Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao sandra k de melo - parte 1.pdf: 1174678 bytes, checksum: 23084cd61c88de8cd244682ffbc84c82 (MD5) Previous issue date: 2010-07-05 / Delayed ettringite formation (DEF) is a special type of an internal sulfate attack with SO4 2- ions from cement. This process is distinguished by neoformation of ettringite in concrete thermally cured at high temperature levels and exposed to high moisture in service life. This phenomenon can promote expansion and cracking, leading to rupture and spalling, achieving severe deterioration. This research had an experimental approach with the purpose to investigate DEF in concretes with pozzolanic Portland cement containing fly ash. These concretes were undergone to temperature rise by heat of hydration. It was produced two types of pumped concrete with cement content of 350 kg/m3 and 450 kg/m3 containing basaltic aggregate. Two big specimens were cast containing 200 liters of concrete and were immediately submitted to adiabatic temperature rise tests. After that, several specimens were drilled from them in order to evaluate compressive strength and elasticity modulus, as well as microstructural investigations by scanning electron microscopy (SEM) and X Ray diffraction (XRD) along 270 days. In addition, it was cast several cylindrical and prismatic samples with concrete containing 350 kg/m3of cement. Some of them were stored at the same condition of those during the thermal cure and others were conditioned in a moist room as reference, for properties and microstructural investigation. Prismatic ones were submitted to mass variation study, ultrasonic wave tests and also expansion tests. In order to complement this experimental program, a specific study on cement pastes was performed. This involved casting three series of cylindrical samples submitted to different cure cycles followed by evaluation of mass variation, ultrasonic velocity and also microstructure investigation by SEM and XRD. Main results proved that rising internal temperature of concrete by hydration heat above 60ºC promote delayed ettringite formation by microstructural analyses, although this formation had not caused negative consequences on mechanic properties of concretes up to age of 270 days evaluated. The study on the cement pastes confirmed that high temperatures affects the microstructure of cement matrix and also the formed products, collaborating to the formation of hydrated alumina phases besides ettringite. The presence of suggestive thaumasite at advanced ages seems to indicate that this calcium silicate sulfo-carbonate hydrate can accompany DEF process. / A formação da etringita tardia - Delayed Ettringite Formation (DEF) é um tipo especial de ataque por sulfato interno, em que os íons SO4 2- são provenientes do cimento. O processo se distingue pela neoformação da etringita em concretos curados termicamente às elevadas temperaturas e expostos às altas umidades na etapa de serviço. Tal fenômeno pode promover expansão e consequente fissuração, culminando na ruptura e lascamento do material, levando-o à severa deterioração. Este trabalho, de caráter experimental, objetivou investigar a formação da etringita tardia em concretos de cimento Porltand pozolânico, contendo cinza volante, submetido à elevação da temperatura devido ao calor de hidratação do cimento. Para isso, foram produzidos dois concretos bombeados, contendo agregados basálticos, e com consumos de cimento de 350 kg/m3 e 450 kg/m3, com os quais foram moldados dois corpos-de-prova (CPs) de 200 litros, que foram, separadamente, submetidos aos ensaios de elevação adiabática de temperatura. Após o ciclo de cura térmica nestes ensaios, deles foram extraídos corpos-de-prova para a avaliação da resistência à compressão e módulo de elasticidade, além de investigações microestruturais por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX) durante 270 dias. Adicionalmente, foram moldadas duas séries de corpos-de-prova cilíndricos e prismáticos com o primeiro concreto, sendo que uma foi armazenada na câmara adiabática juntamente com o CP de 200 L e a outra curada continuamente em câmara úmida, servindo de referência para as análises do comportamento mecânico e investigações microestruturais dos CPs cilíndricos. Os CPs prismáticos foram utilizados para a avaliação da variação de massa, velocidade ultrassônica e expansão. Para complementar a pesquisa, realizou-se, também, um estudo específico em pastas de cimento, sendo moldadas três séries de CPs cilíndricos, que foram submetidas a três diferentes ciclos de cura seguidas por uma avaliação da variação de massa e velocidade ultrassônica, além de investigações microestruturais por MEV e DRX. Os principais resultados mostraram que o aumento da temperatura interna do concreto, acima de 60ºC, por calor de hidratação do cimento, propiciou a formação da etringita tardia, constatada pela presença de etringita neoformada durante as análises microestruturais, porém sem efeito negativo sobre as propriedades mecânicas avaliadas até a idade investigada de 270 dias. O estudo de pasta comprovou que as altas temperaturas influem na porosidade da microestrutura da matriz cimentícia e sobre o tipo de produto formado, favorecendo a formação de aluminatos hidratados ao final do ciclo térmico e da etringita durante a estocagem sob alta umidade. A sugestiva presença da taumasita, em idades mais avançadas, parece indicar que este sulfocarbonato de cálcio e sílica hidratado pode acompanhar o processo de DEF.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-04-27T15:25:17Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (1).pdf: 4813708 bytes, checksum: 1d9f47d43918bba38729e74a5014833d (MD5) Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (2).pdf: 12360828 bytes, checksum: 0c969028600897645eaa255c2ea06346 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-04-27T15:28:35Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (1).pdf: 4813708 bytes, checksum: 1d9f47d43918bba38729e74a5014833d (MD5) Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (2).pdf: 12360828 bytes, checksum: 0c969028600897645eaa255c2ea06346 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T15:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (1).pdf: 4813708 bytes, checksum: 1d9f47d43918bba38729e74a5014833d (MD5) Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (2).pdf: 12360828 bytes, checksum: 0c969028600897645eaa255c2ea06346 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2010-07-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Delayed ettringite formation (DEF) is a special type of an internal sulfate attack with SO42- ions from cement. This process is distinguished by neoformation of ettringite in concrete thermally cured at high temperature levels and exposed to high moisture in service life. This phenomenon can promote expansion and cracking, leading to rupture and spalling, achieving severe deterioration. This research had an experimental approach with the purpose to investigate DEF in concretes with pozzolanic Portland cement containing fly ash. These concretes were undergone to temperature rise by heat of hydration. It was produced two types of pumped concrete with cement content of 350 kg/m3 and 450 kg/m3 containing basaltic aggregate. Two big specimens were cast containing 200 liters of concrete and were immediately submitted to adiabatic temperature rise tests. After that, several specimens were drilled from them in order to evaluate compressive strength and elasticity modulus, as well as microstructural investigations by scanning electron microscopy (SEM) and X Ray diffraction (XRD) along 270 days. In addition, it was cast several cylindrical and prismatic samples with concrete containing 350 kg/m3of cement. Some of them were stored at the same condition of those during the thermal cure and others were conditioned in a moist room as reference, for properties and microstructural investigation. Prismatic ones were submitted to mass variation study, ultrasonic wave tests and also expansion tests. In order to complement this experimental program, a specific study on cement pastes was performed. This involved casting three series of cylindrical samples submitted to different cure cycles followed by evaluation of mass variation, ultrasonic velocity and also microstructure investigation by SEM and XRD. Main results proved that rising internal temperature of concrete by hydration heat above 60ºC promote delayed ettringite formation by microstructural analyses, although this formation had not caused negative consequences on mechanic properties of concretes up to age of 270 days evaluated. The study on the cement pastes confirmed that high temperatures affects the microstructure of cement matrix and also the formed products, collaborating to the formation of hydrated alumina phases besides ettringite. The presence of suggestive thaumasite at advanced ages seems to indicate that this calcium silicate sulfo-carbonate hydrate can accompany DEF process. / A formação da etringita tardia - Delayed Ettringite Formation (DEF) é um tipo especial de ataque por sulfato interno, em que os íons SO42- são provenientes do cimento. O processo se distingue pela neoformação da etringita em concretos curados termicamente às elevadas temperaturas e expostos às altas umidades na etapa de serviço. Tal fenômeno pode promover expansão e consequente fissuração, culminando na ruptura e lascamento do material, levando-o à severa deterioração. Este trabalho, de caráter experimental, objetivou investigar a formação da etringita tardia em concretos de cimento Porltand pozolânico, contendo cinza volante, submetido à elevação da temperatura devido ao calor de hidratação do cimento. Para isso, foram produzidos dois concretos bombeados, contendo agregados basálticos, e com consumos de cimento de 350 kg/m3 e 450 kg/m3, com os quais foram moldados dois corpos-de-prova (CPs) de 200 litros, que foram, separadamente, submetidos aos ensaios de elevação adiabática de temperatura. Após o ciclo de cura térmica nestes ensaios, deles foram extraídos corpos-de-prova para a avaliação da resistência à compressão e módulo de elasticidade, além de investigações microestruturais por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX) durante 270 dias. Adicionalmente, foram moldadas duas séries de corpos-de-prova cilíndricos e prismáticos com o primeiro concreto, sendo que uma foi armazenada na câmara adiabática juntamente com o CP de 200 L e a outra curada continuamente em câmara úmida, servindo de referência para as análises do comportamento mecânico e investigações microestruturais dos CPs cilíndricos. Os CPs prismáticos foram utilizados para a avaliação da variação de massa, velocidade ultrassônica e expansão. Para complementar a pesquisa, realizou-se, também, um estudo específico em pastas de cimento, sendo moldadas três séries de CPs cilíndricos, que foram submetidas a três diferentes ciclos de cura seguidas por uma avaliação da variação de massa e velocidade ultrassônica, além de investigações microestruturais por MEV e DRX. Os principais resultados mostraram que o aumento da temperatura interna do concreto, acima de 60ºC, por calor de hidratação do cimento, propiciou a formação da etringita tardia, constatada pela presença de etringita neoformada durante as análises microestruturais, porém sem efeito negativo sobre as propriedades mecânicas avaliadas até a idade investigada de 270 dias. O estudo de pasta comprovou que as altas temperaturas influem na porosidade da microestrutura da matriz cimentícia e sobre o tipo de produto formado, favorecendo a formação de aluminatos hidratados ao final do ciclo térmico e da etringita durante a estocagem sob alta umidade. A sugestiva presença da taumasita, em idades mais avançadas, parece indicar que este sulfocarbonato de cálcio e sílica hidratado pode acompanhar o processo de DEF.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-10-23T17:14:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Henrique Gomes Brito - 2013.pdf: 6257761 bytes, checksum: 3ff568c727b44a8a7e645c8475216a03 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-23T18:50:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Henrique Gomes Brito - 2013.pdf: 6257761 bytes, checksum: 3ff568c727b44a8a7e645c8475216a03 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-23T18:50:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Henrique Gomes Brito - 2013.pdf: 6257761 bytes, checksum: 3ff568c727b44a8a7e645c8475216a03 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The overall objective of this research, which was essentially experimental, is to study the influence of the isothermal period and the maximum temperature of the thermal cure cycle steam under atmospheric pressure in the development of compressive strength of concrete blocks over time. The influences of two other types of curing are also being investigated; curing by enveloping with plastic sheet and open air curing, considered the last case scenario for reference. This study specifically aimed to further our understanding on how to; a) evaluate and quantify the importance of adopting procedures for curing the average resistance (Fbm) and characteristic (fbk) strength to compression of concrete blocks, comparing the processes of thermal curing and curing by enveloping plastic sheet to open air curing; b) evaluate statistically the aging effect of blocks over its compressive strength; c) evaluate the interaction effects of the variables "type of cure" and "age analysis" of the results of compressive strength of concrete blocks; and d) identify the main changes in the microstructure of the blocks subjected to a thermal curing process, especially observing eventual delayed ettringite formation in the internal structure of the material. To examine the influence of maximum curing temperature, two levels were adopted; 65°C and 85°C. As for analyzing the influence of isothermal period, three levels were adopted; 3 hours, 4 hours and 5 hours. The age analysis was evaluated in five levels; 1, 3, 7, 28 and 91 days. The results showed that the worst condition for curing, or curing type, was the open air curing (curing time approximately equal to 24 hours), which led to a lower overall average result of compressive strength of concrete blocks, proving the importance of adopting procedures of curing to optimize the mechanical performance of concrete blocks. Furthermore, it was also determined that the best curing conditions were the curing with enveloping plastic sheet (curing time approximately equal to 24 hours) and the thermal curing with steam under atmospheric pressure isotherm of 65°C and isothermal period of 3 hours (curing time approximately equals 8.5 hours), which were considered statistically equal. It was also observed that there was no significant influence of the curing in maximum temperature in relation to the compressive strength of the blocks. In the other hand, the isothermal period was very significant; the best condition was 3 hours, while 4 hours and 5 hours were considered statistically equal. Regarding the delayed ettringite formation, it was only verified for thermal curing conditions of isothermal of 85°C and isothermal period of 4 hours and 5 hours. / O objetivo geral desta pesquisa, de caráter essencialmente experimental, é estudar a influência do período isotérmico e da temperatura máxima do ciclo de cura térmica a vapor sob pressão atmosférica no desenvolvimento da resistência à compressão de blocos de concreto ao longo do tempo. Paralelamente, foram investigadas ainda as influências de dois outros tipos de cura, a saber: cura por envelopamento com lona plástica e cura ao ar livre, considerada esta última a situação de referência. De modo específico, o estudo visou ainda: a) avaliar e quantificar a importância da adoção de procedimentos de cura nas resistências média (fbm) e característica (fbk) à compressão de blocos de concreto, comparando os processos de cura térmica e cura por envelopamento com lona plástica com a cura ao ar livre; b) avaliar estatisticamente o efeito da idade dos blocos sobre a sua resistência à compressão; c) avaliar a interação dos efeitos das variáveis “tipo de cura” e “idade de análise” sobre os resultados de resistência à compressão dos blocos de concreto; e d) identificar as principais transformações ocorridas na microestrutura dos blocos submetidos aos processos de cura térmica, em especial observando eventual formação de etringita tardia na estrutura interna do material. Para analisar a influência da temperatura máxima de cura, foram adotados dois níveis: 65°C e 85°C. Já para analisar a influência do período isotérmico, foram adotados três níveis: 3 horas, 4 horas e 5 horas. Por sua vez, a idade de análise foi avaliada em cinco níveis: 1, 3, 7, 28 e 91 dias. Os resultados mostraram que a pior condição de cura, ou seja, o tipo de cura que conduziu ao menor resultado médio global de resistência à compressão dos blocos de concreto, foi a cura ao ar livre (tempo de cura aproximadamente igual a 24 horas), comprovando a importância da adoção de procedimentos de cura para a otimização do desempenho mecânico dos blocos de concreto. Além disso, foi verificado ainda que as melhores condições de cura foram a cura por envelopamento com lona plástica (tempo de cura aproximadamente igual a 24 horas) e a cura térmica a vapor sob pressão atmosférica com isoterma de 65°C e período isotérmico de 3 horas (tempo de cura aproximadamente igual a 8,5 horas), os quais foram considerados, estatisticamente, iguais. Também foi verificado que não houve influência significativa da temperatura máxima de cura em relação à resistência à compressão dos blocos. Já o período isotérmico foi significativo, de modo que a melhor condição foi 3 horas, enquanto 4 horas e 5 horas foram considerados, estatisticamente, iguais. Quanto à formação de etringita tardia, esta só foi verificada para as condições de cura térmica com isoterma de 85°C e períodos isotérmicos de 4 horas e 5 horas.