Alguns materiais, constituídos quase que exclusivamente por sílica, são empregados, de forma suplementar ao cimento Portland, por promoverem melhorias ao concreto, devido aos seus efeitos físicos e pozolânicos, além de atenderem a questões ambientais. No entanto, essa sílica pode gerar produtos indesejados na presença de álcalis, sendo este fenômeno conhecido como reação álcali sílica (RAS). Na presença de água, esses produtos são capazes de expandir no interior da massa de concreto, provocando fissuras internas e externas e, em casos mais graves, a degradação do elemento estrutural. Com a finalidade de evitar essa manifestação patológica, o presente trabalho propõe-se avaliar o potencial reativo frente à RAS da sílica ativa e dois tipos de cinzas da casca do arroz (CCA), uma comercial e outra residual. Nessa investigação foram adotados os teores de 5 a 50 %, utilizados como substituição parcial ao cimento Portland padrão. Os métodos de ensaio adotados nesta pesquisa foram o método acelerado em barras de argamassa segundo a NBR 15577 - 4/5, e dois novos métodos acelerados (cubos de pasta e prismas). O métodos acelerado em cubos de pasta avaliou a resistência à compressão, enquanto o método em prismas de pasta avaliou a variação dimensional. Os resultados obtidos em barras de argamassa apontaram que ambas as CCA investigadas, foram reativos frente à RAS. No entanto, o teor de 50 %, em ambas as CCA, se mostrou inócuo para essa reação. A sílica ativa foi considerada inócua em todos os teores avaliados. O aditivo superplastificante empregado não foi eficiente em reduzir a expansão provocada pela CCA. Os ensaios que avaliaram a expansão em prismas de pasta apresentaram uma ótima correlação positiva com o método normalizado em barras de argamassa. Nos prismas de pasta com 25 % de CCA industrial foram identificados os compostos franzinite, chessexite e thaumasite. Estes compostos apresentaram morfologia de acículas ora tortuosas ora delgadas e retilíneas compondo todas as amostras coletadas dessa pasta. A análise termogravimétrica apontou o alto poder adsorvente de água dessa pasta. Em conclusão, o ensaio em prismas de pastas a 48°C com 1,25 % de Na2Oeq demonstrou ser um método prático laboratorialmente e apresentou um grande potencial para avaliar os materiais suplementares ao cimento Portland frente a RAS, além de facilitar identificação dos produtos que provocaram expansão. / Some materials, consisting almost exclusively for silica, are employed, supplementary form to Portland cement, for promoting improvements to concrete, due to their physical and pozzolanic effects and environmental issues. However, this silica may generate unwanted products in presence of alkalis. This phenomenon is known as alkali-silica reaction (ASR). In the presence of water, these products are able to expand inside concrete, generating internal and external cracks and, in severe cases, structural element degradation. In order to prevent this pathologic manifestation, the aim of the present study was to evaluate reactive potential in ASR of fume silica and two types of rice husk ash (RHA), a manufacturing and residual. Levels of 5 to 50 % were used as partial replacement to standard Portland cement. In the present study, accelerated method in mortar bars according to NBR 15577 - 4/5 and two new accelerated methods (pastes cubes and prisms) were used. Accelerated method in paste cubes evaluated compressive strength, while method in paste prims evaluated dimensional change. Results in mortar bars demonstrated, both RHA, were reactive to ASR. However, level of 50 %, both RHA, was innocuous to ASR. Fume silica was innocuous to ASR at all levels evaluated. Superplasticizer additive was not effective to reduce to expansion caused by RHA. In the cubes assay was possible to evaluate the reactive potential to ASR by analysis of variation coefficient. Results demonstrated a positive correlation between expansion in paste prism and standard method in mortar bars. In the paste prism with 25 % of RHA manufacturing were identified compounds of franzinite, chessexite and thaumasite. These compounds presented morphology of needles sometimes tortuous and sometimes thin and straight in all samples. Thermogravimetric analysis showed the high adsorbent power of water in this paste. In conclusion, paste prims assay at 48ºC with Na2Oeq 1.25 % demonstrated to be a practical laboratory method and presented a great potential to evaluate additional material to Portland cement in front of ARS, and this assay facilitates the identifications of products that cause expansion.

O cimento Portland, em seus diferentes tipos e classes, é o principal constituinte dos concretos e das argamassas, e é aplicado em todas as tipologias de obras de construção civil. Caso as propriedades do mesmo sofram variações, em função de diversos fatores, esta variabilidade influenciará nas propriedades do concreto, pelo fato do cimento Portland ser seu principal constituinte. Neste sentido, o presente trabalho visa analisar a variabilidade de diferentes tipos e marcas de cimentos produzidos no Brasil através do cálculo da média, do coeficiente de variação, da resistência característica à compressão, bem como determinar os coeficientes de crescimento de resistência à compressão entre as idades preconizadas, conforme as especificações normativas de cada cimento. Os dados para o estudo pertencem ao registro de ensaios efetuados pelo Laboratório de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul, compreendidos entre o período de 1992 a 2012. Este banco de dados permitiu a realização das análises considerando duas faixas de tempo relacionadas a dois distintos momentos da economia brasileira, entre 1992 a 2003, referente ao pequeno crescimento do país e da indústria cimenteira, e entre 2004 a 2012, relacionado à retomada do crescimento do Brasil e consequente aumento do consumo de cimento. Da mesma forma, foi possível, separar os fabricantes de cimento que possuem o selo de qualidade segundo os padrões da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) – “Com Selo” – dos que não possuem – “Sem Selo”. Dentre as principais conclusões, pode-se ressaltar que quando analisado de forma geral, por tipo de cimento, os índices de consistência médios variam de 165mm para o CP I S a 186 mm para o CP V ARI RS, com coeficientes de variação entre 7,77% para o CP II Z 32 a 13,70% para o CP IV 32 RS; as superfícies específicas Blaine médias variam de 3480 cm²/g para o CP I S a 5170 cm²/g para o CP V ARI RS, com coeficientes de variação entre 6,21% para o CP I S 32 a 12,2% para o CP IV 32 RS; as resistências mínimas especificadas em norma foram respeitadas para todas as idades, tomando as resistências médias à compressão; em contraposição, somente os cimentos CP II Z 32 e CP II Z 32 RS atingiram as resistências características à compressão mínimas em relação à norma para todas as idades. / The Portland cement, in its different types and classes, is the main component of concrete and mortar and is applied in all types of civil construction works. If its properties suffer changes, depending on various factors, this variability will influence the properties of the concrete, because the Portland cement being its main constituent. Accordingly, this study aims to analyze the variability of different types and marks of cement produced in Brazil by calculating the mean, coefficient of variation, characteristic compression strength, and determining the coefficients of the development of compressive strength among the recommended ages, according to the normative specifications of each cement. The database for the study belong to the record of tests conducted by the Laboratory for Civil Construction Materials of Foundation of Science and Technology of Rio Grande do Sul state , ranging from the period 1992-2012. This database allowed the analyzes considering two time slots related to two distinct moments of the Brazilian economy, between 1992 and 2003, concerning the small development of the country and cement industry, and between 2004 and 2012, related to the resumption of development in Brazil and consequently an increase in cement consumption. Similarly, was possible to separate the cement manufacturers who have the seal of quality standards in the ABCP (Brazilian Association of Cement Portland) – “With Seal” - of those without the seal – “Without Seal”. Among the main conclusions, can be noted that when analyzed in general, by type of cement, the rate of medium consistency ranging from 165mm to 186mm for the CP I S to CP V ARI RS, with coefficients of variation ranging from 7.77% to 13.70% for the CP II Z 32 to CP IV 32 RS; averages Blaine specific areas ranging from 3480cm²/g to 5170cm²/g for the CP I S to CP V ARI RS, with coefficients of variation ranging from 6.21% to 12.2% for the CP I S 32 to CP IV 32 RS; the minimum resistance specified in the standard have been respected for all ages, taking the average compressive strength; in contrast, only CP II Z 32 and CP II Z 32 RS cements reached the resistance characteristics to the minimum compression relative to the standard for all ages.

A corrosão por cloretos é considerada por muitos pesquisadores a mais severa das manifestações patológicas que atacam as armaduras. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a presença de cloretos livres em concreto de cimento Portland pelo método de aspersão de solução de nitrato de prata. A verificação de ataque por cloreto na estrutura é normalmente feita através de exames laboratoriais, demorados em que apresentam um custo muito alto. Pesquisando a aplicabilidade do método de aspersão de nitrato de prata in loco, em materiais à base de cimento Portland como indicador com capacidade de informar a presença ou não de contaminação por cloretos, evitando assim de imediato o teste laboratorial. Para que os resultados destes ensaios tivessem credibilidade quanto à presença de cloretos livres nas amostras, foi realizado, paralelamente à aspersão de nitrato de prata, um acompanhamento das amostras através de ensaios eletroquímicos. Observou-se com os resultados experimentais da pesquisa que a aplicabilidade do método de aspersão de solução de nitrato de prata vem a ser de grande relevância para o meio técnico, por ser um método qualitativo, de fácil aplicação, barato e provendo informações rápidas para que os profissionais da área de engenharia possam diagnosticar com segurança as estruturas com corrosão contaminadas por cloreto / The corrosion by chlorides is considered by a number of researchers the most dangerous pathological manifestation attacking concrete reinforcements. The assessment of the attacks to the structure by sodium chloride is usually done in the laboratory, takes too long and costs too much. The.main reason for this work is to assess the presence of free chlorides in Portland cement concrete and mortar through the silver nitrate aspersion method, which is justified by the fact that Our objective is to evaluate the applicability of the silver nitrate aspersion method in loco, in Portland-cement-based materials as indicators capable of showing the presence or not of contamination by chlorides, avoiding the immediate need for lab tests. So as to give credibility to the test for presence of free chlorides in the samples, these were checked by means of electrochemical tests in parallel with the silver nitrate aspersion. The experimental results of these tests showed that the applicability of the silver nitrate aspersion method seems to be of great relevance in the technical environment, as it is a qualitative method, easily applicable, inexpensive and capable of providing quick information so that professionals can safely diagnose the levels of chloride corrosion in the structures

O aumento da longevidade da população mundial e dos acidentes com consequências traumáticas nas últimas décadas provocaram um incremento na demanda de materiais e tecnologias destinados à substituição de alguma função ou porção do organismo humano para assegurar a qualidade de vida do ser humano. Neste contexto, o desenvolvimento de novos biomateriais para a ortopedia e odontologia baseados nos fosfatos de cálcio é relevante, uma vez que estes apresentam composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. Os cimentos de fosfatos de cálcio (CPC) possuem composição de fases cristalinas e resposta biológica similares às biocerâmicas de fosfato de cálcio utilizadas como material de implante por excelência devido à sua alta biocompatibilidade e excelente bioatividade; mas com a diferença de que estes podem ser facilmente moldados e adaptados ao local de implantação, injetados através de vias minimamente invasivas, ou misturados com diversos fármacos para obter uma ação terapêutica determinada e localizada no local de implantação. Em geral, tanto as biocerâmicas como os CPC apresentam baixas resistências mecânicas, pelo qual o objetivo principal deste trabalho foi a obtenção de novas formulações de CPC com propriedades mecânicas melhoradas mediante a adição de componentes de cimento Portland tradicional ou de cimento de aluminato de cálcio. Outras propriedades que se pretende melhorar com a adição de compostos portadores de silício são a bioatividade e osteogenicidade dos materiais resultantes, uma vez que os cimentos baseados em silicato de cálcio são altamente osteogênicos. Para isto, foi escolhido o sistema baseado em a-Ca3(PO4)2 e foram desenhadas diferentes formulações através da introdução de Ca3SiO5 (C3S) ou CaAl2O4 (CA), fases majoritárias dos cimentos Portland e cimentos de aluminato de cálcio que apresentam uma excelente resistência mecânica, além de ser biocompatíveis e bioativas. Do estudo realizado verificou-se que a adição de um 5% de C3S ao cimento baseado em a- Ca3(PO4)2 produz um incremento das propriedades mecânicas em longo prazo (14d) e melhora a bioatividade e citotoxicidade dos CPC tradicionais; no entanto, retarda a pega do cimento e a hidrólise do a-Ca3(PO4)2 e aumenta a o grau de degradação dos materiais. A introdução de SiO2 como modificação de esta formulação, embora diminuiu o pH resultante, retardou a pega do cimento provocando uma perda notável da resistência mecânica durante os primeiros estágios da reação. Por outro lado, a introdução de CA provocou uma diminuição da resistência à compressão dos cimentos, independente do teor adicionado, e não se observou a melhoria desta propriedade com o aumento do tempo. Contudo, a presença de CA permitiu a obtenção de materiais menos citotóxicos, e por consiguiente mais biocompatíves, assim como o aumento da bioatividade em relação aos CPC tradicionais. / The increased longevity of the world population and the growth of traumatic accidents in last decades, led to an increase in demand of materials and technologies for replacement of any portion or function of the human body to ensure the quality of human life. In this context, the development of new biomaterials for orthopedics and dentistry based on calcium phosphates is relevant, since they have similar chemical composition to the mineral phase of bones and teeth. The calcium phosphate cements (CPC) have composition of crystalline phases and biological response similar to calcium phosphate bioceramics used as implant material par excellence due to its high biocompatibility and excellent bioactivity; but with the difference that these can be easily shaped and adapted to the site, injected through minimally invasive means, or mixed with various drugs for a specific therapeutic action at the site of implantation. In general, both bioceramics such as CPC have low mechanical strength; whereby, the main objective of this study was to obtain new formulations of CPC with improved mechanical properties by adding components of traditional Portland cement or calcium aluminate cement. Other properties that are intended to improve with the addition of silicon compounds, are the bioactivity and osteogenic potential of the resulting materials, as it cements based on calcium silicate are highly osteogenic. For this, we chose a system based a-Ca3(PO4)2 and different formulations were designed by introducing Ca3SiO5 (C3S) or CaAl2O4 (CA), majority phases of Portland cement and calcium aluminate cements that have an excellent mechanical strength, and are biocompatible and bioactive. From the study it was found that the adittion of a 5% C3S to the a-Ca3(PO4)2 based cement, produces an increase in the mechanical properties in the long term (14d) and enhances bioactivity and cytotoxicity; however, enlarge the setting times and the degree of degradation ofaand hydrolysis of materials. The introduction of SiO2 as a modification of this formulation, resulted in a pH decreased, but in the increased of the setting times causing a noticeable loss of strength during the early stages of the reaction. Moreover, the introduction of CA reduced the compressive strength of cements, regardless of content added, and there was no improvement of this property with increasing time. However, the presence of CA allowed the production of materials less cytotoxic, and thereby to more biocompatible, as well as the increase in bioactivity relative to traditional CPC.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoATB_DISSERT.pdf: 170574 bytes, checksum: 1c8ab112e2d611ca8a276251605aaaa3 (MD5) Previous issue date: 2010-10-11 / The Compound Portland cements are commonly used in construction, among them stand out the CPII-Z, CPII-F and CPIV. These types of cement have limited application on oil well cementing, having its compositional characteristics focused specifically to construction, as cement for use in oil wells has greater complexity and properties covering the specific needs for each well to be coated. For operations of oil wells cementing are used Portland cements designed specifically for this purpose. The American Petroleum Institute (API) classifies cements into classes designated by letters A to J. In the petroleum industry, often it is used Class G cement, which is cement that meets all requirements needed for cement from classes A to E. According to the scenario described above, this paper aims to present a credible alternative to apply the compound cements in the oil industry due to the large availability of this cement in relation to oil well cements. The cements were micro structurally characterized by XRF, XRD and SEM tests, both in its anhydrous and hydrated state. Later technological tests were conducted to determine the limits set by the NBR 9831. Among the compound cements studied, the CPII-Z showed satisfactory properties for use in primary and secondary operations of oil wells up to 1200 meters cementing / Os cimentos Portland Compostos s?o comumente utilizados na constru??o civil, dentre eles destacam-se os CPII-Z, CPII-F e o CPIV. Estes tipos de cimento t?m sua aplica??o limitada para cimenta??o de po?os de petr?leo, tendo em vista suas caracter?sticas composicionais direcionadas especificamente para a constru??o civil. Cimentos para uso em po?os de petr?leo possuem uma maior complexidade e propriedades que d?o suporte ?s necessidades especificas para cada po?o a ser revestido. Para as opera??es de cimenta??o de po?os petrol?feros, s?o usados cimentos Portland desenvolvidos especialmente para tal finalidade de acordo com as normas API (American Petroleum Institute), os quais s?o classificados por classes, designadas pelas letras de A a J. Na ind?stria do petr?leo, comumente se utiliza o cimento da classe G, por ser um cimento que atende praticamente todas as condi??es previstas para os cimentos das classes A at? E. De acordo com o cen?rio descrito acima, esse trabalho teve como objetivo apresentar uma alternativa confi?vel para aplica??o de cimentos compostos na ind?stria do petr?leo em fun??o da grande disponibilidade destes cimentos em rela??o aos cimentos petrol?feros. Os cimentos foram caracterizados microestruturalmente atrav?s de ensaios de FRX, DRX e MEV, tanto em seu estado anidro quanto hidratado. Posteriormente, foram realizados ensaios tecnol?gicos para determinar os limites estabelecidos pela norma NBR 9831. Dentre os cimentos compostos estudados, o cimento CPII-Z apresentou propriedades satisfat?rias para aplica??o em opera??es de cimenta??o prim?ria e secund?ria de po?os petrol?feros at? 1200 metros

Orientador: Sonia Irene Silva do Carmo / Banca: Benedito de Moraes Neto / Banca: Yvone Dias Avelino / Resumo: Pioneira da indústria cimenteira no país, a companhia Brasileira de Cimento Portland Perus (CBCPP) foi inaugurada em 1926. Em 1951, seu controle acionário passou para o Grupo Abdalla que instalou um forno que expandiu em 60 % a capacidade produtiva sem qualquer ampliação na infra-estrutura de alimentação (dimensionada para os três fornos originais), procedimento afinado com a expansão da demanda no Brasil do pós-guerra, mas que submetia o maquinário a níveis destrutivos de esforços. Era natural, portanto, que, as greves operárias pusessem em xeque a forma de gestão da empresa, com os trabalhadores implementando um plano de medidas técnicas alternativas em 1960-61 que criou uma autêntica situação de dualidade de poder dentro da companhia. Em 1962, uma greve iniciada em solidariedade a trabalhadores de outras firmas de Abdalla derivou para uma luta direta pela desapropriação da Perus com vistas a implantar uma co-gestão Estado/Operários. A paralisação foi derrotada, com profundas seqüelas no meio popular, parcialmente sanadas com a reintegração dos operários estáveis em 1969. A esta altura, porém, o futuro da fábrica já estava comprometido pelo desgaste dos equipamentos, quadro que o confisco federal em 1973 não reverteu. A empresa voltaria para a iniciativa privada em 1980 já praticamente liquidada, e funcionaria de forma agonizante até o fechamento em 1987. / Mestre

O presente trabalho trata do estudo referente ao desempenho da fibra vegetal amazônica curauá (Ananas erectifolius) aplicada no processo de produção dos painéis de cimento portland, analisando a compatibilidade, os tratamentos realizados nas fibras de curauá, visando à melhoria das propriedades físicas e mecânicas dos painéis. A metodologia deste trabalho foi desenvolvida a partir da produção dos painéis cimento portland reforçados com fibras de curauá, variando os teores e os tipos de tratamentos realizados nas fibras vegetais, sendo realizados ensaios de caracterização da fibra para posteriormente justificar o comportamento da mesma nos painéis. O resultado obtido no ensaio de inibição classificou a fibra de curauá sem tratamento como alta inibição, verifcando a necessidade de se fazer tratamentos para sua aplicação. Os tratamentos realizados nas fibras de curauá influenciaram positivamente, tanto na compatibilidade entre o cimento e a fibra de curauá como no grau de cristalinidade da fibra de curauá. Para a produção dos painéis os tratamentos realizados não tiveram influência nas propriedades mecânicas. / The present work addresses the performance of the Amazon vegetal fiber curauá (Ananas erectifolius) as applied to the production process of portland cement panels, aimed at the improvement of the physical and mechanical properties of the panels. The methodology of this work was developed from the production of portland cement panels reinforced with curaua fibers, varyng of the amounts and the treatments applied to the vegetal fibers, being conducted tests for the fiber characterization to justify at a later stage the behavior of the latter in the panels. The results obtained from the inhibition test classified the curaua fiber without treatment as of high applied to the curaua fibers influenced positively both the compatibility between cement and the curaua fiber and the cristallinity degree of the curaua fiber. For the panels production the apllied treatments did not influence on mechanical properties.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The building industry is a great consumer of natural resources, and it is currently being investigated ways to reduce or rationalize the consumption of natural products for the production of materials and building components. The incorporation of some solid industrial residues has been shown as an interesting alternative to produce concretes, mortars e concrete blocks, among other applicability of the Portland cement. This study aimed was to analyze the effect of incorporation of the polishing float glass (PFG) in mortars of Portland cement and natural sand. The PGF was used as supplementary material to the cement, replacing the cement mass in the percentages of 5%, 10%, 15%, 20% and 25%. Two series of mortars were produced, the first with water-binder ratio constant and another with constant water-cement ratio. In the development of the research comparisons were made between the characteristics of a reference mortar without addition of the PGF, and properties of mortars produced with different percentages of PGF. The mortars were studied in fresh and hardened state, with analysis of the following characteristics: density in the fresh state; consistency index; water retention; incorporated air content; compressive strength; tensile strength in bending; void ratio; dynamic modulus of elasticity; density in the hardened state and alkali-silica reactivity. In mortars with constant relation water-cement, the use of PFG caused a significant decrease in the consistency index, variation inversely proportional to the percentage of PFG in the mixture. Other properties in the fresh state showed small variations for the two mortars series. In the hardened mortar cement replacement by PGF produced decrease in compressive strength at ages of 7 and 14 days. However, even with reduced consumption of cement, mortar with a higher residue percentage showed a significant increase in their resistance for ages 28, 63 and 91 days of curing. The expansion test as a result of alkali-silica reaction, showed that the incorporation of PFG produces no deleterious effects due to the expansions in the composites studied and, in some cases, even promotes reduction of these expansions. The use of the residue of polishing glass as a partial cement replacement proved feasible to maintain, or even by improving some properties of mortars with PGF. / A indústria da construção civil é uma grande consumidora de recursos naturais e atualmente se estudam formas de diminuir ou racionalizar o consumo de insumos para produção dos materiais e componentes de construção. A incorporação de alguns resíduos sólidos industriais tem se mostrado uma alternativa interessante para a produção de concretos, argamassas e blocos de concreto, dentre outras aplicações com cimento Portland. O objetivo desse estudo foi analisar os efeitos da incorporação do resíduo da lapidação do vidro float (RLV) em argamassas de cimento Portland e areia natural. O RLV foi usado como material cimentício suplementar, com substituições à massa de cimento nos percentuais de 5%, 10%, 15%, 20% e 25%. Foram produzidas duas séries de argamassas, a primeira com relação água-aglomerante constante e outra com relação água-cimento constante. O estudo foi desenvolvido por meio de comparações entre as características de uma argamassa de referência, sem adição do RLV, e as propriedades das argamassas produzidas com diferentes percentuais de RLV. As argamassas foram estudadas no estado fresco e no estado endurecido, com análise das seguintes propriedades: densidade no estado fresco; índice de consistência; retenção de água; teor de ar incorporado; resistência à compressão; resistência a tração na flexão; índice de vazios; módulo de elasticidade dinâmico, massa específica no estado endurecido e reatividade álcali-sílica. Nas argamassas com relação água-cimento constante o uso do RLV provocou diminuição significativa no índice de consistência, com variação inversamente proporcional ao percentual de RLV na mistura. As outras propriedades no estado fresco apresentaram pequenas variações para as duas séries de argamassas. Nas argamassas endurecidas a substituição do cimento pelo RLV produziu diminuição na resistência à compressão nas idades de 7 e 14 dias, mas nas idades de 28, 63 e 91 dias de cura as argamassas com maior percentual de resíduo mostraram aumento significativo em suas resistências, ainda que apresentassem menor consumo de cimento. O ensaio de expansão devido à reação álcali-sílica, mostrou que a incorporação do RLV não produziu efeito deletério nas argamassas devido às expansões e possibilitou, em alguns casos, até mesmo a redução dessas expansões. Para as características avaliadas, o uso do resíduo da lapidação do vidro como substituto parcial do cimento se mostrou viável com manutenção, ou ainda, melhora em algumas propriedades das argamassas com RLV. / Mestre em Engenharia Civil

O progresso científico e tecnológico das últimas décadas registra um avanço significativo no processo de obtenção da cal, porém, há uma lacuna de conhecimento de base referente à sua ação quando empregada em conjunto com o cimento Portland. O uso da cal nas argamassas mistas de acabamento tem sido associado positivamente apenas à plasticidade no estado fresco e à sua deformabilidade no estado endurecido. Maiores informações são necessárias sobre a ação da cal na evolução das propriedades da argamassa no estado fresco, vinculadas à hidratação do cimento. Este conhecimento é importante para o desenvolvimento de formulações que atendam ao desempenho desejado em diferentes aplicações. O entendimento do mecanismo de hidratação do cimento em presença da cal constitui uma plataforma para estudos de adições minerais ativas ao clínquer, com adição de cal hidratada como fonte externa de cálcio, na produção de novos materiais cimentícios sustentáveis. O estudo em pasta realizado teve como foco a interação cimento-cal visando identificar os fenômenos químicos e físicos relevantes que se sucedem à adição de água ao sistema. Foram caracterizadas as idades iniciais de hidratação do cimento por meio de ensaios de calorimetria de condução, termogravimetria (TG/DTG) e difratometria de raios X em material no estado fluido e em regime consecutivo de coleta de dados. Os experimentos envolveram as proporções 1:1 e 1:2 de cimento Portland tipo CP II E com cales hidratadas tipos CH I e CH III de natureza cálcica e dolomítica, respectivamente. A cal CH I incorpora à mistura elevado teor de hidróxido de cálcio com imediata saturação do meio por íons hidroxila e íons cálcio; a cal CH III incorpora também, em maior quantidade, filler carbonático. Por efeito químico, devido à presença da cal, há alteração da velocidade de hidratação, mas com formação dos produtos de reação característicos da hidratação do cimento. Por efeito físico, o filler carbonático e a fração insolúvel do hidróxido de cálcio da cal, presente no meio saturado, atuam como nucleador para precipitação de fases hidratadas. O efeito combinado desses fenômenos promoveu aceleração da hidratação do cimento Portland, principalmente no período de indução, quando prevalecem as reações de formação de etringita e de aluminatos de cálcio hidratados. / In the last decades, scientific and technological progress has shown a significant advance in the process of obtaining lime; however, there is gap knowledge with relation to its action when employed together with Portland cement. The use of lime in finishing mix mortars has only been positively associated to the fresh state plasticity and ability to deformation in the hardened state. It is necessary to collect data about the role of lime in the gradual development of the properties of mortars in the fresh state, linked to cement hydration. Such knowledge is important to develop formulas which can meet the required performance in different uses. The current demand of sustainable materials has favored the addition of minerals to the composition of Portland cement, and hydrated lime as an extern source of calcium, is a feasible alternative to the composition of byproducts and mixtures to be used as alternative binders. This research focused the cement-lime interaction aiming at identifying relevant chemical and physical phenomena which succeed the addition of water to the system. The paste study characterized the early ages of hydration by means of isothermal calorimetric, thermogravimetric, X-ray diffraction in material in the fluid state analysis collecting data in a consecutive basis. The experiments were carried out by using two proportions of Portland cement type CP II E with hydrated lime types CH I and CH III, calcic and dolomitc, respectively. By adding lime CH I to the cement-water system, calcium hydroxide is abundantly incorporated, with immediate saturation by means of hydroxide ions and calcium ions. The addition of lime CH III, also incorporates, in greater amount, finely ground limestone. Due to chemical effect because of the presence of lime, there is alteration in speed of hydration, forming products characteristics to the cement hydration process. Due to physical effect, the filler and the lime insoluble fraction of calcium hydroxide, present in the saturated environment, work as facilitators to the precipitation of the hydrated phases. The combined effect of these two phenomena accelerated hydration of Portland cement, mainly in the induction period, when ettringite and hydrated calcium aluminates formation reactions prevail. The advancement made in terms of knowledge permits to broaden comprehension on the behavior of mixtures in early stages, when hardening and consolidation processes are applied to mortars and help rheologic studies which involve their application. The understanding of the hydration mechanism in the presence of lime sets a base to study additions of active minerals to the clinker and produce new sustainable cementious compounds.

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.