Sob o ponto de vista de durabilidade, os concretos cromáticos merecem atenção especial, não apenas pelas suas propriedades físicas e químicas, mas principalmente pela sua utilização como elemento arquitetônico, o qual permite a confecção de elementos estruturais aparentes, deixando-os assim mais suscetíveis à ação destrutiva das intempéries. Poucos são os trabalhos publicados que apresentam o comportamento deste material ao longo do tempo e em sua maioria, os pesquisadores avaliam a resistência à compressão como forma de parâmetro de sua qualidade. Neste contexto, o objetivo do trabalho é analisar a influência da adição de pigmentos em algumas propriedades de durabilidade e na cromacidade de concretos de cimento Portland branco. Para isso, montou-se um programa experimental composto por 21 traços diferentes, onde foram realizadas combinações entre 2 tipos de pigmentos inorgânicos de bases químicas diferentes, adicionados em 4 teores (0, 3, 6 e 10%) e com 3 relações a/c (0,40; 0,55 e 0,70). Para cada traço foram moldados 17 cp's os quais se destinam aos ensaios de resistência à compressão, penetração acelerada de cloretos, carbonatação, absorção de água por capilaridade e cromacidade. Todos os resultados experimentais, foram modelados estatisticamente. Os modelos obtidos nos ensaios mostram que o teor de adição e o tipo de pigmento não exercem influência significativa sobre a durabilidade do concreto. O teor de adição, apesar de significativo, pouco alterou a resistência à compressão; houve um acréscimo de cerca de 2 e 5% para os pigmentos verde e vermelho, respectivamente. Quanto à cromacidade; com a adição de 6% do pigmento vermelho o concreto já atinge tonalidades próximas a cor original do pigmento, ao passo que os concretos com pigmentos verde é necessária a adição de 10% para se obter tonalidades mais escuras e mais próximas a cor do pigmento. / Considering the durability of chromatic concrete, one can see it deserves special attention, not only because of its physical and chemical properties, but manly for its use as an architectonic element, which allows the making of apparent structural elements more susceptible to weather destructions. There are few publications reporting the situation of this material towards time, since most of the researchers evaluate the resistance of chromatic concrete to compression as a parameter to its quality. Within this context, the present study aims to analyze the influence of the addition of pigments into some durability proprieties and into the chromaticity of the white Portland cement concrete. An experimental program, with 21 different traces, was designed; combinations between 2 types of inorganic pigments from different chemical bases added with 4 contents (0, 3, 6 and 10%) and with 3 relations a/c (0,40; 0,55 e 0,70) were conducted. For each content, 17 cp’s were molded to the trials of: resistance to compression, chlorite accelerated penetration, carbonation, water absorption due to capillarity, and chromaticity. All the experimental results were statistically molded. The models obtained in the trials show that the addition content and the type of pigment do not exert significant influence upon the durability of concrete. The addition content, although significant, demonstrated a little difference in terms of resistance to compression; there was an increase around 2 and 5% for the green and red pigments, respectively. For chromaticity, the 6% addition of red pigment makes the concrete color similar to the original pigment, whereas the green pigment requires a 10% addition in order to obtain a darker and more similar color to the original green.

A falta de estudos de caráter científico sobre os fatores intervenientes para desencadear e/ou acelerar o processo de alteração dos sulfetos, denominado oxidação, bem como a influência do tipo de aglomerante hidráulico no desenvolvimento das manifestações patológicas no concreto, decorrentes do emprego de agregado contendo esse mineral em sua composição, motivou o desenvolvido desta tese. Neste sentido, o presente trabalho investiga a influência de cinco tipos de aglomerantes na durabilidade de concretos, quando em sua composição agregados com diferentes teores de sulfetos são empregados. Assim, o programa experimental da pesquisa foi dividido em duas etapas, denominadas Etapa 1 e Etapa 2. Nos concretos preparados para a Etapa 1, utilizou-se agregado quartzo-muscovita-xisto contendo 3,89% de sulfetos e três tipos de aglomerantes, sendo um de referência (CP II-F-32) e os outros dois resultantes da substituição parcial desse aglomerante por 40% e 60% de escória de alto-forno moída. Na Etapa 2, o mesmo tipo de agregado com 0,56% de sulfetos foi empregado, sendo utilizados também três tipos de aglomerantes, a saber, CP II-F-32, CP III-40-RS e CP IV-32. O principal objetivo foi avaliar o desempenho dos concretos confeccionados com esses aglomerantes frente ao ataque interno por sulfatos, fenômeno este resultante do processo de oxidação dos sulfetos em ambiente com umidade elevada por até aproximadamente cinco anos. Deste estudo, procedeu-se inicialmente uma investigação completa, incluindo em nível microestrutural, dos agregados contendo sulfetos "in natura", ou seja, antes de serem utilizados como material nos concretos. Em seguida, realizou-se uma avaliação comparativa do desempenho dos concretos, tendo-se como base análises microestruturais e cristalográficas, por meio da microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e análise termogravimétrica, algumas realizadas nos agregados e outras nas argamassas extraídas dos concretos. O comportamento dos concretos frente à resistência, à compressão e ao módulo de elasticidade foi avaliado até os três anos de idade. Ensaios de expansão e as investigações visuais nas superfícies externas dos concretos foram realizados por aproximadamente cinco anos. Os resultados mostraram que a pirrotita é o sulfeto mais reativo do sistema, principal mineral responsável pelas alterações observadas nos agregados extraídos dos concretos. As alterações foram diagnosticadas tanto nos agregados estocados no tempo quanto naqueles utilizados como material na composição dos concretos. Evidenciou-se que o processo de oxidação desencadeia o surgimento de manifestações patológicas ao longo do tempo que afetam as características dos concretos, promovem a expansão desse material, além de interferir em suas propriedades elastomecânicas. Tais efeitos foram resultantes da formação de produtos deletérios decorrentes do próprio processo de oxidação, como também das reações químicas entre os íons agressivos liberados durante este fenômeno e os compostos da pasta de cimento. Os aglomerantes investigados apresentaram comportamentos distintos frente ao ataque por sulfetos. Constatou-se também que quanto maior a concentração de sulfetos, especificamente de pirrotita, mais intensos e expressivos são os níveis de deterioração observados nos concretos investigados ao longo do tempo. Por fim, verifica-se que o ambiente com elevada umidade foi um parâmetro fundamental para acelerar o processo de oxidação destes minerais contidos nos agregados empregados nos concretos. / The strong motivation to the development of this thesis was the lack of scientific studies explaining the intervening factors that give rise to and/or accelerate the alteration (oxidation) of sulfides and the influence of the type of hydraulic cement on the development of pathological manifestations in concrete that have used aggregate with sulfide minerals. Therefore, this study investigates the influence of five types of cements on the durability of concrete when aggregates with different contents of sulfides are used. Thus, the experimental program of the research study was separated into two stages, designated Stage 1 and Stage 2. In the concretes prepared for Stage 1, a quartz-muscovite-schist aggregate containing 3.9% of sulfides and three types of cement were used. One type of cement was for reference (CP II-F- 32) and the other two resulting from the partial replacement of this cement by 40% and 60% of ground blast furnace slag. In Stage 2, the same type of aggregate with 0.6% of sulfides was used with three types of cements, specifically CP II-F-32, CP III-40-RS and CP IV-32. The main purpose was to assess the performance of the concretes prepared with these cements due to internal sulfate attacks resulting from the process of sulfide oxidation of aggregate in a high moisture environment up to approximately five years. Based on this study, a complete investigation was conducted including an approach at a microstructural level of the aggregates containing sulfides itself before have been used to cast concretes. Then, a comparative assessment of the performance of the concretes was carried out using microstructural and crystallographic investigation by means of optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and thermogravimetric analyses. In order to understand the behavior of the assayed concretes, their compressive strength and modulus of elasticity were evaluated during three years. Expansion tests and visual observations of the external surfaces of the concretes were also carried out for approximately five years. The results showed that pyrrhotite is the most reactive sulfide in the system, the main mineral responsible for the changes observed in the aggregates extracted from the concretes. The changes were diagnosed in the aggregates stored over time as well as in those employed as aggregates of the concretes. It was found that the oxidation process gives rise to the emergence of pathological events over time which affects the characteristics of concrete, promotes the expansion of this material, besides interfering in its elastic-mechanical properties. These effects resulted from the formation of deleterious products arising from the oxidation process itself and also from the chemical reactions between the aggressive ions released during this phenomenon and the compounds of the hydrated cement pastes. The investigated cements showed different behaviors with respect to sulfide attack. It was also verified that the higher the concentration of sulfides, specifically pyrrhotite, the more intense and expressive are the observed levels of deterioration in the investigated concretes over time. Lastly, it was evidenced that a high-moisture environment was an essential parameter to accelerate the oxidation process of these minerals contained in the aggregates used in the concretes.

A racionalização e industrialização da construção promoveram profundas modificações no processo construtivo e nas técnicas gerenciais no Brasil. Muitas empresas construtoras, para garantir competitividade no mercado, buscaram soluções capazes de aumentar a velocidade de suas obras, tais como a redução do período de escoramento. A retirada antecipada do escoramento submete a estrutura a carregamento precoce, podendo desencadear a microfissuração do concreto. Como consequência, as deformações instantâneas e lentas tendem a aumentar e, consequentemente, manifestações patológicas podem ocorrer com maior intensidade. Objetivando simular o dano causado pela retirada antecipada do escoramento em idades iniciais, este trabalho investigou a influência do carregamento precoce por compressão axial na durabilidade de concretos distintos. O programa experimental foi executado em duas etapas. A primeira, investigou a influência da microfissuração causada por carregamento precoce na durabilidade de concretos produzidos com três tipos de cimento (CPV-ARI, CPIV RS e CPII Z) e três relações água/cimento (0,35, 0,50 e 0,70). Os carregamentos dos corpos de prova foram realizados em laboratório nas idades de 1, 3 e 7 dias. Para cada idade de carregamento foram rompidas, até o limite, duas amostras de referência e, a partir do valor médio de ruptura obtido, determinava-se os percentuais de carga (25%, 50% e 75%) que seriam aplicados nos concretos. Após o período de cura de 28 dias, as amostras foram ensaiadas à Penetração de Íons Cloreto e à Absorção Capilar de Água. A segunda etapa do programa experimental investigou a influência do prolongamento da cura na recuperação do dano causado pelo carregamento dos concretos nas primeiras idades. Foram produzidos concretos com dois tipos de cimento (CPV-ARI e CPIV) e uma relação água/cimento (0,50). Parte dos concretos receberam pré-carregamento de 75% da carga de ruptura na idade de 3 dias e parte permaneceu intacta, para servir como referência. Os ensaios mecânicos e de durabilidade (penetração de íons cloreto) foram executados ao longo do tempo (3, 7, 28 e 91 dias). Os resultados da Etapa 1 mostraram que, para todas as misturas investigadas, houve elevação da penetração de cloretos e da absorção de água com o aumento da intensidade do carregamento e da relação água/cimento dos concretos. Também foi observado a existência de um processo de microfissuração causado pela ação dos pré-carregamentos dos concretos com pouca idade. Os melhores desempenhos foram obtidos para as misturas com cimentos pozolânicos e não submetidas ao carregamento. Os resultados observados na Etapa 2 mostraram que o aumento do período de cura dos concretos refletiu positivamente nos resultados dos ensaios mecânicos e de durabilidade. Nessa etapa, também foram realizados ensaios microestruturais complementares que permitiram observar que a continuidade da cura promoveu uma recuperação parcial das microfissuras (self-healing) nos concretos. No entanto, nem todas foram fechadas. Constatou-se que as magnitudes das microfissuras remanescentes eram tal que poderiam se tornar um caminho preferencial para a entrada de íons cloreto nos concretos. Conclui-se que todos os concretos analisados apresentaram a mesma tendência de comportamento, de redução da entrada de íons cloreto com o aumento do período de cura. No entanto, o diferencial dos resultados foi notado na intensidade dos valores observados, significantemente reduzidos para os cimentos pozolânicos. / The rationalization and industrialization of the construction promoted deep changes in the constructive process and on the management techniques in Brazil. Most of the construction companies look for solutions that allow it to increase the speed of the constructions to ensure competitiveness on the market, such as the reduction on the time of structure execution, as well as the period of scores and anticipating the beginning of the masonry building. The early removal of the scores put the structure in an early loading without giving enough time to part of the cement hydration reactions happen, starting the concrete micro cracking process. Consequently, the instantaneous and slow deformations tend to increase and hence, pathologies may occur with greater intensity. This work researches the influence of early loading, by axial compression, in the durability of different types of concrete. The experimental program was implemented in two stages. The first stage investigated the influence of the micro cracking caused by pre loading on the durability of concretes produced with three different types of cement classified based on the Brazilian standards (CPV-ARI, CPIV RS and CPII Z) and three water/cement ratios (0.35, 0.50 and 0.70). The samples loading were realized in laboratory at the ages of 1, 3 and 7 days. Two reference samples were loaded until the limit, for each age of loading, and according to this average value of loading the percentage of loading to be applied on the samples in order to perform the durability tests were calculated (25%, 50% and 75%). The samples were placed in humid chamber for 28 days. After the cure period the samples were tested to Chloride ions penetration and water capillary absorption. The second stage of the experimental program investigated the influence of prolonged healing in the recovery of the damage caused by the concrete loading at early ages (microcracks). Concretes were produced with two types of cement (CPV-ARI and CPIV) and a water/cement ratio of 0,50. Part of the concrete received preload 75% of the tensile strength at age 3 days and some remained intact to serve as reference. The mechanical and durability tests were performed over time (3, 7, 28 and 91 days). The results of the first stage of the experimental program demonstrated that, for all the cements the increasing of the chloride penetration and water absorption is directly related with the increasing of the pre loading applied, to the increasing of the water/cement ratio on the mixture and the reduction of the age of the pre loading.The results obtained in Stage-1 confirmed the existence of a microcracking process caused by the action of the preload concrete at a young age. The best performances were observed for mixtures with pozzolan cement and not subjected to loading. The continued healing promoted a partial recovery of microcracks, verified by scanning electron microscopy images (SEM). However, not all were closed. It was found that the magnitude of the remaining microcracks were such that it could become a preferred path for the entry of chloride ions in concrete. All examined concrete showed the same trend behavior, reduction of the entrance of chloride ions with increasing curing period. However, the spread of results was noticed in the intensity of the observed values, significantly reduced for pozzolanic cements.

Sob o ponto de vista de durabilidade, os concretos cromáticos merecem atenção especial, não apenas pelas suas propriedades físicas e químicas, mas principalmente pela sua utilização como elemento arquitetônico, o qual permite a confecção de elementos estruturais aparentes, deixando-os assim mais suscetíveis à ação destrutiva das intempéries. Poucos são os trabalhos publicados que apresentam o comportamento deste material ao longo do tempo e em sua maioria, os pesquisadores avaliam a resistência à compressão como forma de parâmetro de sua qualidade. Neste contexto, o objetivo do trabalho é analisar a influência da adição de pigmentos em algumas propriedades de durabilidade e na cromacidade de concretos de cimento Portland branco. Para isso, montou-se um programa experimental composto por 21 traços diferentes, onde foram realizadas combinações entre 2 tipos de pigmentos inorgânicos de bases químicas diferentes, adicionados em 4 teores (0, 3, 6 e 10%) e com 3 relações a/c (0,40; 0,55 e 0,70). Para cada traço foram moldados 17 cp's os quais se destinam aos ensaios de resistência à compressão, penetração acelerada de cloretos, carbonatação, absorção de água por capilaridade e cromacidade. Todos os resultados experimentais, foram modelados estatisticamente. Os modelos obtidos nos ensaios mostram que o teor de adição e o tipo de pigmento não exercem influência significativa sobre a durabilidade do concreto. O teor de adição, apesar de significativo, pouco alterou a resistência à compressão; houve um acréscimo de cerca de 2 e 5% para os pigmentos verde e vermelho, respectivamente. Quanto à cromacidade; com a adição de 6% do pigmento vermelho o concreto já atinge tonalidades próximas a cor original do pigmento, ao passo que os concretos com pigmentos verde é necessária a adição de 10% para se obter tonalidades mais escuras e mais próximas a cor do pigmento. / Considering the durability of chromatic concrete, one can see it deserves special attention, not only because of its physical and chemical properties, but manly for its use as an architectonic element, which allows the making of apparent structural elements more susceptible to weather destructions. There are few publications reporting the situation of this material towards time, since most of the researchers evaluate the resistance of chromatic concrete to compression as a parameter to its quality. Within this context, the present study aims to analyze the influence of the addition of pigments into some durability proprieties and into the chromaticity of the white Portland cement concrete. An experimental program, with 21 different traces, was designed; combinations between 2 types of inorganic pigments from different chemical bases added with 4 contents (0, 3, 6 and 10%) and with 3 relations a/c (0,40; 0,55 e 0,70) were conducted. For each content, 17 cp’s were molded to the trials of: resistance to compression, chlorite accelerated penetration, carbonation, water absorption due to capillarity, and chromaticity. All the experimental results were statistically molded. The models obtained in the trials show that the addition content and the type of pigment do not exert significant influence upon the durability of concrete. The addition content, although significant, demonstrated a little difference in terms of resistance to compression; there was an increase around 2 and 5% for the green and red pigments, respectively. For chromaticity, the 6% addition of red pigment makes the concrete color similar to the original pigment, whereas the green pigment requires a 10% addition in order to obtain a darker and more similar color to the original green.

A falta de estudos de caráter científico sobre os fatores intervenientes para desencadear e/ou acelerar o processo de alteração dos sulfetos, denominado oxidação, bem como a influência do tipo de aglomerante hidráulico no desenvolvimento das manifestações patológicas no concreto, decorrentes do emprego de agregado contendo esse mineral em sua composição, motivou o desenvolvido desta tese. Neste sentido, o presente trabalho investiga a influência de cinco tipos de aglomerantes na durabilidade de concretos, quando em sua composição agregados com diferentes teores de sulfetos são empregados. Assim, o programa experimental da pesquisa foi dividido em duas etapas, denominadas Etapa 1 e Etapa 2. Nos concretos preparados para a Etapa 1, utilizou-se agregado quartzo-muscovita-xisto contendo 3,89% de sulfetos e três tipos de aglomerantes, sendo um de referência (CP II-F-32) e os outros dois resultantes da substituição parcial desse aglomerante por 40% e 60% de escória de alto-forno moída. Na Etapa 2, o mesmo tipo de agregado com 0,56% de sulfetos foi empregado, sendo utilizados também três tipos de aglomerantes, a saber, CP II-F-32, CP III-40-RS e CP IV-32. O principal objetivo foi avaliar o desempenho dos concretos confeccionados com esses aglomerantes frente ao ataque interno por sulfatos, fenômeno este resultante do processo de oxidação dos sulfetos em ambiente com umidade elevada por até aproximadamente cinco anos. Deste estudo, procedeu-se inicialmente uma investigação completa, incluindo em nível microestrutural, dos agregados contendo sulfetos "in natura", ou seja, antes de serem utilizados como material nos concretos. Em seguida, realizou-se uma avaliação comparativa do desempenho dos concretos, tendo-se como base análises microestruturais e cristalográficas, por meio da microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e análise termogravimétrica, algumas realizadas nos agregados e outras nas argamassas extraídas dos concretos. O comportamento dos concretos frente à resistência, à compressão e ao módulo de elasticidade foi avaliado até os três anos de idade. Ensaios de expansão e as investigações visuais nas superfícies externas dos concretos foram realizados por aproximadamente cinco anos. Os resultados mostraram que a pirrotita é o sulfeto mais reativo do sistema, principal mineral responsável pelas alterações observadas nos agregados extraídos dos concretos. As alterações foram diagnosticadas tanto nos agregados estocados no tempo quanto naqueles utilizados como material na composição dos concretos. Evidenciou-se que o processo de oxidação desencadeia o surgimento de manifestações patológicas ao longo do tempo que afetam as características dos concretos, promovem a expansão desse material, além de interferir em suas propriedades elastomecânicas. Tais efeitos foram resultantes da formação de produtos deletérios decorrentes do próprio processo de oxidação, como também das reações químicas entre os íons agressivos liberados durante este fenômeno e os compostos da pasta de cimento. Os aglomerantes investigados apresentaram comportamentos distintos frente ao ataque por sulfetos. Constatou-se também que quanto maior a concentração de sulfetos, especificamente de pirrotita, mais intensos e expressivos são os níveis de deterioração observados nos concretos investigados ao longo do tempo. Por fim, verifica-se que o ambiente com elevada umidade foi um parâmetro fundamental para acelerar o processo de oxidação destes minerais contidos nos agregados empregados nos concretos. / The strong motivation to the development of this thesis was the lack of scientific studies explaining the intervening factors that give rise to and/or accelerate the alteration (oxidation) of sulfides and the influence of the type of hydraulic cement on the development of pathological manifestations in concrete that have used aggregate with sulfide minerals. Therefore, this study investigates the influence of five types of cements on the durability of concrete when aggregates with different contents of sulfides are used. Thus, the experimental program of the research study was separated into two stages, designated Stage 1 and Stage 2. In the concretes prepared for Stage 1, a quartz-muscovite-schist aggregate containing 3.9% of sulfides and three types of cement were used. One type of cement was for reference (CP II-F- 32) and the other two resulting from the partial replacement of this cement by 40% and 60% of ground blast furnace slag. In Stage 2, the same type of aggregate with 0.6% of sulfides was used with three types of cements, specifically CP II-F-32, CP III-40-RS and CP IV-32. The main purpose was to assess the performance of the concretes prepared with these cements due to internal sulfate attacks resulting from the process of sulfide oxidation of aggregate in a high moisture environment up to approximately five years. Based on this study, a complete investigation was conducted including an approach at a microstructural level of the aggregates containing sulfides itself before have been used to cast concretes. Then, a comparative assessment of the performance of the concretes was carried out using microstructural and crystallographic investigation by means of optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and thermogravimetric analyses. In order to understand the behavior of the assayed concretes, their compressive strength and modulus of elasticity were evaluated during three years. Expansion tests and visual observations of the external surfaces of the concretes were also carried out for approximately five years. The results showed that pyrrhotite is the most reactive sulfide in the system, the main mineral responsible for the changes observed in the aggregates extracted from the concretes. The changes were diagnosed in the aggregates stored over time as well as in those employed as aggregates of the concretes. It was found that the oxidation process gives rise to the emergence of pathological events over time which affects the characteristics of concrete, promotes the expansion of this material, besides interfering in its elastic-mechanical properties. These effects resulted from the formation of deleterious products arising from the oxidation process itself and also from the chemical reactions between the aggressive ions released during this phenomenon and the compounds of the hydrated cement pastes. The investigated cements showed different behaviors with respect to sulfide attack. It was also verified that the higher the concentration of sulfides, specifically pyrrhotite, the more intense and expressive are the observed levels of deterioration in the investigated concretes over time. Lastly, it was evidenced that a high-moisture environment was an essential parameter to accelerate the oxidation process of these minerals contained in the aggregates used in the concretes.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2009. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-20T20:31:09Z No. of bitstreams: 1 Estudo de viabilidade de empreendimento sob a ótica da vida útil O caso sobre a modernização do Porto Novo do Rio Grande – RS.pdf: 4308697 bytes, checksum: 19733200872e44b346c9b760ca0923d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-04T16:55:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Estudo de viabilidade de empreendimento sob a ótica da vida útil O caso sobre a modernização do Porto Novo do Rio Grande – RS.pdf: 4308697 bytes, checksum: 19733200872e44b346c9b760ca0923d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-04T16:55:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Estudo de viabilidade de empreendimento sob a ótica da vida útil O caso sobre a modernização do Porto Novo do Rio Grande – RS.pdf: 4308697 bytes, checksum: 19733200872e44b346c9b760ca0923d0 (MD5) Previous issue date: 2009 / A identificação do estado de conservação e manutenção, bem como, do obsoletismo funcional do cais do Porto Novo do Rio Grande, permitiu traçar diretrizes para a realização das obras de modernização desta estrutura. Em razãodo tipo de navios que atualmente navegam na costa brasileira, o projeto de modernização prevê a adequação dos berços de atracação e aprofundamento do calado, na linha próxima ao cais. O estudo da viabilidade para realizar tal empreendimento encontra-se alicerçado no potencial de funcionamento, ou seja, vida econômica e vida útil. Este trabalho apresenta relação entre a vida útil das estruturas de concreto, inseridas em ambientes marítimos, e os indicadores de viabilidade para este tempo de vida. São apresentadas as possibilidades de modernizar ou reabilitar cais com muro de gravidade, bem como, os fatores preponderantes na durabilidade de uma estrutura de concreto, como distância da água do mar, permitindo traçar estimativas quanto a vida útil destas estruturas. Estas estimativas estão baseadas, basicamente, no ambiente no qual estão inseridas e nas especificações de projeto como, cobrimento das armaduras e resistência característica do concreto. Foi observado um ganho considerável na vida útil da estrutura ao adotar-se a especificação do concreto com resistências características à compressão (fck) superiores. A partir desta premissa, o estudo dos indicadores de viabilidade foi baseado em duas possibilidades de horizontes: valor do investimento inicial com especificações do projeto utilizando fckigual a 35 MPa, com estimativa de vida útil de 56 anos e, alternativamente, o valor do custo do concreto com fck igual a 40 MPa agregado ao investimento, para o horizonte de 76 anos. Diante do panorama econômico e das séries históricas analisadas que compreendem o volume e tipo de cargas, número de embarcações que utilizam o cais e, das principais cargas movimentadas, foi identificado o volume anual e a mercadoria com maior movimentação, que corresponde a fertilizantes. A partir destas constatações, realizou-se o levantamento provável de despesas e receitas decorrentes da operação exclusiva no cais, compondo o fluxo de caixa do empreendimento, com cenário provável, pessimista e otimista. Os indicadores de viabilidade analisados foram: Valor Presente Líquido, Taxa Interna de Retorno, Índice de Lucratividade e Pay-back. As incertezas e riscos foram analisados através da geração analítica e numérica do VPL, fornecendo parâmetros para a tomada de decisão, com indicativo de viabilidade para a realização dasobras de recuperação e modernização do cais do Porto Novo do Rio Grande no horizonte de 76 anos. / The identification of the state of conservation andmaintenance as well as the functional obsoletism of the dock of Porto Novo do Rio Grande, allowed establish guidelines in order to perform the modernization work of this structure. Because of the type of vessels currently sailing along the Brazilian coast, the modernization project foresees the adequacy of the berthing cradles and deepening the draft in line next to the pier. The study of the feasibility to undertake such enterprise is based on the functioning potential, that is, economic and useful life. This paper presents relationship between the life of concrete structures, inserted in the marine environment, and indicators of viability for this time of life. The opportunities to upgrade or rehabilitate pier with gravity wall are presented as well as the predominant factors in the durability of a concretestructure, such as distance from the sea, allowing trace estimates of useful life of these structures. These estimates are based, basically, on the environment in which they are inserted and the project specifications, such as armor cover and the characteristic strength of concrete. It was observed a considerable gain in the lifetime of the structure by adopting the concrete specification with higher characteristic strength (fck). From this premise, the study of indicators of viability was based on two types of horizons: value of initial investment with the project specifications using fckequal to 35 MPa, estimated useful life of 56 years and, alternatively, the cost value of the concrete with fck equal to 40 MPa aggregated to the investment, for the horizon of 76 years. Considering the economic outlook and the analyzed historical seriesthat comprises the volume and type of loads, number of vessels using the wharf and the main cargo handled, the annual volume and the goods with more movement were identified, whichis fertilizer. From these findings, a survey of likely income and expenditure arising from the exclusive operation on the pier was undertaken, comprising the cash flow of the enterprise, with probable, pessimistic and optimistic scenario. The analyzed indicators of feasibility were: Net Present Value, Internal Rate of Return, Profitability Index and Pay-back. The uncertainties and risks were analyzed through the analytical and numerical generation of NPV, providing parameters for the decision, with an indication of viability to perform the works of rehabilitation and upgrading of Porto Novo Rio Grande's pier on the horizon of 76 years.

A utilização de cinza volante na composição de material cimentício o torna mais sustentável, além de conferir à matriz hidratada características peculiares que melhoram o desempenho frente à ação de diferentes agentes deletérios. A principal desvantagem da utilização de pozolana no sistema cimentício é a maior susceptibilidade à carbonatação. A maior taxa de neutralização da solução aquosa dos poros é devida ao teor remanescente menor de portlandita na matriz. O conhecimento das características da cinza volante que influenciam a interação com a cal, é necessário para subsidiar medidas preventivas com relação ao consumo de portlandita. A presente pesquisa objetiva verificar a eficiência da adição de cal hidratada em concreto executado com cimento pozolânico como forma de reduzir a susceptibilidade à carbonatação. As etapas realizadas para cumprir o objetivo abrangem: a caracterização da cinza volante, com ênfase na determinação do teor de fase vítrea; a cinética de reação em sistema de cinza volante e hidróxido de cálcio; a evolução da hidratação, e a decorrente variação microestrutural. Nos sistemas cimentícios de concretos cujas composições são 100% de cimento ou 50% de cimento e 50% cinza volante, com e sem a adição de 20% de cal hidratada, foi caracterizado a microestrutura da camada de cobrimento e o seu desempenho frente à ação do anidrido carbônico, em ensaio acelerado. Na cinza volante estudada, o teor de fase vítrea foi de 57%, e o consumo máximo por atividade pozolânica, função da área específica BET, foi de 0,69 gramas de Ca(OH)2/grama de fase vítrea de cinza volante. No cimento portland pozolânico, este consumo é menor devido à estrutura formada pela hidratação do cimento. A adição de cal hidratada à pasta de cimento e cinza volante, além de aumentar o consumo de cal por atividade pozolânica, restabeleceu, parcialmente, o teor remanescente de portlandita na matriz. A interação da cinza volante com a cal hidratada não interfere no volume total de vazios da matriz hidratada, porém, refina a microestrutura, aumentando o volume de mesoporos. A carbonatação, em concretos com mesma resistência à compressão de 55 MPa, atingiu maior profundidade quando executado com cimento pozolânico. A adição de cal hidratada não foi eficiente em reduzir a susceptibilidade à carbonatação acelerada. / The use of fly ash in the composition of the cementitious material makes it more sustainable, besides conferring to the hydrated matrix peculiar characteristics which improve its performance with relation to the action of different deleterious agents. The main disadvantage of pozzolan utilization in cementious systems is its susceptibility to carbonation. The greatest neutralization rate of the aqueous solution of the cement pore is, generally, attributed to the smallest amount of portlandite remaining in the matrix. It is necessary to widen knowledge about the characteristics of the fly ash which influence the interaction with calcium hydroxide in order to promote preventive measures with regard to portlandite consumption. This current research aims at verifying the efficiency of hydrated lime addition to concrete by using pozzolanic cement as a way of reducing its susceptibility to carbonation. The steps employed to attain this objective include: fly ash characterization with an emphasis on glass content; fly ash and calcium hydroxide systems kinetics; hydration evolution; and the consequent microstructure variation. In cementious systems of concrete whose composition is either 100% cement or 50% cement and 50% fly ash _ with or without 20% addition of hydrated lime _ it was characterized the microstructure of covercrete and its performance with regard to the interaction with carbon dioxide in accelerated testing. In the studied fly ash, glass content was 57% and the maximum consumption per pozzolanic activity, which is function of BET specific surface area, was 0.69 g of Ca(OH)2/g of glass content in the fly ash. As far as pozzolanic Portland cement is concerned, this consumption is smaller due to the structure formed by the cement hydration. The addition of hydrated lime to the cement paste and fly ash, besides increasing the consumption of lime per pozzolanic activity, partially, reestablished the remaining content of portlandite in the matrix. The interaction of the fly ash with the hydrated lime does not interfere in the total volume of void spaces in the hydrated matrix; however, it refines the microstructure by increasing the volume of mesopores. Carbonation in concrete with the same compressive strength of 55 MPa reached its deepest point when performed in pozzolanic cement. The addition of hydrated lime was not efficient at reducing susceptibility to accelerated carbonation.

A utilização de cinza volante na composição de material cimentício o torna mais sustentável, além de conferir à matriz hidratada características peculiares que melhoram o desempenho frente à ação de diferentes agentes deletérios. A principal desvantagem da utilização de pozolana no sistema cimentício é a maior susceptibilidade à carbonatação. A maior taxa de neutralização da solução aquosa dos poros é devida ao teor remanescente menor de portlandita na matriz. O conhecimento das características da cinza volante que influenciam a interação com a cal, é necessário para subsidiar medidas preventivas com relação ao consumo de portlandita. A presente pesquisa objetiva verificar a eficiência da adição de cal hidratada em concreto executado com cimento pozolânico como forma de reduzir a susceptibilidade à carbonatação. As etapas realizadas para cumprir o objetivo abrangem: a caracterização da cinza volante, com ênfase na determinação do teor de fase vítrea; a cinética de reação em sistema de cinza volante e hidróxido de cálcio; a evolução da hidratação, e a decorrente variação microestrutural. Nos sistemas cimentícios de concretos cujas composições são 100% de cimento ou 50% de cimento e 50% cinza volante, com e sem a adição de 20% de cal hidratada, foi caracterizado a microestrutura da camada de cobrimento e o seu desempenho frente à ação do anidrido carbônico, em ensaio acelerado. Na cinza volante estudada, o teor de fase vítrea foi de 57%, e o consumo máximo por atividade pozolânica, função da área específica BET, foi de 0,69 gramas de Ca(OH)2/grama de fase vítrea de cinza volante. No cimento portland pozolânico, este consumo é menor devido à estrutura formada pela hidratação do cimento. A adição de cal hidratada à pasta de cimento e cinza volante, além de aumentar o consumo de cal por atividade pozolânica, restabeleceu, parcialmente, o teor remanescente de portlandita na matriz. A interação da cinza volante com a cal hidratada não interfere no volume total de vazios da matriz hidratada, porém, refina a microestrutura, aumentando o volume de mesoporos. A carbonatação, em concretos com mesma resistência à compressão de 55 MPa, atingiu maior profundidade quando executado com cimento pozolânico. A adição de cal hidratada não foi eficiente em reduzir a susceptibilidade à carbonatação acelerada. / The use of fly ash in the composition of the cementitious material makes it more sustainable, besides conferring to the hydrated matrix peculiar characteristics which improve its performance with relation to the action of different deleterious agents. The main disadvantage of pozzolan utilization in cementious systems is its susceptibility to carbonation. The greatest neutralization rate of the aqueous solution of the cement pore is, generally, attributed to the smallest amount of portlandite remaining in the matrix. It is necessary to widen knowledge about the characteristics of the fly ash which influence the interaction with calcium hydroxide in order to promote preventive measures with regard to portlandite consumption. This current research aims at verifying the efficiency of hydrated lime addition to concrete by using pozzolanic cement as a way of reducing its susceptibility to carbonation. The steps employed to attain this objective include: fly ash characterization with an emphasis on glass content; fly ash and calcium hydroxide systems kinetics; hydration evolution; and the consequent microstructure variation. In cementious systems of concrete whose composition is either 100% cement or 50% cement and 50% fly ash _ with or without 20% addition of hydrated lime _ it was characterized the microstructure of covercrete and its performance with regard to the interaction with carbon dioxide in accelerated testing. In the studied fly ash, glass content was 57% and the maximum consumption per pozzolanic activity, which is function of BET specific surface area, was 0.69 g of Ca(OH)2/g of glass content in the fly ash. As far as pozzolanic Portland cement is concerned, this consumption is smaller due to the structure formed by the cement hydration. The addition of hydrated lime to the cement paste and fly ash, besides increasing the consumption of lime per pozzolanic activity, partially, reestablished the remaining content of portlandite in the matrix. The interaction of the fly ash with the hydrated lime does not interfere in the total volume of void spaces in the hydrated matrix; however, it refines the microstructure by increasing the volume of mesopores. Carbonation in concrete with the same compressive strength of 55 MPa reached its deepest point when performed in pozzolanic cement. The addition of hydrated lime was not efficient at reducing susceptibility to accelerated carbonation.

O desenvolvimento do concreto de alta resistência - CAR foi um importante avanço na tecnologia de concreto, entretanto, a despeito de suas inúmeras vantagens como material estrutural, o seu emprego tem sido limitado, por ter se revelado mais susceptível à fissuração nas primeiras idades. Isto se deve à ocorrência do fenômeno da retração autógena, particularmente mais intenso nestes concretos que nos de resistência normal, uma vez que no CAR, há significativamente maior quantidade de material cimentício e menor quantidade de água, o que dá origem a uma estrutura porosa muito refinada logo nas primeiras idades, gerando altas magnitudes de tensões capilares. Além do estudo sobre o entendimento do fenômeno, as pesquisas atualmente têm buscado formas de mitigá-lo a fim de contribuir para estruturas mais duráveis. Diante do exposto, esta pesquisa investigou o comportamento do CAR, no tocante às propriedades mecânicas, elásticas e viscoelásticas e à durabilidade, quando empregado um aditivo redutor de retração - ARR que pode se configurar como estratégia mitigadora para a redução da retração autógena, bem como verificar a sua influência sobre a microestrutura e hidratação da pasta de cimento. Os resultados indicam que o ARR é eficaz na redução da retração autógena e retração por secagem, sem alterar de forma relevante as propriedades mecânicas e elásticas: a resistência à compressão sofre uma pequena queda de 5% com o uso de 2% de ARR em relação ao concreto referência, contudo, as demais propriedades não são alteradas com o uso do ARR. Quanto ao efeito sobre a fluência, não se obtiveram resultados conclusivos. A durabilidade, medida pelos ensaios de penetrabilidade a íons cloretos, permeabilidade à água, carbonatação natural e absorção capilar e por imersão, não é comprometida com a incorporação do aditivo redutor de retração. Do ponto de vista microestrutural, observou-se que o ARR altera o volume total de poros, embora de uma forma não muito expressiva; e ainda constatou-se que este aditivo afeta a velocidade de hidratação das pastas de cimento, e que possivelmente interage com compostos de hidratados da pasta, sem, no entanto, alterar as características macroestruturais do material. / The development of high strength concrete - HSC represented an important advance in concrete technology. However, even knowing that this kind of concrete has several advantages as a structural material, its application is limited by the early ages cracking. This occurrence is due to the autogenous shrinkage phenomenon, once HSC has a greater amount of cementitious material and a lower amount of water in relation to a normal-strength concrete. This condition implies in a greatly refinement of pore structure at early ages which lead to a higher magnitudes of capillary tension than the one observed in a normal-strength concrete. Beyond to study the phenomenon, much research has been conducted in many countries in order to reduce autogenous shrinkage and contribute to more durable structures. So, this research aims to investigate the effectiveness of shrinkage-reducing admixtures – SRA in decreasing the autogenous shrinkage of HSC, and mainly, verify its influence on viscoelastic, elastic and mechanicals properties and durability. The effect of SRA on microstructure and on the cement paste hydration was also investigated. The results show that SRA is effective in reducing the autogenous shrinkage and drying shrinkage without remarkable changes in elastic and mechanical properties. There were not conclusive results related to the creep property. The concrete durability under the action of aggressive agents (such as water, CO2 and chloride) was not influenced by the SRA, information provided by the results of chloride penetration, natural carbonation, water permeability, capillary absorption and absorption of water tests. In a microstructural point of view, it was observed that the addition of SRA results in a small rise in total pore volume. Besides, the results suggest that the SRA affects the rate of cement hydration and it can interact to the hydrated products of paste without implying in great influences on the macrostructural characteristics of the material.

Este trabalho propõe um modelo matemático destinado à estimativa da profundidade de carbonatação e à previsão de vida útil de projeto de estruturas de concreto, envolvendo variáveis de entrada de fácil obtenção (como resistência à compressão, tipo de cimento, umidade relativa, entre outras). Com base no conhecimento de experts (grupo focal) criou-se o banco de dados que deu origem ao modelo, o qual considera as principais variáveis de influência na ação da carbonatação, incluindo: às características do concreto (resistência à compressão do concreto aos 28 dias, o tipo de cimento empregado, o teor de adição, quando houver); às condições de exposição (macro clima - ambiente interno ou externo, protegido ou não da chuva); e, às condições ambientais (umidade relativa média da região de exposição da estrutura e o teor de CO2 do ambiente). O modelo matemático proposto baseou-se no ajuste de dados considerando as leis físico-químicas pertinentes, o qual foi testado com dados de investigações experimentais realizadas por outros pesquisadores. Os resultados indicam que o mesmo representa a ação da carbonatação do concreto, apresentando potencial de generalização. Também foi empregado para a previsão de vida útil de projeto, com uma abordagem probabilística via Simulação de Monte Carlo (SMC) e Análise de confiabilidade, inserindo as variabilidades existentes no processo de degradação. Os resultados das simulações demonstram que o modelo pode ser empregado para estimativa de vida útil via processos estocásticos. O modelo foi desenvolvido essencialmente para servir como um suporte para a análise da durabilidade de estruturas de concreto armado em ambiente urbano, podendo ser empregado tanto para a estimativa da profundidade de carbonatação do concreto quanto para a previsão de vida útil de projeto de estruturas novas ou existentes, com abordagem determinística ou probabilística. As maiores vantagens do modelo são relacionadas à entrada de dados os quais podem ser obtidos com relativa facilidade, à facilidade de aplicação e ao potencial de generalização. / This research work proposes a mathematical model to estimate carbonation depths and the service life prediction of concrete structures using easily accessible input variables (such as compressive strength, cement type, relative humidity, etc.). The model was designed using a database which was developed using the knowledge of experts (focus group). This database assesses the main variables that affect carbonation in concrete (compressive strength at 28 days, type of cement, concentration of addition, if applicable), exposure conditions (macroclimate – indoors or outdoors, exposure to rain) and environmental conditions (mean relative humidity and carbon dioxide concentration of the area where the structure is located). The proposed model was tested using experimental data from other researchers and the results suggest that it accurately represents the effects of carbonation in concrete, with results that can be expanded to other structures. The mathematical model was also applied to forecasts of the service life of a project using the probabilistic approach of Monte Carlo methods (MC) and an analysis of reliability that accounted for the intrinsic variability found in decay processes. The results of the simulations show that the model can be used to estimate the service life of a project using a stochastic technique. The model was developed to serve mainly as a supporting feature in the assessment of durability in reinforced concrete structures in urban environments and can be applied both to estimates of carbonation depths and to the service life prediction of projects of new or existing structures, using deterministic or probabilistic approaches. The major benefits offered by this model are related to the input of data, which are readily available, its ease of use and its potential for application in general situations.