Submitted by Pós graduação Engenharia Civil (ppec@ufba.br) on 2017-07-07T19:08:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Guilherme.pdf: 4926850 bytes, checksum: b6c07233a1315722aeabef23844280a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Flávia Sousa (flaviabs@ufba.br) on 2017-07-07T19:28:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Guilherme.pdf: 4926850 bytes, checksum: b6c07233a1315722aeabef23844280a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T19:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Guilherme.pdf: 4926850 bytes, checksum: b6c07233a1315722aeabef23844280a0 (MD5) / FAPESB / Nas últimas duas décadas, a problemática da destinação dos resíduos de construção civil (RCC) vem recebendo destacada atenção devido à expressiva geração deste resíduo e à sua gestão ineficaz quanto à destinação final. Com isso, os RCC vêm ganhando espaço e destaque dentre os resíduos com possibilidades de aplicação em materiais cimentícios, de modo a reduzir os impactos ambientais, apresentando uma destinação final adequada a esses resíduos, que atualmente são depositados em aterros e bota-foras. O presente trabalho propôs a utilização do agregado reciclado de RCC, proveniente da Unidade de Valoração de Resíduos da Odebrecht Ambiental (UVR Grajaú), com o objetivo de avaliar as características desse resíduo e a sua influência na durabilidade do concreto. Para isso, foi realizada uma extensa caracterização física e química dos resíduos, procedido da análise das propriedades mecânicas e da durabilidade do concreto reciclado, por meio das técnicas de migração de cloretos, carbonatação, resistividade elétrica e ciclagem térmica gelo-degelo. Esse agregado reciclado foi empregado no concreto em substituição ao agregado natural. Deste modo, o presente trabalho buscou contribuir para a minimização de dois graves problemas da sociedade: a geração e a destinação inadequada dos resíduos de construção civil e a degradação em estruturas de concreto armado, além de colaborar com os estudos acerca da durabilidade de concretos com a utilização de agregados reciclados. Os resultados indicam que tanto os aumentos do teor de agregado reciclado, quanto da relação água/cimento apresentam efeitos significativos sobre as propriedades dos concretos, reduzindo a durabilidade das misturas. No entanto, para a ciclagem gelo-degelo o emprego do agregado reciclado fez com que as misturas se tornassem mais duráveis que o concreto de referência.

As pesquisas com o concreto buscam cada vez mais alternativas para melhorá-lo em desempenho, não apenas nas resistências mecânicas, mas também e principalmente quanto à sua durabilidade. Para isso, a utilização das adições minerais nos concretos, principalmente a partir da década de 80, no Brasil, passaram a fazer parte dos experimentos, em função dos benefícios que trazem para minimizar os problemas patológicos de deterioração do material. No entanto, estudos em concretos com essas adições precisam ser melhor investigados, especialmente na proteção da armadura contra a corrosão. Em vista disso, o presente trabalho teve como objetivo principal avaliar o desempenho dos concretos com e sem adições minerais frente à corrosão do aço induzida por carbonatação acelerada. Foram pesquisados, nas relações água/aglomerante (a/ag) nominais de 0,50, 0,60 e 0,70, cinco tipos de concreto, sendo quatro com adições minerais (substituição em massa): cinza volante 25% e 50%, cinza de casca de arroz 25% e escória granulada de alto-forno 70% e um sem adição: 100% cimento CPV-ARI, tomado como referência. Os concretos foram curados por 49 dias em câmara úmida e, em seguida, passaram por um processo de précondicionamento para equilíbrio de umidade interna até completarem 91 dias, segundo recomendações da RILEM-TC116/1999. O processo da corrosão foi induzido por carbonatação (10% de CO2 em volume) e acelerado por ciclos de molhagem/secagem, sendo avaliado através das técnicas eletroquímicas do potencial de corrosão e resistência de polarização bem como do ensaio de perda de massa gravimétrica. Também foram realizados os ensaios complementares de resistência à compressão axial, permeabilidade a gases, absorção capilar d’água, profundidade de carbonatação e pH. Os resultados mostraram que os concretos feitos com adições minerais, principalmente aqueles com altos teores (cinza volante/50% e escória/70%), apresentaram menor proteção para o aço contra a corrosão, quando comparados com o concreto de referência, feito somente com cimento. Portanto, no contexto das presentes condições experimentais, concluiu-se que os concretos com os tipos e teores de adições minerais estudados, para resistências à compressão ≤ 40 MPa e relações a/ag ≥ 0,50, não apresentaram desempenhos adequados no tocante à corrosão do aço induzida por carbonatação, necessitando, no entanto, de mais experimentos que comprovem tal comportamento para concretos em estruturas reais.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-04T22:23:23Z No. of bitstreams: 1 2018_LuizaRodriguesMeiradeMiranda.pdf: 3700960 bytes, checksum: a2810fb740acf00119dc48be2de1d3a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-11T19:07:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_LuizaRodriguesMeiradeMiranda.pdf: 3700960 bytes, checksum: a2810fb740acf00119dc48be2de1d3a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-11T19:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_LuizaRodriguesMeiradeMiranda.pdf: 3700960 bytes, checksum: a2810fb740acf00119dc48be2de1d3a4 (MD5) Previous issue date: 2018-09-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Um concreto autoadensável (CAA) deve ter, simultaneamente, três características: fluidez, coesão e habilidade passante. Sua dosagem exige um maior volume de pasta e de finos, quando comparado ao concreto convencional. O uso de adições minerais no CAA é inevitável para melhorar suas características de autoadensabilidade, além de reduzir o custo de material e possibilitar a incorporação de diversos tipos de resíduos. Normalmente as pesquisas desenvolvidas com a incorporação de adições minerais no concreto autoadensável visam o estudo de propriedades mecânicas desassociadas a questões de durabilidade. Sabe-se que um dos principais mecanismos de despassivação da armadura do concreto estrutural é a carbonatação, que está diretamente ligada à facilidade que o CO2 tem para difundir-se no interior do concreto, às condições ambientais e às propriedades de permeabilidade. Para avaliar a durabilidade frente à ação da carbonatação acelerada do CAA com substituições de cimento Portland por adições minerais, foi realizada a dosagem de seis traços. Como adição mineral, foram escolhidos o fíler calcário e o metacaulim, empregados em substituição a massa de cimento Portland, nas proporções de 10 e 20%, além de um traço com uma combinação ternária entre as adições e o cimento. Avaliou-se o comportamento do concreto no estado fresco, realizando-se os ensaios de espalhamento, caixa L, funil V, índice de estabilidade visual e massa específica, a fim de classificar o CAA conforme os critérios da NBR 15823:2017, além da utilização das equações propostas por Sedran e De Larrard (1999) para determinação dos parâmetros reológicos teóricos. Também foram realizados ensaios no estado endurecido de resistência à compressão simples axial, resistência à tração por compressão diametral, módulo de elasticidade, absorção de água por capilaridade e carbonatação acelerada, este seguindo as recomendações da ISO 1920-12:2015. Os ensaios de porosimetria por intrusão de mercúrio, análise termogravimétrica (TG/DTG) e difração de raios-X foram utilizados para avaliar como as mudanças microestruturais provocadas pelas adições minerais interferem na durabilidade do CAA. Com os parâmetros e critérios de dosagem empregados, foi possível classificar todos os concretos como autoadensáveis. Os traços com a utilização de fíler calcário apresentaram desempenho inferior aos traços que continham metacaulim em todas as propriedades do estado endurecido avaliadas. Segundo as extrapolações realizadas baseadas no cobrimento nominal de 40 mm recomendado pela NBR 6118:2014, dificilmente haveria risco da frente de carbonatação atingir as armaduras de estruturas confeccionadas com algum dos traços estudados. Assim, de um modo geral, o desempenho de todos os traços foi satisfatório, indicando que a utilização de cada um deles é cabível, a depender dos elementos de sua destinação final. O emprego do CAA permitiu a substituição de cimento Portland por adições minerais, e a consequente diminuição do consumo de cimento, sem grandes perdas na trabalhabilidade, nas propriedades mecânicas e na durabilidade frente à carbonatação. / A self-compacting concrete (SCC) must simultaneously have three characteristics: fluidity, cohesion and passing ability. Its dosage requires a higher volume of paste and fines when compared to conventional concrete. The use of mineral additions in the SCC is inevitable to improve its self-compacting characteristics, reduce material costs and allow the incorporation of different types of waste that would be dumped into the environment, promoting solutions that aim at the sustainable development of the construction sector. Normally the researches developed with the incorporation of mineral additions in the self-compacting concrete aim at the study of mechanical properties disassociated with durability issues. It is known that one of the main mechanisms of depassivation of structural concrete reinforcement is carbonation, which is directly linked to the ease of CO2 diffusion within the concrete, environmental conditions and permeability properties. To evaluate the durability against the action of the accelerated carbonation of SCC with Portland cement substitutions by mineral additions, six types of concrete were measured. As mineral addition, limestone filler and metakaolin were used, replacing the mass of Portland cement in the proportions of 10 and 20%, as well as a concrete with a ternary combination between the additions and the cement. The behavior of the concrete in the fresh state was evaluated by performing the slump flow test, L-box, V-funnel, visual stability index and specific mass in order to classify the SCC according to the criteria of NBR 15823: 2017, besides the use of the equations proposed by Sedran and De Larrard (1999) for the determination of the theoretical rheological parameters. Tests were also carried out in the hardened state of axial compression, tensile strength by diametrical compression, modulus of elasticity, water absorption by capillarity and accelerated carbonation, following the recommendations of ISO 1920-12: 2015. The mercury intrusion porosimetry, thermogravimetric (TG/DTG) and X-ray diffraction tests were used to evaluate how the microstructural changes caused by the mineral additions interfere in the durability of the CAA. With the parameters and dosage criteria employed, it was possible to classify all concrete as self-compacting. The concretes with the use of limestone showed inferior performance to those containing metakaolin in all of the hardened state properties evaluated. According to the extrapolations made based on the nominal 40 mm cover recommended by NBR 6118: 2014, there is hardly any risk of the carbonation front reaching the reinforcement of structures made with any of the studied concretes. Thus, in general, the performance of all the SCC was satisfactory, indicating that the use of each of them is appropriate, depending on the elements of their final destination. The use of the CAA allowed the replacement of Portland cement by mineral additions, and the consequent reduction of cement consumption, without losing the efficiency of workability, mechanical properties and durability against carbonation.

As pesquisas com o concreto buscam cada vez mais alternativas para melhorá-lo em desempenho, não apenas nas resistências mecânicas, mas também e principalmente quanto à sua durabilidade. Para isso, a utilização das adições minerais nos concretos, principalmente a partir da década de 80, no Brasil, passaram a fazer parte dos experimentos, em função dos benefícios que trazem para minimizar os problemas patológicos de deterioração do material. No entanto, estudos em concretos com essas adições precisam ser melhor investigados, especialmente na proteção da armadura contra a corrosão. Em vista disso, o presente trabalho teve como objetivo principal avaliar o desempenho dos concretos com e sem adições minerais frente à corrosão do aço induzida por carbonatação acelerada. Foram pesquisados, nas relações água/aglomerante (a/ag) nominais de 0,50, 0,60 e 0,70, cinco tipos de concreto, sendo quatro com adições minerais (substituição em massa): cinza volante 25% e 50%, cinza de casca de arroz 25% e escória granulada de alto-forno 70% e um sem adição: 100% cimento CPV-ARI, tomado como referência. Os concretos foram curados por 49 dias em câmara úmida e, em seguida, passaram por um processo de précondicionamento para equilíbrio de umidade interna até completarem 91 dias, segundo recomendações da RILEM-TC116/1999. O processo da corrosão foi induzido por carbonatação (10% de CO2 em volume) e acelerado por ciclos de molhagem/secagem, sendo avaliado através das técnicas eletroquímicas do potencial de corrosão e resistência de polarização bem como do ensaio de perda de massa gravimétrica. Também foram realizados os ensaios complementares de resistência à compressão axial, permeabilidade a gases, absorção capilar d’água, profundidade de carbonatação e pH. Os resultados mostraram que os concretos feitos com adições minerais, principalmente aqueles com altos teores (cinza volante/50% e escória/70%), apresentaram menor proteção para o aço contra a corrosão, quando comparados com o concreto de referência, feito somente com cimento. Portanto, no contexto das presentes condições experimentais, concluiu-se que os concretos com os tipos e teores de adições minerais estudados, para resistências à compressão ≤ 40 MPa e relações a/ag ≥ 0,50, não apresentaram desempenhos adequados no tocante à corrosão do aço induzida por carbonatação, necessitando, no entanto, de mais experimentos que comprovem tal comportamento para concretos em estruturas reais.

The carbonation in concrete is caused by the penetration of environmental carbonic anhydride (CO2) in concrete by diffusion, being considered one of more important structures pathologies. It occurs naturally in concrete structures, from the surface and causes the alkalis neutralization reactions, depassivating the rebars and its corrosion possibility. In this study the concrete investigation with 14 years old composed by binary and ternary mixtures of pozzolans as silica fume (10%), fly ash (25%), rice husk ash (25%), fly ash and silica fume (15+10)% and fly ash with rice husk ash (10+15)%. The natural carbonation depths were measured in cylindrical specimens with 0,5, 1, 2, 4 and 14 years readings, exposed in lab internal environment, in normal conditions of temperature and CO2 concentrations. Natural carbonation coefficients in the five cited ages were calculated, in equality of water/binder (w/b) relationship (0.35, 0.45 and 0.55), and 50 and 60 MPa axial compressive strength, and the results were compared with the short term tests (accelerated). Microstructure analysis by means of remained calcium hydroxide, hydrated compounds by DRX, porosity by Hg intrusion porosimetry and visual analysis by MEV and EDS were accomplished. Among the pozzolans mixtures the silica fume (10%) presented lower carbonation for w/b 0.35 and 0.45. For w/b 0.55 the better performance occurred to the fly ash and rice husk ash ternary mixture. The relationships between accelerated and natural carbonation coefficients showed decrease of the natural coefficients related to the accelerated ones, in a relation that varied between 1,0 and 2,0 (mean) for the pozzolanic mixtures. In 50 and 60 MPa compressive strength equality, the carbonation depended of the pozzolan type and content, being influenced by the chemical and physical properties of each one in particular. The microstructure tests results confirmed the CH decrease in the carbonated layer and the CaCO3 increase, and the hydrated silicates and silicoaluminates depolymerization. According NBR 15575-5 was observed that it is possible to obtain concretes with until 25% of pozzolans with performance of the project useful life, in front of carbonation, of 60 years. / A penetração de anidrido carbônico (CO2) ambiental por difusão no concreto ocasiona a carbonatação, sendo considerada uma das patologias mais importantes das estruturas. Acontece naturalmente nas estruturas de concreto, a partir da superfície e ocasiona reações de neutralização dos álcalis, despassivando a armadura e a possibilidade de sua corrosão. Neste estudo apresenta-se a investigação de concretos com 14 anos de idade, compostas de misturas binárias e ternárias de pozolanas sendo sílica ativa(10%), cinza volante(25%), cinza de casca de arroz(25%), cinza volante e sílica ativa (15+10)% e cinza volante com cinza de casca de arroz (10+15)%. As profundidades de carbonatação natural foram medidas em corpos de prova cilíndricos, com leituras a 0,5, 1, 2, 4 e 14 anos, expostos em ambiente interno de laboratório, em condições normais de temperatura e concentração de CO2. Calculou-se os coeficientes de carbonatação natural nas 5 idades citadas, em igualdade de relação a/ag (0,35, 0,45 e 0,55) e de resistência à compressão axial de 50 e 60 MPa, e comparou-se com os resultados de curto prazo (acelerado). Realizou-se análise da microestrutura por meio do teor de hidróxido remanescente, dos compostos hidratados por difração de raios-X, porosidade por porosimetria por intrusão de mercúrio e análise visual por microscopia eletrônica de varredura com EDS. O concreto de referência apresentou menor coeficiente de carbonatação nas três relações a/ag estudadas. Entre as misturas com pozolanas a sílica ativa (10%) apresentou menor carbonatação para a/ag 0,35 e 0,45. Para a/ag 0,55 o melhor desempenho aconteceu para a mistura ternaria de cinza volante e cinza de casca de arroz. As relações entre os ensaios acelerado e naturais mostraram decréscimo dos coeficientes de carbonatação natural em relação aos acelerados, numa relação que variou, em média, entre 1,0 e 2,0 para as mistura pozolânicas. Em igualdade de resistência à compressão de 50 e 60 MPa a carbonatação dependeu do tipo e do teor de pozolana, sendo influenciada pelas propriedades químicas e físicas de cada uma em particular. Os resultados dos ensaios da microestrutura confirmaram o decréscimo do CH nas camadas carbonatadas e acréscimo de CaCO3 e a despolimerização dos silicatos e silicoaluminatos de cálcio hidratados. Segundo a NBR 15575-2 observou-se que é possível obter-se concretos com até 25% de pozolanas, com desempenho à vida útil de projeto, frente a carbonatação, de 60 anos.

A durabilidade dos edifícios em concreto armado só pode ser alcançada se for atendido um conjunto de requisitos e critérios nas etapas de projeto, execução e manutenção, nas quais os materiais envolvidos precisam ser adequadamente especificados, produzidos e empregados, de acordo com as respectivas rotinas dessas etapas. Assim, o requisito genérico de proteção das armaduras de aço carbono, para a durabilidade de estruturas, é contemplado por vários critérios, desde a etapa de projeto. Esta dissertação trata dos critérios pertinentes à qualidade do concreto e visou contribuir para a evolução de procedimentos para o controle tecnológico de concretos estruturais de cimento Portland, em atmosferas marítimas e urbanas, em clima tropical, com vistas à proteção de armaduras de aço carbono. O programa experimental estudou três lotes diferentes de concretos estruturais, semelhantes quanto a especificações básicas de abatimento: 10 ± 2 cm, de fck 30 MPa e para ambiente classe III da NBR 6118 (2003). O objetivo foi caracterizar e analisar a influência de propriedades físicas do estado fresco sobre o estado endurecido de concretos, dentro da faixa de consistência citada, com ênfase nas propriedades relacionadas ao teor de ar das misturas e suas respectivas resistências à carbonatação e ao ingresso de íons cloreto. A amostragem, os ensaios no estado fresco e a moldagem dos corpos-de-prova foram realizados durante três concretagens conduzidas em duas obras de edifícios de múltiplos andares, na cidade de João Pessoa/PB. As composições e a produção dos lotes ficaram a cargo da central dosadora e fornecedora do concreto em cada obra. O lote inicial serviu para o treinamento da equipe, em campo e laboratório, com amostragem de seis caminhões. Os outros dois lotes, identificados como 1 e 2, foram caracterizados em condições bastante semelhantes, sempre pela mesma equipe, e representados pela amostragem de cinco e seis caminhões, respectivamente. As propriedades medidas no estado fresco foram: abatimento do tronco de cone pela ABNT NBR NM 67 (1998); teor de ar por método pressométrico da ABNT NBR 47 (2002); massa específica pela ABNT NBR 9833 (2008); relação água/materiais secos por analogia à ABNT NBR 9605 (1992); e compactabilidade dos concretos adensado e não adensado, por adaptação da BS EN 12350-4 (2008). Para o estudo das propriedades no estado endurecido, os corpos-de-prova eram cilíndricos, com 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, e foram maturados por dois métodos adaptados do Tipo A da ASTM C 684 (1999). Certas propriedades foram ainda caracterizadas para condições normais de cura da ABNT NBR 5738 (2003). As propriedades estudadas no estado endurecido foram: resistência à compressão pela ABNT NBR 5739 (2007); resistência à tração por compressão diametral pela ABNT NBR 7222 (1994); absorção de água por capilaridade pela ABNT NBR 9779 (1995); absorção de água total e índice de vazios pela ABNT NBR 9778 (2005); resistência à carbonatação em câmara com CO2 (5%; UR 65 + 10 %; 23 + 3 °C); e resistência à penetração de cloretos e CO2, por três ciclos de um dia de molhagem e 27 dias de secagem, entre sete e 91 dias. De modo complementar, foram moldados corpos-de-prova específicos de aço e concreto, para medidas de potencial de circuito aberto, com vistas à continuidade de pesquisas sobre envelhecimento acelerado. A maioria das propriedades foram medidas por duas repetições, constando os resultados individuais em apêndices. A análise inicial dos resultados dos três lotes foi descritiva e resumiu em tabelas o valor médio, desvio padrão, valor máximo, valor mínimo, a amplitude e o coeficiente de variação de cada lote. As propriedades de cada lote também foram comparadas por análise de variância e, ao final, foram correlacionadas de modo conjunto, independentemente do lote de origem. Nesse caso, foram destacadas as melhores correlações entre propriedades, independentemente dos materiais constituintes de cada concreto. Entre as propriedades do estado fresco, destacaram-se as seguintes: a) o abatimento do tronco de cone apresentou correlação forte e inversa (r² = -0,802, para lotes 1 e 2) com resistência à compressão após um dia de cura acelerada em temperatura moderada, em método similar ao Tipo A da ASTM C 684 (1999); b) o teor de ar pelo método pressométrico apresentou correlações de razoáveis a fortes com a resistência à compressão a 28 dias (r² = -0,698, para lotes 1 e 2), com a resistência à tração por compressão diametral por cura acelerada a sete dias (r² = -0,818, para lotes 1 e 2), com a profundidade de carbonatação em câmara de CO2 (r² = 0,699, para lotes 1 e 2) e com a profundidade de penetração de cloretos por três ciclos de imersão e secagem (r² = 0,625, para lotes 1 e 2); c) as medidas de compactabilidade do concreto adensado, ainda que realizadas em condições de campo, apresentaram várias correlações moderadas com outras propriedades do estado fresco e endurecido. No estado endurecido, destacaram-se as seguintes correlações: a) r² da ordem de -0,75 para a resistência à compressão a um dia dos concretos dos lotes 1 e 2, com cura acelerada de 0/24 horas em temperatura moderada, e a profundidade de carbonatação em câmara de CO2 (5%) e a de penetração de cloretos por três ciclos de imersão e secagem, ambas analisadas a 91 dias, tendo os corpos-de-prova recebido cura inicial acelerada de 24/48 h, em temperatura moderada, seguida de imersão normal por até sete dias; b) r² de -0,682 entre a resistência à tração por compressão diametral, com cura acelerada de 24/48h em temperatura moderada seguida de cura normal por até sete dias, e a profundidade de ingresso de íons cloreto, para os três lotes submetidos aos ciclos citados; c) valores de r² entre 0,521 e - 0,561 para as correlações entre a absorção de água por capilaridade, em corpos-de-prova submetidos à cura inicial acelerada em temperatura moderada por 24/48 h e em temperatura normal por até sete dias, e a resistência à carbonatação para os lotes submetidos aos ciclos citados. Assim, esta pesquisa conclui e propõe que, além do teor de ar no estado fresco, as resistências à compressão e à tração por compressão diametral entre um e sete dias, por cura acelerada do Tipo A da ASTM C 684 (1999) ou por duração adaptada da mesma, sejam propriedades que passem a ser avaliadas em concretos, com vistas a melhorar e controlar a sua resistência a agentes agressivos. Nesta pesquisa, a microestrutura nas primeiras idades do concreto mostrou ser mais determinante da rede de conexão de poros e do transporte de agentes agressivos do que a microestrutura em idades mais avançadas de hidratação; e trabalhos futuros devem confirmar esta interpretação. Espera-se que estes resultados possam estimular novas práticas de qualificação de concretos em estudos de dosagem ou no ato do recebimento de concretos pré-misturados, especialmente em ambientes mais agressivos às armaduras, com vistas à futura evolução de procedimentos da ABNT NBR 12655 (2006). / Durability of reinforced concrete buildings can only be achieved if a set of requirements and criteria is met in the design, execution and maintenance phases, in which the materials must be properly specified, manufactured and employed, according to the respective procedures of these phases. Therefore, the general requirement of protection of carbon steel reinforcements, for structural durability, is contemplated by several criteria as early as the design phase. This thesis addresses the relevant criteria concerning concrete quality and its objective was to contribute to the evolution of technological control procedures for Portland cement structural concretes, in urban and maritime atmospheres in tropical climate, aiming at the protection of carbon steel reinforcements. The experimental program studied three different batches of structural concrete that were similar in terms of slump test basic specifications: 10 ± 2 cm, fck = 30 MPa and class III of ABNT NBR 6118 (2003) environmental classification. The goal was to characterize and analyze the influence of physical properties of fresh concrete on hardened concrete, within the previously mentioned consistency range, with emphasis on those properties related to air content of the mixtures and their respective carbonation and chloride ion penetration resistances. Sampling, fresh concrete tests and specimen molding were conducted during three cast-in-place concretes in two construction sites of multi-storey buildings in the city of João Pessoa, state of Paraíba, in Brazil. The batch plant supplying the concrete for each construction site was responsible for batch composition and production. The initial batch was used to train the team, in the field and laboratory, with a sample of six trucks. The other two batches, identified as 1 and 2, were characterized under very similar conditions, always by the same team, and the samples consisted of five and six trucks, respectively. The properties measured in fresh concrete were: slump test according to Brazilian norm ABNT NBR NM 67 (1998); air content by the pressure method of ABNT NBR 47 (2002); bulk density according to ABNT NBR 9833 (2008); water/dry material ratio by analogy with ABNT NBR 9605 (1992); and compactability of compacted and non-compacted concretes, by adaptation of BS EN 12350-4 (2008). In order to study the properties of hardened concrete, the specimens were cylindrical, measuring 10 cm in diameter and 20 cm in height, and were matured by using two methods adapted from Type A of ASTM C 684 (1999). Some properties were also characterized for normal curing conditions according to ABNT NBR 5738 (2003). The properties studied in hardened concrete were: compressive strength according to ABNT NBR 5739 (2007); splitting tensile strength as per ABNT NBR 7222 (1994); capillary water absorption according to ABNT NBR 9779 (1995); water absorption by immersion and void ratio following ABNT NBR 9778 (2005); carbonation resistance in CO2 chamber (5%; 65 + 10 % RH; 23 + 3 °C); and chloride and CO2 penetration resistance, using three one-day wet and 27-day dry cycles, between seven and 91 days. As a complement, specific steel and concrete specimens were molded to measure open circuit potential, aiming at the continuity of researches on accelerated ageing. Most properties were measured twice and the individual results are presented in appendices. Preliminary analysis of results from the three batches was descriptive and summarized in tables the mean value, standard deviation, maximum value, minimum value, amplitude and coefficient of variation for each batch. The properties of each batch were also compared using analysis of variance and, at the end, were correlated as a whole, regardless of the batch of origin. In this case, the best correlations among properties were highlighted, regardless of the materials used in each concrete. Among the properties of fresh concrete, the following are noteworthy: a) the slump test presented strong and inverse correlation (r² = -0.802, for batches 1 and 2) with compressive strength after one day of accelerated curing at moderate temperature, using a method similar to Type A of ASTM C 684 (1999); b) air content in the pressure method presented reasonable to strong correlations with compressive strength at 28 days (r² = -0.698, for batches 1 and 2), with splitting tensile strength with accelerated curing at seven days (r² = - 0.818, for batches 1 and 2), with carbonation depth in CO2 chamber (r² = 0.699, for batches 1 and 2) and with chloride penetration depth after three immersion-drying cycles (r² = 0.625, for batches 1 and 2); c) compactability measurements of compacted concrete, despite being taken in field conditions, presented several moderate correlations with other properties of fresh and hardened concrete. In hardened concrete, the following correlations should be highlighted: a) r² was -0.75 for compressive strength at one day of the concretes from batches 1 and 2, with 0/24- hour accelerated curing at moderate temperature, and carbonation depth in CO2 chamber (5%) and chloride penetration depth after three immersion-drying cycles, both analyzed at 91 days, after the specimens underwent 24/48-hour initial accelerated curing at moderate temperature, followed by normal immersion for up to seven days; b) r² was -0.682 between splitting tensile strength, with 24/48-hour accelerated curing at moderate temperature followed by normal curing for up to seven days, and chloride ion penetration depth, for the three batches submitted to the aforementioned cycles; c) r² values between 0.521 and - 0.561 for the correlations between capillary water absorption, in specimens submitted to initial accelerated curing at moderate temperature for 24/48h and at normal temperature for up to seven days, and carbonation resistance for the batches submitted to the aforementioned cycles. Therefore, this research concludes and proposes that, besides air content in fresh concrete, compressive strength and splitting tensile strength between one and seven days, using accelerated curing of Type A of ASTM C 684 (1999) or for a duration adapted from that norm, are properties that should be evaluated in concrete, with the purpose of improving and controlling resistance to aggressive agents. In this research, the microstructure of the early ages of concrete proved to be more determinant of the pore structure connection and of the transport of aggressive agents than the microstructure at later ages of hydration; and future studies should confirm this interpretation. It is expected that these results will encourage new practices for the qualification of concrete in mixture proportion studies or when ready mixed concrete is received at construction sites, especially in environments that are more aggressive to reinforcements, with a view to developing future procedures of ABNT NBR 12655 (2006).

A carbonatação acelerada é um processo químico que têm se tornado muito atrativa para a indústria do fibrocimento, por mitigar a degradação das fibras vegetais utilizadas nos materiais e por melhorar o desempenho físico-mecânico dos compósitos. Nesse contexto, o presente trabalho avaliou a influência da umidade no processo de carbonatação acelerada, em fibrocimentos reforçados com polpas celulósicas de eucalipto. Para o desenvolvimento das atividades experimentais foi realizado primeiramente um estudo da evolução da carbonatação nos compósitos de fibrocimento, considerando diferentes concentrações de umidade relativa (60, 70, 80 e 90%). Posteriormente, foi realizada a caracterização dos compósitos de fibrocimento por meio da avaliação do desempenho físico-mecânico, com ensaio mecânico de flexão em quatro pontos que determinou o módulo de ruptura (MOR), módulo elástico (MOE), limite de proporcionalidade (LOP) e energia específica (EE); e ensaios físicos para obtenção dos valores de absorção de água (AA), densidade aparente (DA) e porosidade aparente (PA). Os compósitos foram também avaliados quanto à durabilidade e microestrutura, através de ensaios de envelhecimento acelerado, composição mineralógica e análise microestrutural. A partir dos resultados obtidos, os compósitos carbonatados com 60% de umidade relativa apresentaram maior formação de carbonato de cálcio, maior densificação da matriz cimentícia e, consequentemente, menor quantidade de espaços vazios logo nas primeiras horas de carbonatação. Em relação ao desempenho dos compósitos de fibrocimento, as umidades de 60 e 70% permitiram que a carbonatação proporcionasse maiores valores de MOR, LOP e MOE, diferindo estatisticamente dos demais compósitos. Os ensaios físicos complementaram os ensaios mecânicos, mostrando que os compósitos carbonatados com 60 e 70% de umidade apresentaram menores valores de AA e PA, junto de maiores valores de DA. O processo de carbonatação acelerada foi favorecido pelas menores concentrações de umidade relativa, como apresentado também pelas análises de TG e DRX, que permitiram que o processo acontecesse de forma mais efetiva, melhorando a interface fibra-matriz. / The accelerated carbonation is a process that can be made very feasible for the fiber cement industry, for mitigating the degradation of the vegetable fibers used in the materials and for improving the physico-mechanical performance of composites. In this context, the present work evaluated the influence of relative humidity in the accelerated carbonation process in fiber cement composites reinforced with eucalyptus cellulosic pulps. For the development of experimental activities, a study of the evolution of carbonation in fiber cement composites was carried out, considering different concentrations of relative humidity (60, 70, 80 e 90%). Subsequently, the characterization of fiber cement composites was evaluated through the physical-mechanical performance evaluation, with a four-point mechanical test that determined the modulus of rupture, modulus of elasticity, limit of proportionality and specific energy; and physical tests to obtain the values of water absorption, bulk density and apparent void volume. The composites were also evaluated for durability and microstructure, through accelerated aging, mineralogical composition and microstructural analysis. From the results obtained, the carbonate composites with 60% relative humidity showed a higher calcium carbonate formation, a higher densification of the cementitious matrix and, consequently, a lower amount of voids in the first few hours of carbonation. In relation of the performance of fiber cement composites, the 60 and 70% humidity allowed the carbonation to provide higher values of mechanical analysis, differing statistically from the other composites. The physical tests complemented the mechanical tests, showing that the carbonated composites with 60 and 70% humidity presented lower values of water absorption and apparent void volume, with a greater filling of the empty spaces of the composites. The accelerated carbonation process was favored by the lower concentrations of relative humidity, as also shown by the TG and XRD analyzes, which allowed the process to happen more effectively, improving the fiber-matrix interface.

Este trabalho apresenta uma análise do comportamento da frente de carbonatação em vigas de concreto armado sob tensão, em escala natural e reduzida, com a máxima condição de subarmação. As vigas foram construídas com e sem adição da sílica da casca de arroz e sílica de ferro silício ou silício metálico. Para cada viga em escala natural (agregado graúdo com D máx. = 19 mm) foi moldada uma em escala reduzida com o mesmo traço de concreto para estabelecer os mesmos parâmetros de comparação. As vigas foram curadas durante 7 dias e posteriormente submetidas à flexão, com o carregamento aplicado nos terços (L/3 da viga). Realizou-se o pré-condicionamento para a estabilização da umidade interna das vigas que foram expostas durante 28 dias em um ambiente com concentração de 50% de dióxido de carbono, umidade relativa de 65 \'+ OU -\' 5% e temperatura ambiente. Foram determinados: resistências à compressão simples axial, resistência à tração por compressão diametral, módulos de elasticidade e profundidade da frente de carbonatação em corpos-de-prova cilíndricos. A profundidade da frente de carbonatação em corpos-de-prova foi determinada para diferentes concentrações de dióxido de carbono. Também foi verificada a carbonatação ao longo das vigas em escala natural e reduzida e nas posições das fissuras. Para a previsão da profundidade da frente de carbonatação nas vigas, foram ajustadas equações para a representação da carbonatação na região das fissuras. Os resultados obtidos mostraram a eficiência da espessura do cobrimento, a eficácia dos modelos físicos reduzidos para realizar estudos de carbonatação e a tendência da carbonatação em elementos estruturais na condição de serviço. A frente de carbonatação difere na posição das fissuras, evidenciando um comportamento diferente quando comparado com corpos-de-prova. A análise microestrutural ilustrou o comportamento da frente de carbonatação em vigas de concreto armado, complementando o estudo experimental. Com base nos resultados obtidos pode-se afirmar que a simples adoção de concretos de alto desempenho para construção de elementos estruturais não é suficiente nas peças que contenham fissuras e que sejam submetidas a atmosferas ambientais agressivas. / This work reports on the behavior of carbonation in reinforced concrete beams under stress regime on full and small scales having the lowest possible frame. The beams were made with and without adding silica from rice husk and silica fume (Fe-Si). For each beam on a full scale (coarse aggregate with D máx. = 19 mm) another beam on a small scale was made with the same mix of concrete to maintain the same comparison parameter. The beams were cured for 7 days and subsequently submitted to flexure by applying a two-point loading (L/3 of beam). Humidity stabilization to stabilize internal humidity of beams exposed for 28 days in an environment with a concentration of 50% carbon dioxide, 65 \'+ OR -\' 5% of relative humidity and room temperature was carried out. The following was determined: axial compression strength, tensile splitting strength, young\'s modulus and carbonation depth in cylindrical specimens. The carbonation depth was determined in specimens with unlike carbon dioxide concentration. Moreover, carbonation along beams on full and small scales and in cracks was observed. To estimate the carbonation depth of the beams, equations were adjusted to represent the carbonation in cracks. The results show the efficiency in the thickness of the cover, efficiency of small-scale models for studies concerning carbonation and behavior of carbonation in the serviceability of structural elements. The carbonation depth differs in the position of cracks, showing behavior which is unlike the one compared to specimens. The microstructure analyses show the behavior of carbonation depth in reinforced concrete beams complementing the experimental study. The results show that it is not sufficient to use high performance concretes in structural elements for elements with cracks and in aggressive atmospheres.

Embora a utilização do concreto de alto desempenho (CAD) para a fabricação de elementos pré-moldados seja frequentemente usado na construção civil, o presente trabalho apresenta um estudo do emprego de microconcreto em aduelas tubulares de pequenas espessuras protendidas dentro de critérios fabris, com materiais regionais, a fim de repassar para a iniciativa privada os resultados colhidos das análises já elaboradas. As aduelas servirão para compor o tabuleiro de passarelas estaiadas, com a intenção de projetar uma estrutura que, além de harmônica aos olhos e arrojada, também seja econômica, pois se aplicando a protensão nas aduelas que formam o tabuleiro, pode-se explorar uma das características que os concretos de alto desempenho e resistência têm de melhor, que é a resistência à compressão (> 80MPa). Os materiais utilizados na dosagem do microconcreto para a confecção dos elementos em escala real, foram os seguintes: CP V ARI RS, sílica de ferro-silício em substituição volumétrica ao cimento em 10%, três tipos de areias de cava da região para o melhor empacotamento das partículas reduzindo os vazios, pedrisco basáltico com dimensão máxima de 9,5 mm em consonância com as características geométricas do elemento estrutural e da armadura e um superplastificante para atingir a consistência desejada. Levaram-se em conta na produção desse trabalho os recentes desenvolvidos havidos na reologia dos concretos frescos, ação da carbonatação e ação de cloretos. A consistência do concreto foi um fator importante para a determinação do traço, pois o concreto foi lançado nos moldes a uma altura de 2,40 m, permanecendo coeso. A concretagem foi realizada através de betonadas consecutivas para o total preenchimento do molde, onde em todas as betonadas foram realizadas a mesma seqüência de mistura pré-estabelecida. Foram moldadas duas aduelas em escala real, as quais foram estudadas seguindo a simulação do processo de montagem e uso da passarela, a fim de se analisar as solicitações atuantes e as formas de ruína das aduelas acopladas. As resistências mecânicas dos corpos-de-prova foram analisadas nas idades de 1, 3, 7, 28, 63 e 91 dias, cujos resultados de resistência à compressão simples, compressão diametral e o módulo de elasticidade atingiram ao previsto no projeto. O acabamento superficial, o tempo de lançamento, adensamento, desforma, cura e o transporte foram adequados para o reaproveitamento dos moldes. Com os resultados obtidos das análises realizadas com os dois módulos do tabuleiro, verificou-se a possibilidade de construir passarelas com elementos tubulares de pequena espessura protendidos com barras de Dywidag pelo sistema de protensão proposto. Verificou-se também uma pequena amplitude das deformações e deslocamentos das aduelas no processo de montagem e uso da passarela, assim como no transporte das aduelas. Não foram observadas a formação de quaisquer tipos de fissuras durante todo o processo envolvido, quais sejam, desmoldagem, estocagem, transporte, lançamento e utilização simulada. / Although the use of high performance concrete (HPC) for precast elements manufacture is frequently used in civil construction, this work presents a study of the utilization of microconcrete in prestressed small thicknesses tubular barrel stave, in manufacturing criteria, with regional materials, in order to repass to private initiative the already elaborated analyses results. Barrel stave will serve to compose cable-stayed footbridge deck, with the intent to project a structure that, beyond pleasant and bold, must be also economic, therefore applying prestress in barrel stave to form the deck, it\'s possible to explored the most important high performance and strength concrete characteristics, the compressive strength (> 80MPa). The used materials to design a microconcrete for the elements confection in real scale, are the following: CP V ARI RS, ferrosilicon silica fume in 10% volumetric substitution to the cement, three types of regional sands for optimum particles packing to reduce the emptinesses, 9,5 mm basaltic grave in accord with the geometric characteristics of the structural element and reinforcement, and superplasticizer additives to reach the desired consistency. Recent researches about fresh concrete rheology, carbonation and chloride action had been taken in account in the production of this work. The consistency was an important factor for concrete design, therefore the concrete would be was launched in 2,40 m height molds, remaining united. The molding was carried through consecutive load concrete mixer operation for the total fulfilling of the mold, where in all load of a concrete mixer had been carried through the same sequence of pre-established mixture. Two were molded barrel stave full scale, which were studied in the simulation of process of assembly and use of footbridge in order to examine the requests engaged in the forms of ruin from barrel stave coupled. The mechanical strength of the samples had been analyzed in ages of 1, 3, 7, 28, 63 and 91 days, whose results of simple compressive strength, diametrical compression and the modulus of elasticity had reached to the foreseen in project. The superficial finishing, the time of launching, compacting, desmoulding, cure and the transport had been adjusted for molds reuse. With the results of analyses conducted with two modules of deck, there was the possibility of building footbridges with tubular elements of small thickness prestressed with bars of Dywidag the system protention proposed. There was also a small extent of deformation and displacement of barrel stave in process of assembly and use of footbridge as well as the transport of barrel stave. Not been observed the formation of any types of cracks during all the involved process, which are, desmoulding, storage, transport, launching and simulated use.

O presente estudo teve como objetivo produzir e avaliar o desempenho de painéis de partículas homogêneas de cimento-bagaço de cana-de-açúcar curados por carbonatação acelerada. Para atingir os resultados foram realizados ensaios de caracterizações morfológica e físico-química das partículas de bagaço de cana-de-açúcar, bem como ensaio de termometria para identificar a compatibilidade da matéria prima (bagaço) com o cimento. Os painéis de partículas cimento-bagaço produzidos foram submetidos a dois processos de cura distintos: 1- cura por 48 h em câmara climática, seguida por 24 h em ambiente com concentração de 15% ±0.6 de CO2, seguida por 24 dias em ambiente saturado ao ar; 2- cura em câmara climática por 48 h, seguida por 25 dias em ambiente saturado ao ar. Ao final dos 28 dias de cura e após ensaio de envelhecimento acelerado de imersão e secagem foram realizadas as caracterizações físico-mecânicas seguindo as recomendações das normativas DIN: 310; 322 e 323, bem como caracterização microestrutural e de condutividade térmica do painel de partículas cimento-bagaço. Os resultados obtidos indicaram que os painéis de partículas cimento-bagaço curados por carbonatação acelerada apresentaram melhor desempenho físico-mecânico quando comparados aos painéis não carbonatados, pois a carbonatação melhorou a interface entre as partículas e a matriz cimentícia, proporcionando maior adesividade entre as fases. E, além disso, reduziu o pH do meio alcalino em que as partículas de bagaço de cana-de-açúcar estão inseridas, minimizando o processo de degradação da lignina, celulose e hemicelulose. / The present study aimed to produce and evaluate the performance of homogeneous particles of cement panels-bagasse-sugar cured by accelerated carbonation. To achieve the results tests were carried out morphological and physical-chemical characterization of particles of bagasse of sugar cane, as well as Thermal-test to identify the compatibility of the raw material (bagasse) with cement. The particle cement-bagasse produced were subjected to two different curing processes: 1-cure for 48 h in climate Chamber, followed by 24 h in environment with concentration of 15% ± 0.6, followed by 24 days in saturated air environment; 2-cure in climate Chamber for 48 h, followed by 25 days in saturated air environment. At the end of the 28 days of curing and after accelerated aging test of soaking and drying were realized the physical-mechanical characterizations according the recommendations of the DIN standards: 310; 322 and 323, as well as micro-structural characterization and thermal conductivity of Particleboard bagasse-cement. The results obtained indicated that the particle bagasse-cement cured by accelerated carbonation presented physical-mechanical performance better than compared with non-carbonated panels because the carbonation has improved the interface between the particles and the cementitious matrix, providing greater adhesion between phases. In addition, reduced the pH of the alkaline medium in which the particles of bagasse of sugar cane are inserted, minimizing the process of degradation of lignin, cellulose and hemicellulose.