O uso de fibras vegetais e de cimentos alternativos – ambos provenientes de resíduos, é tido como boa opção na busca por novos fibrocimentos. Entretanto, a maioria das pesquisas desenvolvida nos últimos anos tem apresentado resultados desanimadores no que se refere à durabilidade do material. Além disso, os métodos para avaliação do desempenho ao longo do tempo de materiais reforçados com fibras sensíveis a álcalis ainda não estão bem estabelecidos. O trabalho avaliou o comportamento de compósitos produzidos com cimento de escória de alto-forno reforçados com fibras de celulose, moldados através de adaptações dos processos industriais usados em todo mundo pelas empresas de fibrocimento. Em seguida, a durabilidade das formulações foi avaliada através de ensaios de envelhecimento, os quais se basearam na simulação dos principais agentes e mecanismos de degradação atuantes no material. O desempenho físico e mecânico dos compósitos foi avaliado através da análise de propriedades pré-estabelecidas, consideradas importantes no emprego material como componente construtivo. A análise dos resultados confirmou a eficiência da incorporação da celulose nas propriedades mecânicas do compósito. A durabilidade do material foi diferente para as matrizes empregadas. As matrizes ativadas com gipsita e cal hidratada (EGCH) foram menos agressivas às fibras, entretanto apresentaram problemas de hidratação às primeiras idades e perda de resistência devido à carbonatação. A matriz ECP, mais alcalina, apresentou resultados superiores de resistência mecânica nas primeiras idades. Ela decompôs as fibras e reduziu as propriedades mecânicas durante o envelhecimento. A carbonatação reduziu o ataque alcalino às fibras nestas matrizes, estabilizando a resistência mecânica e a perda de tenacidade não foi tão acentuada. A metodologia de envelhecimento acelerado que combinou ciclos de molhagem e secagem à carbonatação se mostrou eficiente na simulação do envelhecimento natural. / Vegetable fibers and alternative cements from residues is a good option for replacement asbestos-cement. However, research development has presented no satisfactory results concerning material durability and methods of performance evaluation to reinforced materials with alcali sensitive fibers are not well developed. The objetives of this research are: a) evaluation of composites behavior produced with blast-furnace slag reinforced with residual cellulose fibers, which were moulded in adapted conventional industrial processes, common in fibercement companies around world and b) durability performance evaluation applying proposed aging tests. Aging tests were based on simulation of main agents and degradation mechanisms. Physical and mechanical behaviour of composites was evaluated considering important properties in building component uses. Cellulose fibers improved the mechanical properties of the composites. Durability presented different results for the two matrices. The matrices activated with gypsum and hidrated lime (EGCH) have been less aggressive than matrix activated with ordinary Portland cement (OPC) in relation to fibers. However, they presented problems concerning to the hydration at early dates and loss of resistance due to carbonation. Matrices activated with OPC presented better results of MOR at the early dates. In fact, they are more alkaline and they decomposed fibers and reduced the mechanical properties during the aging. The carbonation reduced the alkaline attack, stabilizing the MOR and reducing the loss of tenacity. The accelerated methods with carbonation were efficient in the simulation of the natural ageing.

O regolito é o manto do intemperismo existente sobre as rochas. Este manto pode ser constituído estruturalmente por três entidades distintas denominadas, solo, sedimento e saprolito. Ambas são produtos da intemperização das rochas. No entanto, o saprolito é definido como o único produto não transportado da intemperização isovolumétrica do litotipo originário. Diferente dos solos, dos sedimentos ou das rochas, não existe uma ciência específica para o estudo dos saprolitos. A saprolitologia não existe oficialmente, porém, pode ser implicitamente encontrada em trabalhos científicos de todo o mundo. No primeiro capítulo da tese, apresenta-se o estado da arte dos estudos dos saprolitos e sugere-se a consolidação da saprolitologia com o intuito de incentivar o incremento das pesquisas voltadas a esta entidade ainda pouco conhecida. De fato, os processos relacionados à intemperização isovolumétrica das rochas ainda não foram completamente compreendidos. Neste contexto, o Estado de Pernambuco, no nordeste do Brasil, apresenta condições geomorfológicas e climáticas propícias ao estudo da formação de saprolitos. No segundo capítulo da tese, demonstra-se que o intemperismo isovolumétrico de treze rochas cristalinas foi mais influenciado pelas condições microambientais, a exemplo da dinâmica da água através da microestrutura, do que pelas condições macroambientais. Posteriormente ao intemperismo isovolumétrico, diferenças morfológicas e geoquímicas ocorrem durante a evolução vertical do regolito. Entretanto, os domínios da saprolitogênese e da pedogênese são difíceis de diferenciar. No terceiro capítulo da tese, avaliou-se a evolução morfológica, estrutural e geoquímica de treze perfis formados por sistemas solo-saprolitos derivados do embasamento cristalino do Estado de Pernambuco. Anomalias nos índices de mensuração do intemperismo demonstram que o aumento gradual do grau de intemperização dos horizontes mais superficiais em relação aos horizontes inferiores não é a regra durante a evolução vertical do regolito. Em adição, a geoquímica e a morfologia dos perfis estudados indicam que alguns sistemas solo-saprolitos desenvolveram-se de forma interligada e outros apresentam evidências de que a formação do saprolito pode ter ocorrido após a formação do solo sobrejacente. Durante a evolução do regolito, o solo e o saprolito influenciam processos essenciais ao meio ambiente. No quarto capítulo da tese, descrevem-se as implicações agrícolas e ambientais dos treze perfis descritos no terceiro capítulo. Os resultados sugerem que os processos geoquímicos existentes nos sistemas solo-saprolitos, a exemplo da \"mineral carbonation\", influenciam o fluxo de elementos através do ecossistema circundante e demonstram que os saprolitos possuem importância agrícola e ambiental análoga à dos solos, influenciando processos de relevância agroambientais tais como a dinâmica da água, a retenção e transporte de nutrientes e/ou a retenção e transporte de contaminantes ou poluentes. / The regolith is the mantle of weathering above the rocks. This mantle may consist of three structurally distinct entities denominated sediment, soil and saprolite. All are products of rock weathering. Saprolite is defined as the product of in situ, isovolumetric weathering of the lithotype. Unlike the soils, sediments or rocks, there is no specific science dedicated to the study of saprolite. The saprolihtology does not exist formally. However, it can implicitly be found in scientific papers from around the world. The first chapter of the thesis presents the state of the art of saprolite studies and suggests the consolidation of saprolithology in order to encourage the development of research focused in this entity poorly known. In fact, the processes related to the isovolumetric weathering of rocks are not yet fully understood. In this context, the Pernambuco State in Northeastern Brazil have geomorphological and climatic conditions prone to the study of the saprolite formation and evolution. The second chapter of this thesis demonstrates that the isovolumetric weathering of the thirteen crystalline rocks was more influenced by microenvironmental conditions, such as the water dynamics through the microstructure, than the macro-environmental conditions. Subsequent to isovolumetric weathering, morphological and geochemical differenciation occur during the vertical evolution of regolith. However, it is difficult to differentiate the domains of saprolithogenesis and pedogenesis. The third chapter of the thesis reports the morphological, structural and geochemical evolution of the thirteen profiles formed by soil-saprolite systems derived from the crystalline basement of the Pernambuco State. Anomalies in the weathering measurement indexes showed that the gradual increase in the degree of weathering from the surface horizons towards the subsurface horizons is not the rule for the vertical development of regolito. In addition, the geochemistry and the morphology of the studied profiles indicate that some soil-saprolite systems evolved in an interconnected way and others provide evidence that the formation of saprolite may have occurred after the formation of the overlying soil. During the regolith evolution, soil and saprolite influence key environmental processes. The fourth chapter describes the agricultural and environmental implications of the processes acting in the thirteen profiles described in the third chapter. The results suggest that existing processes in geochemical soil-saprolite systems, such as the mineral carbonation, have influenced the elements flow through the surrounding ecosystem and demonstrate that saprolites have agricultural and environmental importance analogous to soil, influencing processes such as water fluxes, retention and transport of nutrients and/or of contaminants or pollutants.

A carbonatação, fenômeno físico-químico de reação entre o dióxido de carbono da atmosfera e os produtos da hidratação do cimento, reduz a alcalinidade do concreto, destruindo a película passivadora que envolve o aço, podendo dar condições para a iniciação da corrosão das armaduras. Devido ao tempo requerido para que a reação ocorra em condições naturais, são utilizados ensaios acelerados. No entanto, não há padronização para estes ensaios e existe a dificuldade de se transpor os resultados dessas pesquisas para as condições reais. Este trabalho tem por objetivo estimar a carbonatação natural a partir de ensaios acelerados e de modelos de predição, avaliando possíveis distorções que possam ser causadas pelo processo de aceleração, como pela intervenção dos parâmetros que constituem os modelos, através da comparação com os resultados experimentais. Foram realizados ensaios de carbonatação natural e acelerada, calculados os coeficientes de aceleração a partir dos dados experimentais, e utilizados dois modelos de predição, sendo um complexo e outro simplificado. Para a parte experimental foram empregadas argamassas preparadas com dois tipos de cimento (CP I-S e tipo CP IV) e três relações água/cimento (0,40, 0,55 e 0,70). Para as amostras dos ensaios acelerados de carbonatação foram utilizados dois tempos de cura (7 e 28 dias), dois tipos de precondicionamento (em sala climatizada e conforme recomendações da RILEM) e, dois percentuais de dióxido de carbono (6% e 100% de CO2). Para os ensaios naturais foram adotados três tempos de cura (7, 14 e 28 dias) e três ambientes de exposição ao CO2 atmosférico, sendo um deles um ambiente climatizado (20°C e UR=70%), protegido das intempéries e outros dois externos, não abrigados das chuvas. Os resultados obtidos indicam que o comportamento das amostras precondicionadas em sala climatizada e carbonatadas com 6% de CO2 são as que mais se assemelham às condições naturais de ensaio. O modelo complexo de carbonatação pode substituir os ensaios de carbonatação, mas exige muitos parâmetros de entrada, difíceis de serem medidos e, portanto, difícil de ser utilizado. O modelo simplificado representou bem os resultados acelerados e naturais e foi adaptado para o caso de cimentos pozolânicos. / Carbonation, a physicochemical phenomenon with a reaction between atmospheric carbon dioxide and cement hydration products, reduces alkalinity in concrete, and can destroy the passivating film that envelops steel, creating the conditions to begin framework corrosion. Accelerated tests are used due to the time needed for the reaction to occur under natural conditions. However these tests are not standardized and it is difficult to transpose the results of these research studies to real-life conditions. The purpose of this work is to estimate natural carbonation based on accelerated tests and prediction models, verifying whether the tendencies of the natural test are maintained in the accelerated tests and how the parameters that constitute the models intervene in the response, as compared to the experimental results. Natural and accelerated carbonation tests were performed, the acceleration coefficients calculated based on experimental data, and two prediction models were used, one of them complex and the other simplified. For the experimental part, cement mortars prepared with two types of cement (CP I-S and type CP IV) were used, and three water/cement ratios (0.40, 0.55 and 0.70). For the samples of the accelerated carbonation tests, two curing times were used (7 and 28 days), two types of pre-conditioning (in an air conditioned room and according to recommendations from RILEM), and two percentages of carbon dioxide (6% and 100% of CO2). Three curing times (7, 14 and 28 days) were adopted for the natural tests, and three environments of exposure to atmospheric CO2, one of them an air conditioned environment (20°C and UR=70%), protected from the weather, and two other external ones not sheltered from the rain. The results obtained indicate that the behavior of the pre-conditioned samples in an air conditioned room, and carbonated with 6% of CO2 is most similar to the natural testing conditions. The complex carbonation model tested at work can replace the carbonation tests, but requires many input parameters that are difficult to measure, and therefore complicated to use. The simplified carbonation model used provided a good representation of the carbonation results observed in the experimental tests and was adapted to the case of pozzolanic cements.

Concrete is a material obtained by mixing raw materials such as cement, aggregates and water, and its per capita utilization is only behind water. Due to its large volume of use, it presents itself as a growing generator of waste and waste in civil construction. From the need to minimize these impacts on the environment with the possibility of reuse of concrete residues, transforming them into recycled concrete aggregates (ARGC). These materials are presented with high water absorption capacity and low specific mass. An alternative to improve this feature is the use of accelerated carbonation, which acts through the pores of the mortar adhered to the natural aggregate, producing carbonate elements that reduce the water absorption capacity and increase the specific mass. The objective of this research is to analyze the properties of the carbonated ARGC for concrete application. For this, a chamber was used in which the ARGC were submitted to concentrations of carbon dioxide. From the verification of the impact of carbonation on the samples, analyzed in mineralogical, thermal, microscopic and physical characterization tests, using as determinant impact value of the process, the capacity of absorption and specific mass, it was developed the reproduction of the carbonation parameters In scale for concrete production. They were produced: a reference concrete, with aggregates without carbonation, and their properties were compared with the samples of concrete with carbonated CGA, and analyzed its properties in fresh and hardened state. The ARGC presented, in its non-carbonated form, high absorption and low density, when compared to the natural aggregate, in contrast carbonation modified this picture with the formation of expansive products based on carbonates, which decreased the water absorption capacity and increased The density of carbonated ARGC when compared to untreated ARGC. Carbonation through the chamber proved to be an efficient method in this process, reflecting the behavior of the ARGC, which showed a decrease of 16.5% in the absorption capacity, a 1.53% increase in the specific mass and the formation of carbonates between the pores Of the ARGC. The concretes presented fluid abatement, mechanical strength of 25 MPa at 28 days and a mean carbonation depth of 12 mm. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O concreto é um material obtido pela mistura de matérias-primas como cimento, agregados e água, e sua utilização per capita fica atrás somente da água. Devido ao seu grande volume de utilização, apresenta-se como crescente gerador de resíduos e de desperdícios dentro da construção civil. A partir da necessidade de se minimizar estes impactos sobre o meio ambiente com a possibilidade de reutilização dos resíduos de concreto, transformando-os em agregados reciclados graúdos de concreto (ARGC). Estes materiais apresentam-se com alta capacidade de absorção de água e baixa massa específica. Uma alternativa para melhorar esta característica é a utilização da carbonatação acelerada, que age através dos poros da argamassa aderida ao agregado natural, produzindo elementos carbonáticos que reduzem a capacidade de absorção de água e aumentam a massa específica. O objetivo desta pesquisa é analisar as propriedades dos ARGC carbonatados para aplicação em concretos. Para isto foi utilizada uma câmara na qual os ARGC foram submetidos a concentrações de dióxido de carbono. A partir da verificação do impacto da carbonatação nas amostras, analisado em ensaios de caracterização mineralógica, térmicas, microscópicas e físicas, usando como valor de impacto determinante do processo, a capacidade de absorção e massa específica, desenvolveu-se a reprodução dos parâmetros da carbonatação em escala para produção de concretos. Foram produzidos: um concreto de referência, com agregados sem carbonatação, e suas propriedades foram comparadas com as amostras de concreto com ARGC carbonatado, e analisadas suas propriedades no estado fresco e endurecido. O ARGC apresentou, em sua forma não carbonatada, alta absorção e baixa densidade, quando comparados ao agregado natural, em contraponto a carbonatação modificou este quadro com a formação de produtos expansivos a base de carbonatos, que diminuíram a capacidade de absorção de água e aumentaram a densidade do ARGC carbonatado quando comparado ao ARGC sem tratamento. A carbonatação através da câmara mostrou-se um método eficiente neste processo, refletindo no comportamento do ARGC, que apresentou diminuição de 16,5% na capacidade de absorção, 1,53% de aumento na massa específica e a formação de carbonatos entre os poros do ARGC. Os concretos apresentaram abatimento fluido, resistência mecânica de 25 MPa aos 28 dias e uma profundidade de carbonatação média de 12 mm.

Submitted by KELY REGINA MAXIMO VIEIRA null (kely_eng@hotmail.com) on 2016-04-05T18:09:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de mestrado Kely UNESP_FEG.pdf: 6192545 bytes, checksum: 59d853e87efba339ac6bea6aeab6f11d (MD5) / Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-04-07T20:05:13Z (GMT) / Submitted by KELY REGINA MAXIMO VIEIRA null (kely_eng@hotmail.com) on 2016-04-07T20:34:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Kely UNESP FEG.pdf: 6196946 bytes, checksum: bf09868facff4fd8869dde5f2fcde047 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-04-08T16:21:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vieira_krm_me_guara.pdf: 6196946 bytes, checksum: bf09868facff4fd8869dde5f2fcde047 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-08T16:21:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vieira_krm_me_guara.pdf: 6196946 bytes, checksum: bf09868facff4fd8869dde5f2fcde047 (MD5) Previous issue date: 2016-03-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta dissertação, investiga-se a reação de dissolução ácida de rochas silicatos brasileiras visando a aplicação em um processo de captura e sequestro de carbono denominado por Carbonatação Mineral. Na carbonatação mineral pela rota indireta utiliza-se ácidos, bases ou sais de amônia para a extração do magnésio, principalmente, presente na rocha silicato a fim de a formar carbonatos estáveis. Destaca-se que a etapa de dissolução ácida é uma fase limitante para o processo de carbonatação mineral, principalmente por apresentar baixa taxa de reação. O objetivo deste trabalho é utilizar o ácido clorídrico (HCl) e dois serpentinitos oriundos do estado de Goiás e Minas Gerais para avaliar o processo de dissolução ácida. Os serpentinitos foram preparados, selecionados e caracterizados para determinar a composição elementar. Aplicou-se o planejamento experimental e arranjo L9 de Taguchi na avaliação dos fatores que influenciam o processo de dissolução, tais como, temperatura do processo, concentração do HCl, tamanho médio das partículas da matéria prima e excesso de ácido. Os 9 ensaios previstos na matriz de planejamento para cada serpentinito foram executados de forma aleatória e em duplicata. Os produtos finais, resíduo sólido retido no papel filtro e solução contendo os elementos de interesse, foram analisados obtendo-se a composição elementar das soluções. Considerando-se os testes previstos na matriz de planejamento, a condição de melhor ajuste para extração de Mg foi utilizando-se a granulometria média de 69 µm, temperatura de 70°C, HCl 2 M com quatro vezes a quantidade estequiométrica. Nas soluções foram obtidas as concentrações de 29 % e 76 % de Mg para as amostras de serpentinito de Minas Gerais e de Goiás, respectivamente. Foram também avaliadas as melhores condições para extração de Fe e Ca e menor extração de Si, uma vez que o Si diminui a conversão no processo. Na análise estatística verificou-se que para a amostra de Minas Gerais todos os fatores apresentaram significância. No caso da a amostra de Goiás a temperatura no nível alto (70°C) apresentou maior significância. / In this dissertation, acid dissolution reaction of Brazilian silicate rocks was investigated aiming the implementation in a Carbon Capture and Storage process named Mineral Carbonation. In the mineral carbonation by indirect route, acids, bases or salts of ammonia are used for magnesium extraction, mainly, present in the silicate rock in order to form stable carbonates. It is noteworthy that the acid dissolution step is a limiting step in the process of mineral carbonation, mainly because of its low reaction rate. The objective of this study was to use hydrochloric acid (HCl) and two serpentinites from Goiás and Minas Gerais states to evaluate the acid dissolution process. The serpentinites were prepared, selected, and characterized to determine the elemental composition. The L9 experimental design and Taguchi arrangement were applied to evaluate the factors that influence in the dissolution process, such as process temperature, HCl concentration, average particle size of material and acid excess. The nine tests prescribed in planning matrix for each serpentinite were performed at random and in duplicate. The end products, solid residue retained on the filter paper and the solution containing the elements of interest were analyzed obtaining the elemental composition of the solutions. Considering the prevised tests on planning matrix, the best adjust condition for Mg extraction was using the average particle size of 69 µm temperature of 70°C, 2 M HCl with four times the stoichiometric amount. In the solutions, the concentrations obtained were 29 % and 76 % Mg for samples of serpentinite from Minas Gerais and Goiás, respectively. The best conditions for the extraction of Fe and Ca and lower extraction of Si were evaluated, since Si decreases the conversion in the process. In the statistical analysis was found that in Minas Gerais sample all factors were significant. In the case of Goiás sample, the temperature at the high level (70°C) showed greater significance.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-05Bitstream added on 2014-06-13T19:33:32Z : No. of bitstreams: 1 sauerbronn_wm_me_rcla.pdf: 7206084 bytes, checksum: a5da4b70f950a8c305478ed492fa97bd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A redução das emissões de gases de efeito estufa representa um grande desafio tecnológico aos modelos industriais vigentes. Neste sentido, os mecanismos de desenvolvimento limpo (MDL’s) e o seqüestro de CO2 fundamentam os planos de crescimento sustentável. Atualmente, inovadoras pesquisas consideram também o seqüestro de CO2 por meio da carbonatação mineral, onde minerais silicáticos ricos em magnésio, cálcio, ferro e manganês são convertidos em carbonatos, por meio de reações com o CO2 em estado supercrítico ou em solução. Nas proximidades do distrito industrial de Paulínia (SP), ocorrem rochas metabásicas e metaultramáficas relacionadas aos Complexos Amparo e Itapira, que representam terrenos metamórficos de grau médio a alto. Nessa área as metabásicas são representadas por anfibolitos, actinolita-xistos e hornblenditos, e são encontradas sob a forma de lentes ou camadas estiradas intercaladas a rochas quartzo-feldspáticas. As metaultramáficas ocorrem em corpos pequenos e descontínuos, muitas vezes de estrutura maciça e composição mineralógica rica em olivina, piroxênio e anfibólio. O potencial destas rochas, em duas áreas selecionadas, foi avaliado para uso em processos de carbonatação mineral, com base em análises petrográficas e litogeoquímicas, fornecendo valores da ordem 73 x 106 toneladas de CO2 seqüestrável. / Greenhouse effect gas emission reduction has been a great technological challenge to the industrial models standings. Furthermore, the clean development mechanism (CDM) and CO2 sequestration are fundamental on sustainable development in order to reach safer levels of CO2. Nowadays, innovate researchers have also considered the CO2 sequestration by mineral carbonatation, where silicates rich in Mg, Ca and Fe are transformed into carbonates. Nearby to the industrial district of Paulinia (São Paulo), high grade metabasic and ultramaphics rocks of Amparo-Itapira Complex occur. The metamorphic rocks consisting of amphibolites, actinolite-schist and hornblend-rich amphibolite are found intercalated with quartz-feldspatic rocks as lenticular layers. The ultramafic rocks present as discontinuous massive bodies are rich in olivine, pyroxene and amphibole. Carbon sequestrating potential of two selected areas, based on petrographic and litogeochemical analyses are estimated to be capable of capturing approximately 73 x 106 tons of CO2.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissNAG.pdf: 4948720 bytes, checksum: d1ea48b1f35ee30462dcc9cb4d0ce14d (MD5) Previous issue date: 2006-02-22 / This present paper evaluates the depth of carbonation of concrete test samplers taken from existing buildings where it was possible to recover the registers of concreting such as: date of execution, concrete mixture proportions, compression resistance and design specifications allowing the establishment of the cover thickness foreseen during the design phase with the thickness of carbonation according to the exposure time. These buildings that are in Ribeirão Preto City, in the State of São Paulo had their structures designed and started in the ninety s decade under the rules and recommendations of NBR 6118:1980, specially about the protection of the steel reinforcement by the thickness of the concrete cover, and their construction stopped until the concrete test samplers were extracted for this research. The results allow of the affirmation that the depth of carbonation had already reached significant levels indicating the need of protection or structural recovery of the elements researched. Parallel there was a simulation to get to know the results in these structures using the rules of NBR 6118:2003 to cover the steel reinforcement. The conclusion was, in most cases, the steel reinforcement still had a significant protection if the parameters used were according to the recommendations of this norm, and then, light interventions were needed to restart the construction. / Na presente pesquisa avaliou-se a profundidade de carbonatação em corpos de prova extraídos de edifícios, nos quais foi possível resgatar os registros de concretagem, como data de execução, traço do concreto, controle da resistência à compressão e especificações de projeto, permitindo estabelecer relações das espessuras de cobrimento previstas em projeto com a espessura carbonatada, em função do tempo de exposição. Estes edifícios estão localizados na cidade de Ribeirão Preto no Estado de São Paulo, cujas estruturas foram projetadas e iniciadas na década de noventa, sob os preceitos e recomendações da NBR 6118:1980, principalmente no que diz respeito à proteção às armaduras através da especificação da espessura camada do concreto de cobrimento, e tiveram suas obras paralisadas até o momento da extração de corpos de prova para a presente pesquisa. Os resultados obtidos permitem afirmar que a profundidade de carbonatação já atingiu níveis significativos que indicam a necessidade de proteção ou recuperação estrutural dos elementos estudados. Paralelamente, simulou-se quais seriam os reflexos nestas estruturas, adotando-se os parâmetros para cobrimento das armaduras prescritos na NBR 6118:2003, a partir da qual pôde se concluir que, na maioria dos casos, as armaduras ainda possuiriam significativa proteção se os parâmetros adotados estivessem compatíveis com as recomendações dessa norma, necessitando-se apenas de intervenções brandas para a retomada da construção.

O fenômeno da carbonatação, como agente desencadeador do processo de corrosão de armaduras, assume especial importância quando as estruturas de concreto armado estão expostas a ambientes urbanos e à atmosfera poluída de gases como o CO2. O controle da profundidade de carbonatação do concreto exige o uso de ferramentas (modelos matemáticos) que representem o comportamento das variáveis que interagem no processo da carbonatação do concreto de forma clara e objetiva no sentido de auxiliar a compreensão do fenômeno. Nessa perspectiva, desenvolveram-se modelos computacionais que conjugam problemas complexos de modo simples. Entre esses modelos, citam-se as redes neurais artificiais, que têm inspiração no cérebro humano e que possuem a habilidade de aprender e generalizar possibilitando a resolução de problemas complexos. Neste trabalho é estudada a aplicação de redes neurais artificiais do tipo Perceptron multicamadas, com base no algoritmo de aprendizado supervisionado backpropagation, com o objetivo de obter um mapeamento entre as variáveis de entrada do problema relação água/cimento, distância do corpo de prova do mar e idade do corpo de prova e a variável de saída de interesse profundidade de carbonatação do concreto. Os resultados obtidos validam que os modelos de redes neurais artificiais se constituem numa importante ferramenta de avaliação da profundidade de carbonatação do concreto armado / The phenomenon of carbonation as the triggering agent in the process of reinforcement corrosion is particularly important when concrete structures are exposed to urban environments and the atmosphere contamination with gases such as CO2. The concrete carbonation depth control requires the use of tools (mathematical models) that represent the behavior of the variables that interact in the process of concrete carbonation in a clear and objective way to help understand the phenomenon. In this perspective, computer models have been developed to combine complex problems in a simple way. Among those models are the artificial neural networks, which have been inspired on human nervous system and have the ability to learn and generalize, making it possible to solve complex problems. This work studied the application of artificial neural networks like multilayer perceptron, based on backpropagation, supervised learning algorithm in order to obtain a mapping between the input variables of the problem ─ the water/cement (w/c) ratio, body of proof distance from the sea and age of the body of proof ─ and the output variable of interest ─ the depth of concrete carbonation. The results validate that the use of artificial neural networks is an important tool to evaluate concrete carbonation

A carbonatação, fenômeno físico-químico de reação entre o dióxido de carbono da atmosfera e os produtos da hidratação do cimento, reduz a alcalinidade do concreto, destruindo a película passivadora que envolve o aço, podendo dar condições para a iniciação da corrosão das armaduras. Devido ao tempo requerido para que a reação ocorra em condições naturais, são utilizados ensaios acelerados. No entanto, não há padronização para estes ensaios e existe a dificuldade de se transpor os resultados dessas pesquisas para as condições reais. Este trabalho tem por objetivo estimar a carbonatação natural a partir de ensaios acelerados e de modelos de predição, avaliando possíveis distorções que possam ser causadas pelo processo de aceleração, como pela intervenção dos parâmetros que constituem os modelos, através da comparação com os resultados experimentais. Foram realizados ensaios de carbonatação natural e acelerada, calculados os coeficientes de aceleração a partir dos dados experimentais, e utilizados dois modelos de predição, sendo um complexo e outro simplificado. Para a parte experimental foram empregadas argamassas preparadas com dois tipos de cimento (CP I-S e tipo CP IV) e três relações água/cimento (0,40, 0,55 e 0,70). Para as amostras dos ensaios acelerados de carbonatação foram utilizados dois tempos de cura (7 e 28 dias), dois tipos de precondicionamento (em sala climatizada e conforme recomendações da RILEM) e, dois percentuais de dióxido de carbono (6% e 100% de CO2). Para os ensaios naturais foram adotados três tempos de cura (7, 14 e 28 dias) e três ambientes de exposição ao CO2 atmosférico, sendo um deles um ambiente climatizado (20°C e UR=70%), protegido das intempéries e outros dois externos, não abrigados das chuvas. Os resultados obtidos indicam que o comportamento das amostras precondicionadas em sala climatizada e carbonatadas com 6% de CO2 são as que mais se assemelham às condições naturais de ensaio. O modelo complexo de carbonatação pode substituir os ensaios de carbonatação, mas exige muitos parâmetros de entrada, difíceis de serem medidos e, portanto, difícil de ser utilizado. O modelo simplificado representou bem os resultados acelerados e naturais e foi adaptado para o caso de cimentos pozolânicos. / Carbonation, a physicochemical phenomenon with a reaction between atmospheric carbon dioxide and cement hydration products, reduces alkalinity in concrete, and can destroy the passivating film that envelops steel, creating the conditions to begin framework corrosion. Accelerated tests are used due to the time needed for the reaction to occur under natural conditions. However these tests are not standardized and it is difficult to transpose the results of these research studies to real-life conditions. The purpose of this work is to estimate natural carbonation based on accelerated tests and prediction models, verifying whether the tendencies of the natural test are maintained in the accelerated tests and how the parameters that constitute the models intervene in the response, as compared to the experimental results. Natural and accelerated carbonation tests were performed, the acceleration coefficients calculated based on experimental data, and two prediction models were used, one of them complex and the other simplified. For the experimental part, cement mortars prepared with two types of cement (CP I-S and type CP IV) were used, and three water/cement ratios (0.40, 0.55 and 0.70). For the samples of the accelerated carbonation tests, two curing times were used (7 and 28 days), two types of pre-conditioning (in an air conditioned room and according to recommendations from RILEM), and two percentages of carbon dioxide (6% and 100% of CO2). Three curing times (7, 14 and 28 days) were adopted for the natural tests, and three environments of exposure to atmospheric CO2, one of them an air conditioned environment (20°C and UR=70%), protected from the weather, and two other external ones not sheltered from the rain. The results obtained indicate that the behavior of the pre-conditioned samples in an air conditioned room, and carbonated with 6% of CO2 is most similar to the natural testing conditions. The complex carbonation model tested at work can replace the carbonation tests, but requires many input parameters that are difficult to measure, and therefore complicated to use. The simplified carbonation model used provided a good representation of the carbonation results observed in the experimental tests and was adapted to the case of pozzolanic cements.

This research is part of a project that aimed to evaluate the technical viability of the use of unground (in natura) residual Rice Husk Ash (RHA), without grinding, for structural concrete. The present work investigated the evaluation of the depth and the determination of the carbonation coefficients for concrete with the addition of 15% and 25% residual RHA in replacement of cement CP II F-32 (values in mass) ground in mill of balls and unground, and compared with the reference concrete with three water/cimenticious materials ratios: 0.45, 0.55 and 0.65. This work aimed more specifically to analyze the influence of the type and the level of residual RHA incorporated to the concrete on the carbonation process. Accelerated carbonation, mercury intrusion porosimetry and remaining calcium hydroxide level were investigated. For comparison, axial compression strength tests were carried out. The accelerated carbonation tests were performed after a period of 3, 6, 9 and 12 weeks of exhibition to CO2 in climatic chamber. Porosimetry, remaining calcium hydroxide, and axial compression strength tests were performed on 91 days. The results showed that the carbonation coefficients of the ground residual RHA sample were lower than the values presented by the unground (in natura) residual RHA, in both replacement levels and in all water/cimenticious materials ratios. The lowest carbonation coefficient values were related to the reference concrete. Concerning mercury intrusion porosimetry, the incorporation of RHA caused a refinement of the concrete pores when compared to the reference in the three water/cimenticious materials ratios used. On the other hand, the effect of the lowest alkaline reservation of the concretes containing the incorporation of residual RHA prevailed on the effect of the permeability reduction of the concretes caused by the addition of RHA. Therefore, the use of residual RHA to the structural concrete in levels of 15% of incorporation to ground and in natura samples in the water/cimenticious materials ratios 0.45, 0.55 and 0.65; in levels of 25% of replacement for the in natura sample of water/cimenticious material ratios 0.45, as well as the ground sample with water/materials cimenticious ratios 0.45 and 0.55, is an option when carbonation is the main variable of concrete durability. / A pesquisa realizada faz parte de um projeto que tem por objetivo a avaliação da viabilidade técnica do emprego de CCA residual IN NATURA , sem moagem, em concretos para fins estruturais. A presente investigação trata da avaliação da profundidade e a determinação dos coeficientes de carbonatação para concretos com a adição de CCA residual com teores de 15% e 25% em substituição ao cimento CP II F-32 (valores em massa) moída em moinho de bolas e in natura , sendo esta sem moagem e comparados com o concreto de referência, com três relações a/ag 0,45, 0,55 e 0,65. Objetiva, mais especificamente, analisar a influência do tipo e do teor de CCA residual incorporado ao concreto, sobre o processo de carbonatação. Foram realizados ensaios de carbonatação acelerada, porosimetria por intrusão de mercúrio e teor de hidróxido de cálcio remanescente. Para efeito de comparação, também foram realizados ensaios de resistência à compressão axial. Os ensaios de carbonatação acelerada foram realizados após um período de 3, 6, 9 e 12 semanas de exposição ao CO2 em câmara climática. Os ensaios de porosimetria, hidróxido de cálcio remanescente e resistência à compressão foram realizados aos 91 dias. Os resultados indicam que os coeficientes de carbonatação da amostra com a adição de CCA residual moída foram inferiores aos valores apresentados pela amostra de CCA residual IN NATURA , em ambos os teores de substituição e em todas as relações a/ag. Os menores valores de coeficiente de carbonatação apresentados reportam-se ao concreto de referência. Analisando-se os resultados de porosimetria por intrusão de mercúrio, percebese que a incorporação de CCA acarreta um refinamento dos poros do concreto quando comparado ao referência, nas três relações a/ag empregadas. Por outro lado, nesta pesquisa, prepondera o efeito da menor reserva alcalina dos concretos contendo a incorporação de CCA residual sobre o efeito de redução da permeabilidade dos concretos ocasionada pela adição de CCA. Além disso, vislumbra-se a possibilidade do emprego de CCA residual ao concreto estrutural nos teores de 15% de incorporação de CCA residual tanto a amostra moída quanto in natura nas relações a/ag 0,45, 0,55 e 0,65 e para o teor de 25% de substituição para a amostra in natura de relação a/ag de 0,45 bem como a amostra moída com relação a/ag de 0,45 e 0,55, quando a principal variável de durabilidade do concreto é a carbonatação.