Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-01-13T10:28:09Z No. of bitstreams: 1 TeseVAAS.pdf: 21831878 bytes, checksum: f3bdf9f99a849830dbfd42f7d8038e5b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2017-01-17T13:19:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseVAAS.pdf: 21831878 bytes, checksum: f3bdf9f99a849830dbfd42f7d8038e5b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2017-01-17T13:19:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseVAAS.pdf: 21831878 bytes, checksum: f3bdf9f99a849830dbfd42f7d8038e5b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-17T13:19:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseVAAS.pdf: 21831878 bytes, checksum: f3bdf9f99a849830dbfd42f7d8038e5b (MD5) Previous issue date: 2016-06-20 / Não recebi financiamento / Reinforced concrete structures built in coastal areas, such as electricity distribution poles, are constantly attacked by aggressive environmental agents. Rebar corrosion mechanism is a specific manifestation of electrochemical corrosion in an aqueous medium, thus the mechanism of corrosion of steel in concrete develops only in the presence of water or environment with high relative humidity (R.H.>60%). Chloride is known as one of the most aggressive environmental agents, causing rebar corrosion and consequent degradation of the concrete. Chlorides can reach the steel reinforcement through the pores network present in the concrete, if the device is close to marine atmosphere. The chloride content increases with time, and can attack the entire surface of the rebar, and may result in severe and dangerous corrosion velocity. Corrosion results in a decrease in rebar section and cracking of the concrete in parallel direction. The cracks occur because of corrosion products occupy more space than the original steel. In São Luis, concrete poles located on the coastal area has presented different types of pathology, mostly linked to performance of the chlorine ions. As a consequence, the life of these parts has reduced dramatically, generating maintenance costs. Therefore, this study intended to develop alternatives aimed at increasing the durability of reinforced concrete poles, by reducing the transfer of chlorides in their concrete cover, through variations in trace and concrete chemical composition, evaluating the influence of these parameters on its mechanical resistance. Therefore, many specimens were shaped with different compositions, using Type CPII E-32 Portland cement (compound slag) with water / cement ratio ranging between 0.4 and 0.5. Concrete mixtures containing silica fume (in order to reduce the capillary) and red mud additions (in order to protect the equipment by reducing the free chloride content) were also tested. Durability assessment of concrete was based on the results of its physical and mechanical characterization, on the electrical resistivity evaluation of concrete and rebar corrosion potential. Results show that silica fume and red mud addition reduces porosity and water absorption of concrete samples, as well increases mechanical strength, when compared to currently used concrete for poles manufacturing in São Luis. Additionally, it revealed a drastic reduction in rebar corrosivity when covered by concrete with these additions, tripling the life time of poles. / Estruturas de concreto armado construídas em regiões litorâneas, como postes de distribuição de energia elétrica, são, constantemente, atacadas por agentes ambientais agressivos. O mecanismo da corrosão da armadura é uma manifestação específica da corrosão eletroquímica em meio aquoso, daí o mecanismo da corrosão do aço, no concreto, só se desenvolver em presença de água ou ambiente com umidade relativa elevada (U.R. > 60%). O cloreto é conhecido como um dos mais agressivos dentre os agentes ambientais, causando, entre danos, corrosão da armadura de aço e consequente degradação do concreto. Os cloretos podem alcançar a armadura de aço através da rede de poros presente no concreto, caso o artefato esteja próximo a atmosfera marinha, tendo sua concentração aumentada em função do tempo, e pode atacar toda a superfície da armadura, podendo resultar em taxas de corrosão intensas e perigosas. A corrosão tem como consequência uma diminuição da seção de armadura e fissuração do concreto em direção paralela a esta, uma vez que os produtos da corrosão ocupam espaço maior que o aço original. Em São Luís, postes de concreto localizados na orla têm apresentado distintos tipos de patologia, em sua grande maioria ligadas a atuação dos íons cloro. Como consequencia, a vida útil destas peças tem reduzido drasticamente, gerando custos com manutenção. Por isso, o presente trabalho objetivou desenvolver alternativas visando incrementar a durabilidade de postes de concreto armado, com a redução da transferência de cloretos em seu cobrimento, variando o traço e a composição química do concreto, avaliando a influência destes parâmetros na resistência mecânica do material. Para tanto, foram moldados diversos corpos de prova (CPs), com diferentes composições, usando cimento Portland do tipo CPII-E 32 (composto com escória), com relação água/cimento variando entre 0,4 e 0,5. Traços de concreto contendo adições de sílica ativa (visando a redução da capilaridade) e de lama vermelha (no intuito de proteger a armadura pela redução do teor de cloretos livres) também foram testados. A avaliação do comportamento dos concretos se baseou em resultados de caracterização físico-mecânica do material, além da avaliação da resistividade elétrica do concreto e do potencial de corrosão da armadura. Os resultados obtidos mostram que a adição de sílica ativa e lama vermelha resultou na redução da porosidade e da absorção de água das amostras de concreto, bem como o incremento na resistência mecânica, quando comparados ao concreto utilizado atualmente na fabricação de postes em São Luís. Adicionalmente, evidenciou-se redução drástica na corrosibilidade de armaduras protegidas com concreto contendo estas adições, triplicando a vida útil das peças.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a confecção de concretos estruturais com baixo consumo de cimento Portland e avalia algumas das suas propriedades no estado fresco e endurecido, tanto em termos mecânicos como de durabilidade. O uso de concretos de baixo consumo de cimento Portland tem por objetivo possibilitar maior sustentabilidade da indústria da construção baseada no concreto, como maior longevidade de jazidas, reduções na emissão de \'CO IND.2\' e no consumo de energia e menores custos de transporte. Possibilita também diversas melhorias técnicas, como menor retração, fissuração e calor de hidratação. Com base em conceitos de empacotamento e dispersão de partículas, uso de adições minerais e fílers e escolha adequada dos materiais, obtiveram-se concretos com baixo consumo de cimento e alta resistência, com consumo relativo de materiais aglomerantes inferior a 5 kg/\'M POT.3\' para produzir 1 MPa de resistência à compressão. Avaliaram-se diversos parâmetros relacionados à durabilidade destes concretos com base em ensaios de absorção de água por imersão, absorção de água por capilaridade, permeabilidade, abrasão, carbonatação e potencial de corrosão. Os resultados obtidos indicam que os concretos de baixo consumo de cimento obtidos podem ter durabilidade comparável ou até superior a concretos usualmente considerados como de bom desempenho. Observou-se que a durabilidade é dependente do tipo de cimento empregado e que deve ser avaliada especificamente com relação ao tipo de ação agressiva a que o concreto estará exposto. / This dissertation presents a study on the development of structural concrete with low Portland cement consumption and evaluates some of its fresh and hardened properties, in mechanical and durability terms. The use of low concrete Portland cement consumption is intended to enable greater sustainability of the construction industry based on concrete, as increased longevity of deposits, reductions in \'CO IND.2\' emissions and energy consumption and lower transportation costs. It also allows several technical improvements, such as reduced shrinkage, cracking and hydration heat. Based on particle packaging and dispersion, use of mineral additives and fillers and appropriate choice of material, concrete with low cement content and high strength was obtained, with relative consumption of binder materials below 5 kg/\'M POT.3\' to produce 1 MPa compressive strength. Various durability parameters were evaluated based on tests such water absorption by immersion, water absorption by capillarity, permeability, abrasion, corrosion potential and carbonation. The results indicate that the low cement consumption concretes may have achieved comparable or superior durability to concrete usually regarded as good performance. It was observed that the durability is dependent on the type of cement used and that durability should be assessed specifically with regard to the type of aggressive action that the concrete will be exposed.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a confecção de concretos estruturais com baixo consumo de cimento Portland e avalia algumas das suas propriedades no estado fresco e endurecido, tanto em termos mecânicos como de durabilidade. O uso de concretos de baixo consumo de cimento Portland tem por objetivo possibilitar maior sustentabilidade da indústria da construção baseada no concreto, como maior longevidade de jazidas, reduções na emissão de \'CO IND.2\' e no consumo de energia e menores custos de transporte. Possibilita também diversas melhorias técnicas, como menor retração, fissuração e calor de hidratação. Com base em conceitos de empacotamento e dispersão de partículas, uso de adições minerais e fílers e escolha adequada dos materiais, obtiveram-se concretos com baixo consumo de cimento e alta resistência, com consumo relativo de materiais aglomerantes inferior a 5 kg/\'M POT.3\' para produzir 1 MPa de resistência à compressão. Avaliaram-se diversos parâmetros relacionados à durabilidade destes concretos com base em ensaios de absorção de água por imersão, absorção de água por capilaridade, permeabilidade, abrasão, carbonatação e potencial de corrosão. Os resultados obtidos indicam que os concretos de baixo consumo de cimento obtidos podem ter durabilidade comparável ou até superior a concretos usualmente considerados como de bom desempenho. Observou-se que a durabilidade é dependente do tipo de cimento empregado e que deve ser avaliada especificamente com relação ao tipo de ação agressiva a que o concreto estará exposto. / This dissertation presents a study on the development of structural concrete with low Portland cement consumption and evaluates some of its fresh and hardened properties, in mechanical and durability terms. The use of low concrete Portland cement consumption is intended to enable greater sustainability of the construction industry based on concrete, as increased longevity of deposits, reductions in \'CO IND.2\' emissions and energy consumption and lower transportation costs. It also allows several technical improvements, such as reduced shrinkage, cracking and hydration heat. Based on particle packaging and dispersion, use of mineral additives and fillers and appropriate choice of material, concrete with low cement content and high strength was obtained, with relative consumption of binder materials below 5 kg/\'M POT.3\' to produce 1 MPa compressive strength. Various durability parameters were evaluated based on tests such water absorption by immersion, water absorption by capillarity, permeability, abrasion, corrosion potential and carbonation. The results indicate that the low cement consumption concretes may have achieved comparable or superior durability to concrete usually regarded as good performance. It was observed that the durability is dependent on the type of cement used and that durability should be assessed specifically with regard to the type of aggressive action that the concrete will be exposed.