Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2281_1.pdf: 1470893 bytes, checksum: daa669dfa7355ee789e60c32be05c213 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Algumas estruturas de concreto em contato direto com a umidade, que tenham sido executadas com o uso de agregado potencialmente reativo e cimento de alto teor de álcali, estão sujeitas ao desenvolvimento de reações álcali-agregado (RAA). O desenvolvimento destas reações leva à formação de um gel que na presença de água expande exercendo pressão na matriz sólida do concreto, causando fissurações e deslocamentos indesejáveis. O presente trabalho mostra os resultados da implementação em um programa de elementos finitos de um modelo constitutivo baseado em observações experimentais que capta a expansão do concreto sujeito as RAA. Neste modelo os parâmetros que determinam velocidade de formação do gel amorfo e a quantidade de água absorvida pelo gel são dependentes do grau de hidratação do concreto, considerado aqui como um meio poroso não saturado. Assim, as equações do problema mecânico (equilíbrio de tensões) devem ser resolvidas simultaneamente com as equações de fluxo de água no concreto, fazendo-se necessária a solução do problema acoplado hidro-mecânico (HM). Foram implementadas equações constitutivas específicas para o concreto (curva de saturação e permeabilidades relativas à água e ao ar). Inicialmente foram modelados ensaios triaxiais com o objetivo de ilustrar o funcionamento do modelo e se familiarizar com seus parâmetros. Nestes exemplos o concreto está saturado com características mecânicas semelhantes às usadas em estruturas existentes. Posteriormente se apresenta um caso de muro de arrimo em condições de umidade variável com indução de expansões diferenciais na massa de concreto. Uma variação paramétrica mostrou uma sensibilidade do modelo à porosidade, aos tempos de desenvolvimento das reações, tempo de absorção de água e relação de concentração do gel de forma a calibrar de maneira fácil e eficiente uma modelagem com base em dados obtidos em laboratório

A crescente preocupação com a qualidade e durabilidade das estruturas de concreto tem gerado grandes avanços na tecnologia do concreto, porém existem muitas questões ligadas aos processos de deterioração ainda a serem esclarecidas. Entre os vários processos que afetam a durabilidade do concreto, encontra-se a reação álcali-agregado (RAA), um fenômeno bastante complexo, mas que foi descoberto há muitos anos, porém responsável por ter afetado mais de 140 barragens no mundo. Ainda não se dispõe de uma maneira totalmente eficiente e econômica de combater a reação, uma vez instalada no concreto. A presente pesquisa aborda, do ponto de vista científico e tecnológico, o tema RAA. A investigação se deu em três etapas. Na primeira, o objetivo principal foi estudar aproximadamente cem testemunhos de concreto, provenientes de uma estrutura de usina hidrelétrica já afetada pela RAA, e verificar o reflexo desta patologia nas suas propriedades como a resistência à compressão, à tração, módulo de elasticidade, velocidade de pulsos ultra-sônicos e permeabilidade. Em conjunto, foram realizados ensaios para avaliar expansões residuais e investigações microscópicas com o objetivo de verificar os agentes causadores da reação. Na segunda etapa, o agregado quartzito, proveniente da região da usina hidrelétrica avaliada, foi estudado, desde análises microscópicas, ensaios de expansão em argamassas e concretos até a determinação das propriedades de concretos confeccionados em laboratório. As propriedades avaliadas foram as mesmas dos testemunhos. Nas duas primeiras etapas realizadas, o papel do lítio também foi abordado com o objetivo de verificar a sua eficiência no combate a RAA Por fim, na terceira etapa, foi realizado um amplo estudo do gel exsudado coletado na superfície do concreto da estrutura deteriorada pela RAA. O estudo envolveu desde a sua simples caracterização através da determinação de suas propriedades até uma caracterização avançada fazendo-se o emprego de técnicas como a difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise térmica, espectroscopia no infravermelho e espectroscopia de ressonância nuclear magnética. Nesta etapa, o lítio também foi abordado com o objetivo de se verificar o seu efeito no gel exsudado. Os resultados com os testemunhos de concreto indicam que houve reflexos negativos em algumas propriedades devido a RAA, destacando o módulo de elasticidade. Verificou-se ainda a existência de expansões residuais nos testemunhos de concreto extraídos quando expostos a determinadas condições ambientais. Nos ensaios de expansão com os testemunhos, o lítio se mostrou capaz de reduzir em parte as expansões residuais nos testemunhos de concreto estudados. Adicionalmente, o agregado quartzito provou ser bastante reativo, chegando a expansões de 0,24% nas argamassas pelo método acelerado e 0,09% nos prismas de concreto, nas idades de 16 e 365 dias, respectivamente. Entre as propriedades estudadas nos concretos moldados, e atacados em laboratório, verificou-se também que o módulo de elasticidade foi a propriedade mais afetada no tempo. Ainda o lítio nesta etapa também mostrou algum efeito positivo nas expansões. No estudo do gel exsudado, foi possível caracterizá-lo como um silicato de potássio hidratado com grande potencialidade para expandir. A partir principalmente da ressonância nuclear magnética, verificou-se que o potássio faz parte da estrutura do gel enquanto que o sódio se apresenta combinado na forma de trona, um produto cristalizado que se encontra segregado na rede do silicato de potássio amorfo. O lítio em contato com o gel se mostrou capaz de afetar a sua estrutura através das alterações observadas por ressonância nas ligações do silício.

A crescente preocupação com a qualidade e durabilidade das estruturas de concreto tem gerado grandes avanços na tecnologia do concreto, porém existem muitas questões ligadas aos processos de deterioração ainda a serem esclarecidas. Entre os vários processos que afetam a durabilidade do concreto, encontra-se a reação álcali-agregado (RAA), um fenômeno bastante complexo, mas que foi descoberto há muitos anos, porém responsável por ter afetado mais de 140 barragens no mundo. Ainda não se dispõe de uma maneira totalmente eficiente e econômica de combater a reação, uma vez instalada no concreto. A presente pesquisa aborda, do ponto de vista científico e tecnológico, o tema RAA. A investigação se deu em três etapas. Na primeira, o objetivo principal foi estudar aproximadamente cem testemunhos de concreto, provenientes de uma estrutura de usina hidrelétrica já afetada pela RAA, e verificar o reflexo desta patologia nas suas propriedades como a resistência à compressão, à tração, módulo de elasticidade, velocidade de pulsos ultra-sônicos e permeabilidade. Em conjunto, foram realizados ensaios para avaliar expansões residuais e investigações microscópicas com o objetivo de verificar os agentes causadores da reação. Na segunda etapa, o agregado quartzito, proveniente da região da usina hidrelétrica avaliada, foi estudado, desde análises microscópicas, ensaios de expansão em argamassas e concretos até a determinação das propriedades de concretos confeccionados em laboratório. As propriedades avaliadas foram as mesmas dos testemunhos. Nas duas primeiras etapas realizadas, o papel do lítio também foi abordado com o objetivo de verificar a sua eficiência no combate a RAA Por fim, na terceira etapa, foi realizado um amplo estudo do gel exsudado coletado na superfície do concreto da estrutura deteriorada pela RAA. O estudo envolveu desde a sua simples caracterização através da determinação de suas propriedades até uma caracterização avançada fazendo-se o emprego de técnicas como a difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise térmica, espectroscopia no infravermelho e espectroscopia de ressonância nuclear magnética. Nesta etapa, o lítio também foi abordado com o objetivo de se verificar o seu efeito no gel exsudado. Os resultados com os testemunhos de concreto indicam que houve reflexos negativos em algumas propriedades devido a RAA, destacando o módulo de elasticidade. Verificou-se ainda a existência de expansões residuais nos testemunhos de concreto extraídos quando expostos a determinadas condições ambientais. Nos ensaios de expansão com os testemunhos, o lítio se mostrou capaz de reduzir em parte as expansões residuais nos testemunhos de concreto estudados. Adicionalmente, o agregado quartzito provou ser bastante reativo, chegando a expansões de 0,24% nas argamassas pelo método acelerado e 0,09% nos prismas de concreto, nas idades de 16 e 365 dias, respectivamente. Entre as propriedades estudadas nos concretos moldados, e atacados em laboratório, verificou-se também que o módulo de elasticidade foi a propriedade mais afetada no tempo. Ainda o lítio nesta etapa também mostrou algum efeito positivo nas expansões. No estudo do gel exsudado, foi possível caracterizá-lo como um silicato de potássio hidratado com grande potencialidade para expandir. A partir principalmente da ressonância nuclear magnética, verificou-se que o potássio faz parte da estrutura do gel enquanto que o sódio se apresenta combinado na forma de trona, um produto cristalizado que se encontra segregado na rede do silicato de potássio amorfo. O lítio em contato com o gel se mostrou capaz de afetar a sua estrutura através das alterações observadas por ressonância nas ligações do silício.

A crescente preocupação com a qualidade e durabilidade das estruturas de concreto tem gerado grandes avanços na tecnologia do concreto, porém existem muitas questões ligadas aos processos de deterioração ainda a serem esclarecidas. Entre os vários processos que afetam a durabilidade do concreto, encontra-se a reação álcali-agregado (RAA), um fenômeno bastante complexo, mas que foi descoberto há muitos anos, porém responsável por ter afetado mais de 140 barragens no mundo. Ainda não se dispõe de uma maneira totalmente eficiente e econômica de combater a reação, uma vez instalada no concreto. A presente pesquisa aborda, do ponto de vista científico e tecnológico, o tema RAA. A investigação se deu em três etapas. Na primeira, o objetivo principal foi estudar aproximadamente cem testemunhos de concreto, provenientes de uma estrutura de usina hidrelétrica já afetada pela RAA, e verificar o reflexo desta patologia nas suas propriedades como a resistência à compressão, à tração, módulo de elasticidade, velocidade de pulsos ultra-sônicos e permeabilidade. Em conjunto, foram realizados ensaios para avaliar expansões residuais e investigações microscópicas com o objetivo de verificar os agentes causadores da reação. Na segunda etapa, o agregado quartzito, proveniente da região da usina hidrelétrica avaliada, foi estudado, desde análises microscópicas, ensaios de expansão em argamassas e concretos até a determinação das propriedades de concretos confeccionados em laboratório. As propriedades avaliadas foram as mesmas dos testemunhos. Nas duas primeiras etapas realizadas, o papel do lítio também foi abordado com o objetivo de verificar a sua eficiência no combate a RAA Por fim, na terceira etapa, foi realizado um amplo estudo do gel exsudado coletado na superfície do concreto da estrutura deteriorada pela RAA. O estudo envolveu desde a sua simples caracterização através da determinação de suas propriedades até uma caracterização avançada fazendo-se o emprego de técnicas como a difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise térmica, espectroscopia no infravermelho e espectroscopia de ressonância nuclear magnética. Nesta etapa, o lítio também foi abordado com o objetivo de se verificar o seu efeito no gel exsudado. Os resultados com os testemunhos de concreto indicam que houve reflexos negativos em algumas propriedades devido a RAA, destacando o módulo de elasticidade. Verificou-se ainda a existência de expansões residuais nos testemunhos de concreto extraídos quando expostos a determinadas condições ambientais. Nos ensaios de expansão com os testemunhos, o lítio se mostrou capaz de reduzir em parte as expansões residuais nos testemunhos de concreto estudados. Adicionalmente, o agregado quartzito provou ser bastante reativo, chegando a expansões de 0,24% nas argamassas pelo método acelerado e 0,09% nos prismas de concreto, nas idades de 16 e 365 dias, respectivamente. Entre as propriedades estudadas nos concretos moldados, e atacados em laboratório, verificou-se também que o módulo de elasticidade foi a propriedade mais afetada no tempo. Ainda o lítio nesta etapa também mostrou algum efeito positivo nas expansões. No estudo do gel exsudado, foi possível caracterizá-lo como um silicato de potássio hidratado com grande potencialidade para expandir. A partir principalmente da ressonância nuclear magnética, verificou-se que o potássio faz parte da estrutura do gel enquanto que o sódio se apresenta combinado na forma de trona, um produto cristalizado que se encontra segregado na rede do silicato de potássio amorfo. O lítio em contato com o gel se mostrou capaz de afetar a sua estrutura através das alterações observadas por ressonância nas ligações do silício.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3324_1.pdf: 1990261 bytes, checksum: efd4e48bbf4c5cf81fd8a901e422ac80 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A deterioração do concreto devido à reação álcali-agregado (RAA) é um problema observado no mundo inteiro. Estruturas geológicas apresentando zonas de falhas são originadas devido a movimentos tectônicos em regimes deformacionais compressivos, distensivos e cisalhantes. Rochas próximas a zonas de falha geralmente exibem características mineralógicas inadequadas ao uso como agregado para concreto. Esta pesquisa avaliou as características microestruturais de seis amostras de rocha de pedreiras próximas a zonas de cisalhamento e falhas da região leste do estado de Pernambuco situada na Província da Borborema. O objetivo deste estudo é avaliar petrograficamente e experimentalmente agregados graúdos afetados por deformação tectônica, especialmente no que se referem aos diferentes padrões texturais e mineralógicos. A mineralogia principal, presença de minerais de alteração secundária e as texturas de exsolução foram observadas para tentar descobrir seu efeito na RAA. Os métodos aplicados foram análises petrográficas e ensaios laboratoriais de reatividade para medição da expansão linear de corpos-de-prova. As análises petrográficas foram realizadas usando microscópio ótico através de lâminas delgadas. Das seis amostras analisadas, as ocorrências que evidenciaram maior reatividade aos álcalis foram a presença de quartzo microcristalino proveniente da recristalização dinâmica. Essas amostras foram as que estavam situadas mais próximas a zonas de falhas. Também foi verificado o importante papel do quartzo com desenvolvimento de subgrão na reatividade, e em menor grau o quartzo com extinção ondulante. As texturas mirmequíticas e pertíticas não evidenciaram influência no aumento da reatividade das rochas analisadas neste estudo. Adicionalmente, os ensaios de expansão, de um modo geral, foram coerentes com as observações mineralógicas encontradas. Finalmente, foi observada, através de imagens microscópicas pela técnica de MEV acoplado a WDS, a presença do gel sílico-alcalino da reação recobrindo a superfície de poros e agregados

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6262_1.pdf: 2917202 bytes, checksum: 2f1c8a537aee14d1d9374c5c8c0c4b95 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / O objetivo deste trabalho é a simulação numérica do efeito expansivo decorrente da reação álcali-agregado em elementos de concreto armado. A natureza quimicamente inerte dos agregados do concreto de cimento Portland foi questionada por Stanton (1940), mas, só despertou interesse no âmbito da Engenharia Civil a partir da década de oitenta quando foram constatados danos em estruturas de concreto afetadas por tal reação. As avarias reportadas vão desde fissuração localizada até a ruína generalizada e comprometimento da funcionalidade. A resolução efetiva do problema é muito difícil uma vez que a descrição do mecanismo envolvido não é respaldada em formulação teórica conclusiva, haja vista que as pesquisas sobre o assunto ainda se encontram em estágio incipiente, e, os ensaios experimentais voltados para a observação criteriosa do fenômeno demandarem períodos de tempo consideráveis. A simulação numérica, além de representar instrumento adequado à quantificação da extensão dos danos provocados pela RAA, pode auxiliar a tomada de decisões quanto à recuperação estrutural, e, servir de base para modificações de critérios de dimensionamento. A maioria dos modelos desenvolvidos utiliza relações constitutivas lineares, sendo considerados precários, haja vista o comportamento mecânico não-linear do concreto, e, a natureza aleatória e anisotrópica da RAA. A simulação numérica realizada neste trabalho utilizou como ferramenta computacional um programa desenvolvido com base no método dos elementos finitos com relações constitutivas não-lineares para o concreto, e, um modelo termodinâmico para avaliar as deformações por RAA, as quais foram consideradas no espaço bidimensiona

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-07T20:19:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Cláudia Flaviana Cavalcante da Silva.pdf: 8459468 bytes, checksum: 4367d2b82bfac0faa36a08b897639539 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-15T19:30:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Cláudia Flaviana Cavalcante da Silva.pdf: 8459468 bytes, checksum: 4367d2b82bfac0faa36a08b897639539 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Cláudia Flaviana Cavalcante da Silva.pdf: 8459468 bytes, checksum: 4367d2b82bfac0faa36a08b897639539 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / FACEPE / A reação álcali-agregado (RAA) é uma reação química que ocorre em estruturas de concreto, e consiste no processo em que minerais reativos dos agregados reagem com hidróxidos alcalinos, resultando na formação de um gel de sílica que em presença de água pode expandir. A RAA requer a atuação conjunta de água, agregado reativo e álcalis, que estes podem ser originados de várias fontes. As adições minerais e os aditivos químicos são materiais suplementares do concreto que interferem na RAA. Existem lacunas no conhecimento da RAA sobre questões importantes, como a contribuição negativa ou positiva dos aditivos superplastificantes nesta manifestação patológica. Deste modo, abre-se espaço para um estudo envolvendo a investigação de características de argamassas que estão atreladas a consistência, porosidade, alcalinidade e compostos químicos do gel. Este estudo tem como objetivo principal avaliar a influência de aditivos superplastificantes utilizando adições minerais (metacaulim e sílica ativa) quanto à RAA, fazendo uso das propriedades das argamassas no estado fresco e endurecido bem como da sua microestrutura, contribuindo para a eficácia da mitigação. Neste estudo, foram produzidas argamassas utilizando 15 % de cada adição mineral em substituição ao cimento, fazendo uso de quatro aditivos superplastificantes, com teores mínimos, ótimos e máximos, totalizando 27 combinações. Esses aditivos são o policarboxilato (PO), lignosulfonato (LI), naftaleno (NA) e a melamina (ME). Foram realizados nas argamassas os seguintes ensaios: densidade de massa e ar incorporado; ensaios na mesa de consistência (flow table); ensaio acelerado de barras de argamassa; absorção por capilaridade; porosimetria por intrusão de mercúrio; microscopia eletrônica de varredura e espectrofotometria de absorção atômica. Os resultados mostraram que o tipo e teor dos aditivos interferem na expansão da RAA, existindo tendência das maiores expansões serem obtidas com o aumento dos teores de aditivos com cada uma das pozolanas. As argamassas com o aditivo melamina apresentaram pequena variação, permanecendo próximo ao valor de referência, o que não ocorreu com as demais amostras. Conclui-se que a consistência e o teor de ar das argamassas com os aditivos interferem no comportamento da RAA. As menores absorções capilares acarretaram maiores expansões, tendo contribuição nas menores quantidades de poros, o que faz com que essas argamassas com os aditivos superplastificantes não tenham espaço suficiente para acomodar o gel. Não se comprovou a contribuição dos álcalis dos aditivos nas expansões da RAA. No entanto foi comprovada a interferência da alcalinidade através da solubilidade dos agregados no comportamento da RAA. Como os aditivos superplastificantes são utilizados em campo considerando seu teor ótimo, o uso do teor de norma pode estar subestimando as expansões, sendo recomendado que esta constatação seja levada em consideração em futuras revisões da norma NBR 15577-5. / Alkali-aggregate reaction (AAR) is a chemical reaction that occurs in concrete structures and consists of the process in which reactive minerals of the aggregates react with alkaline hydroxides, resulting in the formation of silica gel that can expand in the presence of water. AAR requires the joint action of water, reactive aggregate and alkalis, which can originate from several sources. Mineral admixtures and chemical admixtures are supplementary concrete materials that interfere with AAR. There are gaps in AAR knowledge on important issues, such as negative or positive contribution of superplasticizers to this pathological manifestation. Thus, space is open for a study involving the investigation of mortars characteristics that are linked to consistency, porosity, alkalinity and chemical compounds of gel. The main objective of this study is to evaluate the influence of superplasticizers, using mineral admixtures (metakaolin and silica fume) on AAR, using mortars properties in the fresh and hardened state as well as their microstructure, contributing to the mitigation effectiveness. In this study, mortars were produced using 15% of each mineral admixtures replacing the cement, making use of four superplasticizers, with minimum, optimum and maximum contents, totaling 27 combinations. These admixtures are polycarboxylate (PO), lignosulfonate (LI), naphthalene (NA) and melamine (ME). The following tests were performed on the mortars: mass density and air incorporated; tests on the table of consistency (flow table); accelerated mortar-bar tests; capillary water absorption; mercury intrusion porosimetry; scanning electron microscopy and atomic absorption spectrophotometry. The results showed that the type and content of the chemical admixtures interfere in AAR expansion, with tendency of larger expansions to be obtained with the increase of the chemical admixtures content with each one of the pozzolans. Mortars with the melamine based superplasticier presented small variation, remaining close to reference value, which did not occur with the other samples. It is concluded that consistency and mortar air content with the additives interfere in AAR behavior. Smaller capillary absorptions resulted in larger expansions, contributing to the smaller amounts of pores, which means that these mortars with superplasticizers do not have enough room to accommodate gel. Alkali contribution of the additives in AAR expansions was not proved, however, alkalinity interference was proved through solubility of the aggregates in RAA behavior. As the superplasticizers are used in the field, considering their optimum content, the use of the standard content may be underestimating the expansions, and it is recommended that this finding be taken into account in future revisions of the standard NBR 15577-5.

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Resumo: O desenvolvimento de sistemas capazes de monitorar e controlar informações estão sendo cada vez mais utilizados, permitindo maior refinamento e confiança nos resultados. Na área instrumental de laboratório, existem situações que exigem maior controle sobre o ensaio. Com o atual avanço na área de microprocessadores, microcontroladores, sensores inteligentes, entre outros, têm impulsionado a utilização dos mesmos na melhoria e confiabilidade de processos mecânicos, químicos, físicos, biológicos, de inteligência artificial, de melhoria de qualidade de vida de pessoas com deficiência. Os processos podem ser melhorados utilizando equipamentos que possuem sistemas embarcados capazes de processar informações e fazer o controle a partir de sistemas operacionais que antes só eram possíveis nos computadores. Na área das grandes estruturas de concreto não é diferente, deve-se monitorar algumas variáveis que resultam em uma manifestação patológica conhecida como reação álcali-agregado, que é um fenômeno de expansão que afeta a durabilidade e a resistência mecânica do concreto, este fenômeno está ligado à algumas variáveis, a umidade relativa interna é umas delas. Existem várias pesquisas no sentido de inibir as reações álcali-agregados, e é sabido que um importante passo antes do acontecimento da reação álcali-agregado em obras hidráulicas, como as usinas hidroelétricas é o monitoramento da umidade e da temperatura no interior do concreto e, acompanhamento das fissuras inerentes do proce... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of systems able to monitor and control information is increasingly being used, allowing greater refinement and confidence in results. In the instrumental area of the laboratory, there are situations that require greater control over the test. With the current progress in the area of microprocessors, microcontrollers, intelligent sensors, among others, have encouraged the use of these in the improvement and reliability of mechanical, chemical, physical, biological, artificial intelligence, improving the quality of life of people with deficiency. Processes can be improved by using equipment that has embedded systems that can process information and control from operating systems that were previously only possible on computers. In the area of large concrete structures is not different, it is necessary to monitor some variables that result in a pathological manifestation known as alkali-aggregate reaction, which is an expansion phenomenon that affects the durability and the mechanical resistance of the concrete, this phenomenon is connected to some variables, the relative humidity is one of them. There are several researches to inhibit alkali-aggregate reactions and is known that an important step before the occurrence of the alkali-aggregate reaction in hydraulic works such as hydroelectric plants is the monitoring of humidity and temperature inside the concrete and, the inherent fissures of the expansion process. The present work implemented a low cost, temperat... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A reação álcali-agregado é uma patologia do concreto conhecida há mais de 60 anos no meio técnico, e envolve os álcalis, provenientes em maior parte do cimento, e certos constituintes mineralógicos dos agregados. O produto desta reação é um gel higroscópico, que, em contato com a água, aumenta de volume consideravelmente. Os danos decorrentes da reação envolvem principalmente o desenvolvimento de um quadro de fissuração intenso, o que acarreta outras diversas manifestações patológicas, e movimentações de peças estruturais. Os relatos mais freqüentes de ocorrência da reação sempre foram em estruturas hidráulicas, tais como as barragens, em função do permanente contato com a água. Entretanto, nos últimos anos, diversos outros tipos de estruturas têm sido afetados, inclusive fundações de edificios, deixando o problema em evidência. O único modo de combater a reação é prevení-la através do uso de adições minerais, e para tal se faz necessário avaliar o agregado em questão, dispondo de um método de ensaio confiável. Este trabalho buscou analisar um dos métodos de ensaio mais utilizados no mundo todo para avaliar a reação álcali-agregado, a ASTM C 1260. Foram modificados alguns parâmetros de moldagem para verificar a influência destes nos resultados de expansão fornecidos pelo ensaio. Avaliaram-se os fatores: relação água/cimento, consistência da argamassa e forma do grão de agregado, e no total foram conduzidos 63 diferentes ensaios de expansão para analisar a influência destes fatores. Ensaios auxiliares foram realizados para justificar os resultados, e utilizou-se tratamento estatístico para verificação da validade dos mesmos. Foi observado que a forma de britagem do agregado, para posterior realização do ensaio, interfere diretamente nas condições de moldagem. E, o mais importante: isto resulta em expansões diferenciadas na idade de avaliação do agregado. Para evitar classificações errôneas de agregados através do uso da ASTM C 1260, uma norma usada em vários países, sugere-se que sejam fixados o maior número possível de parâmetros de moldagem. / The alkali-aggregate reaction 1s a concrete pathology known for more than 60 years, involving the alkalis (mostly from the cement), and some mineralogical components of the aggregates. The product o f this reaction is a hygroscopic gel that, in contact with water, has its volume greatly increased. The damage resulting from this reaction is mainly a situation of intense craking, which causes other pathological manifestations and movements of the structure. The most frequent reports o f this reaction have always been in hydraulic structures, such as dams, caused by the permanent contact with water. However, in the last few years, many other kinds of structures have been affected, including building foundations; which brought the problem to international evidence. The only way to prevent the expansion caused by the reaction is the use o f mineral admixtures as a substitute o f part o f the cement content, but first it is necessary to evaluate the aggregate in use, with a satisfactory test method. This work' s purpose is to analyze one o f the test methods commonly used throughout the world to evaluate the alkali-aggregate reaction, the ASTM C 1260. Some molding parameters have been modified so as to check their influence on the results of expansion obtained through this test. These factors have been evaluated: water/cement ratio, mortar consistency and shape of the aggregate particle. A total of 63 different tests of expansion were conducted to evaluate their influence. Additional tests were done so as to justify the results, and statistical analysis was used to validate the results. It was observe that the way the aggregate is crushed, for subsequent execution of the test, directly interferes in the conditions of molding. And, the most important: the way the aggregate is crushed results in different expansions and it is increased with the age of the evaluation of the test. To prevent a erroneous classification o f the aggregates through the use of ASTM C 1260, a standard used in many countries, it is suggested that test conditions should be better defined.

A reação química entre os hidróxidos alcalinos presentes no cimento e fases minerais reativas presentes no agregado dá origem a um gel sílico-alcalino que ao adsorver água se expande, podendo causar expansão e fissuração do concreto, afetando a sua durabilidade. Este fenômeno é chamado de reação álcali-agregado (RAA) e embora seja conhecido há aproximadamente 70 anos no meio técnico, e principalmente estar relacionado às grandes barragens e estruturas de concretos diversas de Usina hidrelétricas, nos últimos anos outros tipos de estruturas têm sido afetadas, inclusive fundações de edifícios, deixando ainda mais o problema em evidência. As medidas preventivas para esta reação já são conhecidas há muito tempo e aplicadas rotineiramente em estruturas de usinas hidrelétricas quando se tem agregados reativos, sendo recentemente normalizadas no Brasil. Porém, ainda existem grandes carências em se combater o fenômeno quando já se encontra instalado no concreto. Diante do exposto, este trabalho, desenvolvido dentro do programa de P&D de Furnas/ANEEL, teve como principal objetivo verificar a potencialidade de compostos a base de Silanos através de testes laboratoriais com vistas à aplicação em concretos contendo agregados reativos na tentativa de minimizar as expansões residuais em estruturas que já se encontram afetadas. As atividades desenvolvidas contemplam ensaios em barras de argamassas que foram tratadas, em três etapas distintas, com compostos a base de silanos. A primeira etapa foi desenvolvida como projeto piloto, e seus resultados serviram de apoio para a realização das etapas seguintes. Nas segunda e terceira etapas foi verificada a atuação dos produtos na prevenção e na mitigação da RAA, respectivamente. Os resultados obtidos na primeira etapa não foram satisfatórios, pois as expansões foram maiores do que as da referência. Já para a segunda e terceira etapas, os procedimentos para aplicação dos tratamentos previram que as barras fossem tratadas sem que estivessem previamente expostas à solução de NaOH, conforme realizado na primeira etapa, o que possivelmente ocasionou o acréscimo das expansões, sem a eficiência do produto. Os resultados obtidos nessas etapas se mostraram eficientes tanto na prevenção quanto na mitigação das expansões residuais da RAA e, embora o lítio produza uma maior eficiência na redução das expansões, os tratamentos à base de silano, e principalmente do tipo octiltrietoxisilano, mostraram muito promissores. Após o lítio, o tratamento à base do silano OCTEO, no teor de 10%, com o surfactante tipo DMSO, em aplicação múltipla, se mostrou mais eficiente. Para complemento da parte experimental da pesquisa, foram realizados ensaios de absorção de água por imersão e análises por microscopia eletrônica de varredura e verificou-se o efeito dos produtos de tratamento nos poros das argamassas. / The chemical reaction between cement alkaline hydroxides and reactive silica present in some aggregates produces an alkaline silicate gel that expands when it adsorbs water and can cause concrete expansion and cracking, thereby affecting durability. This phenomenon is known as alkali-aggregate reaction (AAR) and was first detected over 70 years ago as the cause of deterioration especially in large dams and a number of other concrete structures in hydroelectric power plants in general. In recent years, AAR has also been noted in other types of structure, such as building foundations, bringing the problem more dramatically to the fore. Preventive measures for AAR have long been known and are routinely applied in hydroelectric power plant structures when there are reactive aggregates. These measures have been recently standardized in Brazil. Nevertheless there are still flaws in our knowledge regarding how to mitigate expansion when this phenomenon is already present in the concrete. Considering these aspects, the main purpose of this study, developed within Furnas/ANEEL Research and Development Program, is to verify, at laboratory level, the mitigating potential of silane compounds in residual expansion in affected mortars which contain reactive aggregates. Assays were performed on bars of mortar treated with silane compounds in three different stages. The first stage was developed as a pilot study with results serving as support for the following stages. The second and third stages verified the activity of the products in the prevention and mitigation of AAR, respectively. The results obtained in the first stage were unsatisfactory as the expansions were greater than the references. The second and third stage treatments required bars not previously exposed to NaOH, differently from the first stage and which may have been the cause of the increased expansion and product inefficiency. The results in these stages proved satisfactory both in preventing and mitigating AAR residual expansions, and although lithium is more efficient in reducing expansions, silane based treatments, mainly the octyltriethoxysilane types proved most promising. Following lithium, the most efficient treatment was 10% content OCTEO silane with a DMSO type surfactant applied in multiple layers. To complement the experimental part of the study, assays on water absorption through immersion were performed as well as scanning electron microscopy to verify the effect of the treatment products on the mortar pores.