A utilização de incorporadores de ar (AIA) em argamassas de revestimento é prática comum no setor de construção civil visto que podem ser obtidas vantajosas alterações nas propriedades no estado fresco e endurecido. Contudo, apesar do domínio da tecnologia e da química dos aditivos essa prática é ainda bastante empírica e seu uso tem sido apontado como um fator de complexidade operacional: a presença dos incorporadores de ar torna as composições muito sensíveis ao processamento, temperatura, tipo de cimento, transporte, etc., e essas variáveis afetam diretamente as características dos materiais no estado fresco e após o endurecimento. De fato, o desempenho desses materiais é dependente da quantidade, distribuição de bolhas e estabilidade do ar incorporado no estado fresco. Na prática, o difícil controle das propriedades dos materiais aerados é um dos fatores que têm desaconselhado a utilização desta tecnologia em diversas aplicações no setor construtivo. Assim, apesar das virtudes potenciais, a falta de controle no processamento dificulta o emprego de argamassas aeradas como tipos de materiais sustentáveis. Uma causa provável da falta de controle é que a velocidade de incorporação de ar é pouco compreendida, e a maioria dos estudos científicos são focados na avaliação do desempenho dos materiais no estado endurecido atentando-se, desta forma, para o efeito e não para a causa. A fim de preencher tal lacuna científico/tecnológica, o presente trabalho visa estudar os mecanismos e a velocidade de incorporação de ar em composições com cimento CPIIF durante o estado fresco e avaliar o seu impacto no estado endurecido. Para tanto, propôs-se uma abordagem de pesquisa inovadora na qual as propriedades das fases que compõem esses sistemas são avaliadas separadamente, determinando-se o impacto da utilização dos AIA em água, nas pastas de cimento e nas argamassas. Os resultados apontam que a quantidade efetiva de incorporador de ar e a qualidade da água afetam a capacidade espumante, que os aditivos não afetam a reação de hidratação do cimento, que a temperatura afeta as propriedades no estado fresco e endurecido das pastas, que é possível prever a porosidade resultante na argamassa a partir dos resultados observados na fase aquosa, que a distribuição granulométrica dos agregados é a variável de maior impacto nas propriedades reológicas e na permeabilidade das argamassas, propriedade intimamente ligada à durabilidade do revestimento. / The use of air-entraining agents (AEA) in rendering mortars is a common practice on the building sector because many advantages may be obtained in the fresh and hardened properties. However, in spite of the technology and chemistry of the admixtures knowhow, the air-incorporation in the cementitious materials is, still, very empirical and the use of AEA has being pointed out as a complex operational factor: its presence in the formulation gets the mortar very sensitive to the process, temperature, transport etc. and this variables can directly affect the hardened properties. In fact, the performance of these materials is very dependent of the quantity, size, distribution and stability of the air bubbles incorporated in the fresh state and in the practice, the difficult to control the aerated materials properties has dissuaded the utilization of this technique in many applications in the building sector. So, in spite of the potential virtues, the less of process control gets difficult the employment of the aerated mortars and concretes as sustainable materials. A probably cause of the air incorporation uncontrolled is that the rate of air generation in the cementitious materials is not correctly understand because the most researches are focused in the consequence and not in the cause. Thus, to try to eliminate such scientific/technology gap, this present PHD work was carried out to learn the kinetic of air incorporation in the pastes and mortar in the fresh state and evaluates the impact in the hardened state. For this, was proposed a innovative boarding where the phases that compound the systems will be research separately, determining the AEA impact on water, on the suspensions and on the mortars. The results show that the foaming capacity is influenced by the effective air-entraining admixture content and the water quality, that the cement hydration reaction was not influenced by AEA, that the temperature affects the rheological and hardened properties of suspensions, that it is possible to predict the mortar porosity from the results obtained in the water phase, that the fresh properties of mortars and it permeability (property closed related with rendering performance) were mainly affected by the aggregates granulometric distribution.

A utilização de incorporadores de ar (AIA) em argamassas de revestimento é prática comum no setor de construção civil visto que podem ser obtidas vantajosas alterações nas propriedades no estado fresco e endurecido. Contudo, apesar do domínio da tecnologia e da química dos aditivos essa prática é ainda bastante empírica e seu uso tem sido apontado como um fator de complexidade operacional: a presença dos incorporadores de ar torna as composições muito sensíveis ao processamento, temperatura, tipo de cimento, transporte, etc., e essas variáveis afetam diretamente as características dos materiais no estado fresco e após o endurecimento. De fato, o desempenho desses materiais é dependente da quantidade, distribuição de bolhas e estabilidade do ar incorporado no estado fresco. Na prática, o difícil controle das propriedades dos materiais aerados é um dos fatores que têm desaconselhado a utilização desta tecnologia em diversas aplicações no setor construtivo. Assim, apesar das virtudes potenciais, a falta de controle no processamento dificulta o emprego de argamassas aeradas como tipos de materiais sustentáveis. Uma causa provável da falta de controle é que a velocidade de incorporação de ar é pouco compreendida, e a maioria dos estudos científicos são focados na avaliação do desempenho dos materiais no estado endurecido atentando-se, desta forma, para o efeito e não para a causa. A fim de preencher tal lacuna científico/tecnológica, o presente trabalho visa estudar os mecanismos e a velocidade de incorporação de ar em composições com cimento CPIIF durante o estado fresco e avaliar o seu impacto no estado endurecido. Para tanto, propôs-se uma abordagem de pesquisa inovadora na qual as propriedades das fases que compõem esses sistemas são avaliadas separadamente, determinando-se o impacto da utilização dos AIA em água, nas pastas de cimento e nas argamassas. Os resultados apontam que a quantidade efetiva de incorporador de ar e a qualidade da água afetam a capacidade espumante, que os aditivos não afetam a reação de hidratação do cimento, que a temperatura afeta as propriedades no estado fresco e endurecido das pastas, que é possível prever a porosidade resultante na argamassa a partir dos resultados observados na fase aquosa, que a distribuição granulométrica dos agregados é a variável de maior impacto nas propriedades reológicas e na permeabilidade das argamassas, propriedade intimamente ligada à durabilidade do revestimento. / The use of air-entraining agents (AEA) in rendering mortars is a common practice on the building sector because many advantages may be obtained in the fresh and hardened properties. However, in spite of the technology and chemistry of the admixtures knowhow, the air-incorporation in the cementitious materials is, still, very empirical and the use of AEA has being pointed out as a complex operational factor: its presence in the formulation gets the mortar very sensitive to the process, temperature, transport etc. and this variables can directly affect the hardened properties. In fact, the performance of these materials is very dependent of the quantity, size, distribution and stability of the air bubbles incorporated in the fresh state and in the practice, the difficult to control the aerated materials properties has dissuaded the utilization of this technique in many applications in the building sector. So, in spite of the potential virtues, the less of process control gets difficult the employment of the aerated mortars and concretes as sustainable materials. A probably cause of the air incorporation uncontrolled is that the rate of air generation in the cementitious materials is not correctly understand because the most researches are focused in the consequence and not in the cause. Thus, to try to eliminate such scientific/technology gap, this present PHD work was carried out to learn the kinetic of air incorporation in the pastes and mortar in the fresh state and evaluates the impact in the hardened state. For this, was proposed a innovative boarding where the phases that compound the systems will be research separately, determining the AEA impact on water, on the suspensions and on the mortars. The results show that the foaming capacity is influenced by the effective air-entraining admixture content and the water quality, that the cement hydration reaction was not influenced by AEA, that the temperature affects the rheological and hardened properties of suspensions, that it is possible to predict the mortar porosity from the results obtained in the water phase, that the fresh properties of mortars and it permeability (property closed related with rendering performance) were mainly affected by the aggregates granulometric distribution.

A criação de programas federais voltados para o desenvolvimento da infraestrutura brasileira no final da década passada resultou no aquecimento do setor de construção civil. Nesse contexto, o sistema de paredes de concreto moldadas no local se destacou devido à sua alta produtividade e repetitividade. Os requisitos e procedimentos para o dimensionamento de paredes de concreto moldadas no local são contemplados na NBR 16055:2012. Dentre as abordagens consideradas nessa norma, ressalta-se a recomendação do uso de concreto autoadensável. No entanto, alguns pontos de interesse não são contemplados na regulamentação vigente como, por exemplo, a incorporação de ar na composição do concreto, bem como os limites de teores de ar incorporado. Assim, a presente pesquisa busca avaliar a influência da incorporação de ar no comportamento de concretos autoadensáveis destinados à execução de paredes de concreto moldadas no local. Para isso, foram produzidos dois traços de concreto autoadensável de classes de resistência C25 e C40 e, a partir de cada um deles, produzidos outros dois traços modificados com aditivo incorporador de ar, variando o teor de ar incorporado, em um total de seis misturas cujas propriedades foram avaliadas tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. Além disso, foram moldadas paredes de concreto a fim de analisar a estrutura interna do material com aparelho de ultrassom e o acabamento superficial do elemento por meio de análise de imagens. No caso da classe C25, os resultados demonstram que a influência do teor de ar para os traços modificados foi tão significativa que os concretos produzidos se tornaram inadequados para uso estrutural. Por outro lado, apesar da elevada perda de resistência à compressão aos 28 dias, os dois traços produzidos com incorporação de ar no concreto de classe C40 se adequam às recomendações da NBR 16055:2012. Alia-se a isso o fato de que, quando da execução das paredes em laboratório, os concretos utilizados demonstraram grande capacidade de preenchimento, resultando em elementos com bom acabamento superficial e estrutura interna homogênea, mesmo em regiões de difícil acesso. Sendo assim, o presente trabalho propõe traços muito promissores para utilização em paredes de concreto moldadas no local. / The creation of federal programs aimed at the development of Brazilian infrastructure at the end of the last decade resulted in the heating of civil construction sector. In this context, the system of concrete walls cast in place stood out due to its high productivity and repetitiveness. The requirements and procedures for the design of concrete walls cast in place are contemplated in the NBR 16055:2012. Among the several approaches considered in this code, the recommendation for the use of self-compacting concrete is emphasized. However, some points of interest are not considered in the current regulations, such as the incorporation of air in the concrete composition, as well as the limits for entrained air contents. Thus, the present research seeks to evaluate the influence of air entrainment in the behaviour of self-compacting concrete for the construction of concrete walls cast in place. For this, two self-compacting concrete mixes design of strength classes C25 and C40 were produced and, from each of them, two other mixes modified with air entraining admixture were produced, varying the entrained air content, in a total of six mixtures whose properties were evaluated in both fresh and hardened state. In addition, concrete walls were cast to analyse the internal structure with ultrasonic equipment and the element surface finish by image analysis. In the case of class C25, the results demonstrate that the influence of the air content for the modified mixes was so great that the concretes produced became inappropriate for structural use. On the other hand, despite the high loss of compressive strength at 28 days, the two mixes produced with entrained air in the concrete of class C40 respect the recommendations of the NBR 16055:2012. In addition, when the walls were cast in laboratory, the concretes used showed great filling capacity, resulting in structures with good surface finish and homogeneous internal structure, even in difficult access regions. Therefore, the present work proposes very promising mixes for use in concrete walls cast in place.

O objetivo de colaborar com o equacionamento da problemática do crescimento populacional por meio de uma proposta viável economicamente, e com vantagens tecnológicas com vistas à durabilidade para a armazenagem de gêneros alimentícios em baixas temperaturas motivou o desenvolvimento desta pesquisa, na qual se propõe o uso do concreto como material alternativo para a construção de sistemas de guarda e conservação de alimentos. A partir de um adequado método de dosagem e da tecnologia desenvolvida pelo grupo de pesquisadores do Laboratório de Materiais Avançados à Base de Cimento, foram elaborados dois concretos diferenciados pela incorporação ou não de ar. A durabilidade do concreto para ambientes com baixas temperaturas tem sido relacionada a um sistema de vazios de ar com volume de 6 '+ OU -' 1 % e adequado espaçamento entre as bolhas de ar. O desempenho desses concretos em ambientes com baixas temperaturas foi avaliado acondicionando-os em uma câmara fria com temperatura de - 35 ± 2 graus Celsius. A sanidade dos corpos-de-prova foi monitorada por meio de ensaios não destrutivos (i.e. determinação da freqüência natural). O período de exposição foi de trinta e cinco dias, sendo que após o sétimo dia ocorreu a estabilização dos valores da freqüência natural dos corpos-de-prova. Os dois tipos de concretos ensaiados - com ar incorporado e sem ar incorporado - mostraram-se resistentes nestas condições de ensaio. Os resultados obtidos demonstram que os concretos, de acordo com o método utilizado, atendem a todos os requisitos para os quais foram projetados / The aim to collaborate with the set out of the world population increase problem, using a feasible and economical proposal, with technology advantages, destined to store foodstuff in low temperatures, motivated the development of this research, that suggests concrete as an alternative material to storage and conservation foodstuff system construction. Starting from the concrete design with an adequate method, and based on the technology developed by worker group of Laboratory of Advanced Cement Based Materials, were designed two kinds of concrete: with and without incorporated air. The durability of concrete in low temperatures environment were related to air voids system with 6 '+ OU -' 1% of air content, and to adequate spacing between air voids. The concrete behaviour in low temperatures environment was evaluated placing the specimens in a cold chamber, whose temperatures were about -35 '+ OU -' 2 Celsius degrees. The integrity of the specimens was evaluated by non-destructive method (determination of natural frequency). The exposure period of the specimens was thirty five days, but at seventh day the natural frequencies values were stabilized. Both kind of concrete were resistant in this condition. The obtained results show that concretes, in conformity to the used methodology, performed all requirement for that were designed

A utilização de aditivos incorporadores de ar em concretos é uma prática comum na construção civil e sua aplicação influencia significativamente diversas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do teor de ar incorporado, por meio de aditivo, no desempenho de concretos com diferentes teores de agregados. O programa experimental incluiu avaliação da eficiência de aditivos na incorporação de ar em pastas de cimento, análise microestrutural e ensaios para determinação de propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade de concretos com diferentes teores de ar e agregados. No estado fresco, foram realizados ensaios para determinação do teor de ar, massa específica e abatimento. No estado endurecido foram realizados ensaios de massa específica, absorção, resistência à compressão, módulo de elasticidade, velocidade de propagação da onda ultrassônica, carbonatação acelerada e condutividade térmica. Utilizando Microtomografia Computadorizada de Raios-X (Micro-CT) foram dimensionados e quantificados os poros presentes nas amostras dos concretos, bem como determinadas suas porosidades. Os concretos com ar incorporado apresentaram redução na resistência mecânica. Os concretos com menores teores de agregados apresentaram menor resistência mecânica, menor velocidade da frente de carbonatação e menor condutividade térmica. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que o aditivo a base de resinas sintéticas foi mais eficiente na incorporação de ar; maiores teores de ar implicam em variabilidade nos resultados de ensaios de resistência à compressão e módulo de elasticidade; os concretos com maiores teores de agregados apresentaram maior velocidade da frente de carbonatação, para mesmos teores de ar incorporado; a condutividade térmica é inversamente proporcional ao teor de ar incorporado no concreto, e quanto menor o teor de agregados, menor a condutividade térmica; o aumento do teor de ar no concreto promove aumento no diâmetro equivalente dos poros e redução da incidência de poros esféricos. / The use of entraining air additives in concrete is a common practice in construction and its application influences several concrete properties in the fresh and hardened state. The aim of this study was evaluate the influence of air entrained content, by additive, in concrete performance with different aggregate contents. The experimental program included the evaluation of additives effectiveness of air entrainment in cement pastes, microstructural analysis and the concretes physical and mechanical properties and durability, with different levels of entrained air and aggregates. Tests were performed in fresh to determine the air content, density and slump. In hardened concrete, density, absorption, compressive strength, elastic modulus, ultrasonic pulse velocity, accelerated carbonation and thermal conductivity tests were performed. By computed X-ray microtomography, the pores present in the concrete samples were sized and quantified and determined the concretes porosities. The air entrained concrete presented decrease in mechanical strength. Concretes with lower aggregate levels presented lower mechanical strength, carbonation speed and thermal conductivity. According to the results, it can be concluded that the synthetic resins base additive was more efficient in air entrainment; larger air content implies variability in the results of the compressive strength and elastic modulus tests; concrete with higher aggregate levels presented higher carbonation speed, for the same entrained air content; thermal conductivity is inversely proportional to the air entrained content in concrete, and as lower was the aggregate content, lower was the thermal conductivity; the increase of air content in concrete promotes increase in the pores diameter and reduction of the incidence of spherical pores.

O objetivo de colaborar com o equacionamento da problemática do crescimento populacional por meio de uma proposta viável economicamente, e com vantagens tecnológicas com vistas à durabilidade para a armazenagem de gêneros alimentícios em baixas temperaturas motivou o desenvolvimento desta pesquisa, na qual se propõe o uso do concreto como material alternativo para a construção de sistemas de guarda e conservação de alimentos. A partir de um adequado método de dosagem e da tecnologia desenvolvida pelo grupo de pesquisadores do Laboratório de Materiais Avançados à Base de Cimento, foram elaborados dois concretos diferenciados pela incorporação ou não de ar. A durabilidade do concreto para ambientes com baixas temperaturas tem sido relacionada a um sistema de vazios de ar com volume de 6 '+ OU -' 1 % e adequado espaçamento entre as bolhas de ar. O desempenho desses concretos em ambientes com baixas temperaturas foi avaliado acondicionando-os em uma câmara fria com temperatura de - 35 ± 2 graus Celsius. A sanidade dos corpos-de-prova foi monitorada por meio de ensaios não destrutivos (i.e. determinação da freqüência natural). O período de exposição foi de trinta e cinco dias, sendo que após o sétimo dia ocorreu a estabilização dos valores da freqüência natural dos corpos-de-prova. Os dois tipos de concretos ensaiados - com ar incorporado e sem ar incorporado - mostraram-se resistentes nestas condições de ensaio. Os resultados obtidos demonstram que os concretos, de acordo com o método utilizado, atendem a todos os requisitos para os quais foram projetados / The aim to collaborate with the set out of the world population increase problem, using a feasible and economical proposal, with technology advantages, destined to store foodstuff in low temperatures, motivated the development of this research, that suggests concrete as an alternative material to storage and conservation foodstuff system construction. Starting from the concrete design with an adequate method, and based on the technology developed by worker group of Laboratory of Advanced Cement Based Materials, were designed two kinds of concrete: with and without incorporated air. The durability of concrete in low temperatures environment were related to air voids system with 6 '+ OU -' 1% of air content, and to adequate spacing between air voids. The concrete behaviour in low temperatures environment was evaluated placing the specimens in a cold chamber, whose temperatures were about -35 '+ OU -' 2 Celsius degrees. The integrity of the specimens was evaluated by non-destructive method (determination of natural frequency). The exposure period of the specimens was thirty five days, but at seventh day the natural frequencies values were stabilized. Both kind of concrete were resistant in this condition. The obtained results show that concretes, in conformity to the used methodology, performed all requirement for that were designed

A utilização de aditivos incorporadores de ar em concretos é uma prática comum na construção civil e sua aplicação influencia significativamente diversas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do teor de ar incorporado, por meio de aditivo, no desempenho de concretos com diferentes teores de agregados. O programa experimental incluiu avaliação da eficiência de aditivos na incorporação de ar em pastas de cimento, análise microestrutural e ensaios para determinação de propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade de concretos com diferentes teores de ar e agregados. No estado fresco, foram realizados ensaios para determinação do teor de ar, massa específica e abatimento. No estado endurecido foram realizados ensaios de massa específica, absorção, resistência à compressão, módulo de elasticidade, velocidade de propagação da onda ultrassônica, carbonatação acelerada e condutividade térmica. Utilizando Microtomografia Computadorizada de Raios-X (Micro-CT) foram dimensionados e quantificados os poros presentes nas amostras dos concretos, bem como determinadas suas porosidades. Os concretos com ar incorporado apresentaram redução na resistência mecânica. Os concretos com menores teores de agregados apresentaram menor resistência mecânica, menor velocidade da frente de carbonatação e menor condutividade térmica. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que o aditivo a base de resinas sintéticas foi mais eficiente na incorporação de ar; maiores teores de ar implicam em variabilidade nos resultados de ensaios de resistência à compressão e módulo de elasticidade; os concretos com maiores teores de agregados apresentaram maior velocidade da frente de carbonatação, para mesmos teores de ar incorporado; a condutividade térmica é inversamente proporcional ao teor de ar incorporado no concreto, e quanto menor o teor de agregados, menor a condutividade térmica; o aumento do teor de ar no concreto promove aumento no diâmetro equivalente dos poros e redução da incidência de poros esféricos. / The use of entraining air additives in concrete is a common practice in construction and its application influences several concrete properties in the fresh and hardened state. The aim of this study was evaluate the influence of air entrained content, by additive, in concrete performance with different aggregate contents. The experimental program included the evaluation of additives effectiveness of air entrainment in cement pastes, microstructural analysis and the concretes physical and mechanical properties and durability, with different levels of entrained air and aggregates. Tests were performed in fresh to determine the air content, density and slump. In hardened concrete, density, absorption, compressive strength, elastic modulus, ultrasonic pulse velocity, accelerated carbonation and thermal conductivity tests were performed. By computed X-ray microtomography, the pores present in the concrete samples were sized and quantified and determined the concretes porosities. The air entrained concrete presented decrease in mechanical strength. Concretes with lower aggregate levels presented lower mechanical strength, carbonation speed and thermal conductivity. According to the results, it can be concluded that the synthetic resins base additive was more efficient in air entrainment; larger air content implies variability in the results of the compressive strength and elastic modulus tests; concrete with higher aggregate levels presented higher carbonation speed, for the same entrained air content; thermal conductivity is inversely proportional to the air entrained content in concrete, and as lower was the aggregate content, lower was the thermal conductivity; the increase of air content in concrete promotes increase in the pores diameter and reduction of the incidence of spherical pores.