). A expansão provocada pelo produto da reação pode levar uma estrutura a apresentar elevados deslocamentos diferenciais e ao surgimento de fissuras com movimentações evolutivas, entre outros tipos de problemas operacionais. A Usina Hidrelétrica (UHE) de Jaguari, pertencente à Companhia Energética de São Paulo (CESP), tem apresentado problemas relacionados à ocorrência de RAA desde a década de 80, aproximadamente dez anos após o término da sua construção, o que torna imprescindível monitorar os deslocamentos, avaliar a intensidade e a duração do fenômeno e verificar a necessidade de intervenções antecipadas para que seu perfeito funcionamento não fique comprometido. Diante disto, fez-se necessário e oportuno investigar o concreto da usina e realizar a implantação de um sistema de monitoramento para acompanhamento do fenômeno expansivo. Este trabalho contempla o relato do desenvolvimento de um projeto para o monitoramento das estruturas da tomada d'água da UHE Jaguari, demonstrando detalhadamente as justificativas e particularidades das técnicas utilizadas e das instalações no local e faz uma análise preliminar dos resultados das medições verificados por um período de tempo relativo ao projeto e suas indicações para a tomada d'água. O sistema de monitoramento implantado contemplou a observação das principais movimentações causadas pela RAA, por meio de equipamentos tradicionais, adaptados para o local e o desenvolvimento de dois aparatos de medição de movimentos relativos entre paredes, com equipamentos de princípio de funcionamento ótico e indutivo / Abstract: The chemical reaction that occurs in concrete, between predominantly alkalis from the cement and amorphous silica arising from the aggregate generates a hygroscopic, expansive product, which may severely damage the structure. This process is known as Alkali- Aggregate Reaction (AAR). The expansion caused by the product of the reaction may lead a structure to present large differential displacements and cracks with evolution motion, among other types of operational problems. Jaguari Hydroelectric Power Plant owned by Companhia Energética de São Paulo - CESP, has been having problems related to the incidence of AAR since 1980s, approximately ten years after its construction was completed, what turns indispensable to monitor displacements, assess the intensity and duration of a phenomenon and check the need for interventions beforehand so that perfect operation is not committed. Therefore, it has become necessary and timely to investigate the concrete and carry out the implantation of a monitoring system to follow up the expansive phenomenon. This project contemplates the report of development the monitoring project of Jaguari water intake structure, detailing the techniques used for the installation of the instrumentation, besides a preliminary investigation of the measurements results checked by a period of relative time to the project and their indications for water intake structure. The monitoring system implanted has contemplated the observation of the main motions caused by AAR, by means of traditional equipment adjusted to the place and the development of two devices for measuring the relative motion between walls, with equipment based on optical and inductive principle of operation equipment / Orientador: Jorge Luís Akasaki / Coorientador: Haroldo de Mayo Bernardes / Banca: José Antonio Mattiesen / Banca: Selmo Chapira Kuperman / Mestre