Este trabalho apresenta uma análise teórico-experimental do comportamento de juntas de argamassa solicitadas à compressão, usando para preenchimento da junta materiais comercialmente disponíveis e almofada de apoio de argamassa flexível, com o objetivo de propor recomendações de projeto que caracterizem a deformabilidade e a resistência da junta, visando um melhor aproveitamento da capacidade resistente do sistema pré-moldado. Inicialmente foi feito um levantamento bibliográfico sobre os principais parâmetros que influenciam o comportamento da junta e, posteriormente, foram realizadas algumas simulações numéricas utilizando-se o programa ANSYS 5.5.1. Em seguida, desenvolveu-se um programa experimental cujas variáveis foram: a espessura da camada de argamassa, a resistência do elemento pré-moldado e da argamassa, o material de preenchimento da junta, a presença de armadura de reforço na região adjacente à ligação e a rugosidade na superfície do elemento. Os resultados obtidos mostraram que a espessura de 20mm seria a mais indicada, pois, além de minimizar o efeito de descontinuidade provocado pela presença da junta, melhora o controle da uniformidade da espessura e o aparecimento de vazios. Observou-se também que o uso de concreto de alta resistência no elemento pré-moldado faz com que as tensões de fendilhamento tenham maior importância. Para um maior aproveitamento da capacidade resistente do sistema, o material de preenchimento também deve ser de alta resistência. Dos diversos materiais usados para o preenchimento da junta, a argamassa do tipo “Dry Pack" foi a que ofereceu melhores condições de execução. Além de proporcionar total aproveitamento da capacidade resistente do sistema, diminuiu a deformabilidade da junta e, conseqüentemente, a fissuração / In this thesis a theoretical-experimental analysis of the compression mortar joints behavior is presented. The joints were produced with commercially available materials and flexible support cushion. The purpose of this research was to obtain design recommendations that characterize the deformability and the strength of the joints, in order to have a better use of the precast system bearing capacity. Previous studies of this problem showed the main parameters related to the joint behavior and numerical simulations were carried out using ANSYS 5.5.1. An experimental program was developed considering as variables the thickness of the mortar layer, the strength of the precast concrete element and of the mortar, the joint material, the additional reinforcement in the connection area and the roughness of the element surface. The results showed that a 20mm thickness is most suitable, because besides minimizing the discontinuity effects, it improves the control of the uniformity of the thickness as well as the air retained in the joint. It was also observed that using high strength concrete precast elements the splitting stresses becomes more important. For a larger use of the bearing capacity of the system, the joint material should also be of high strength. The use of a "Dry Pack" mortar offered better execution conditions, improving the bearing capacity of the system, with less deformability as well as cracking

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-05-08T19:21:55Z No. of bitstreams: 1 Mateus Rosa.pdf: 3353593 bytes, checksum: 4d6dedf924e0718583cacfeb4529296e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-08T19:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mateus Rosa.pdf: 3353593 bytes, checksum: 4d6dedf924e0718583cacfeb4529296e (MD5) Previous issue date: 2013-12-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / O Brasil passa por excelente momento na construção civil. Esse fato faz com que ocorra grande demanda de materiais, consequentemente grande consumo de matérias-primas e grande impacto ambiental. Para a produção de argamassas de revestimentos, normalmente, é utilizada areia natural, proveniente de depósitos aluvionares. Este tipo de matéria-prima está escasso, possui alto custo, e afeta diretamente o meio-ambiente por ser uma matéria prima não renovável. Uma possível alternativa de agregado miúdo, para uso em argamassa de revestimento, é a areia de britagem, que já é utilizada como agregado miúdo para concretos. Este estudo avalia o comportamento de argamassas produzidas com areias de britagem. O objetivo é comparar o comportamento de uma argamassa de cimento, cal e areia proveniente de britagem de rocha basáltica, com a mesma argamassa utilizando-se areia natural, sendo adicionadas às duas areias, microfinos provenientes da própria britagem da rocha basáltica. Foram adicionados cinco diferentes porcentagens de microfinos, formando dez traços de areias, sendo cinco traços com areia natural de leito de rio (areia aluvionar) e outros cinco traços com areia de britagem de rocha basáltica proveniente de britador VSI, material normalmente classificado como finos de pedreira. Os aglomerantes utilizados foram o CP II Z- 32 e cal CH-I. O traço adotado foi de 1:1:6 em volume de cimento, cal e areia.Foi possível comparar e analisar a retração das argamassas fazendo relação com a fissuração. Os resultados alcançados neste trabalho mostram que é tecnicamente viável a substituição de areia natural por areia de britagem de rocha basáltica em argamassas de revestimento, com percentual de microfinos de 10%. Entretanto, são necessários estudos complementares para melhorar a granulometria e a forma das partículas da areia de britagem, permitindo um melhor acabamento superficial do revestimento e buscando viabilizar sua utilização sem a necessidade de acrescentar microfinos à areia de britagem para atingir um teor de 10%. / Brazil is going through a great time in construction, having an increase in demand of raw materials and a huge impact in the whole environment. In production of mortar coatings, it is commonly used natural sand from alluvial deposits. This type of raw material has a high cost, and affects directly the environment because it is a non-renewable. A possible alternative to fine aggregate are crushed aggregates, which is already used as aggregate for concrete. This research evaluates the behavior of mortars produced with basalt crushed fine aggregates. The objective is to compare the behavior of a cement, lime and sand mortar using crushed aggregates made from basaltic rock, with the same mortar proportion using natural sand. In all mortars microfine coming from the crushing of basaltic rock (using a VSI crusher) were added in five different percentages, 5 with natural sand and 5with crushed fine aggregates of basaltic rock. It was used CP II Z- 32 cement and CH-I lime, producing 1:1:6 cement, lime and sand mortars. It was analyzed the shrinkage and cracking of mortars. Results show that it is possible to replace natural sand by crushing basalt aggregates in a mortar coating using 10% of microfine. It is highly recommended to make complementary studies to improve the size distribution and shape of the crushed sand to provide a better surface finish to the coating and seeking allow their use without need to increase the powdery material to achieve the percentage of 10% of microfine.

Submitted by Patrícia Valim Labres de Freitas (patricial) on 2016-04-05T18:36:31Z No. of bitstreams: 1 Mauricio Schafer_.pdf: 3502667 bytes, checksum: bef575d3f673b57858290149f4ca04ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T18:36:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mauricio Schafer_.pdf: 3502667 bytes, checksum: bef575d3f673b57858290149f4ca04ed (MD5) Previous issue date: 2015-10-28 / itt Performance - Instituto Tecnológico em Desempenho da Construção Civil / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / Uma solicitação extrema a que uma alvenaria pode ser submetida é a decorrente de incêndios, que se destacam pelo grande potencial de degradação. Os revestimentos de argamassa são normalmente aplicados sobre substratos e, por comporem a última camada da alvenaria, se tornam mais suscetíveis às elevadas temperaturas. O estudo das alterações macro e microestruturais das argamassas podem auxiliar na identificação dos níveis de temperatura a que a estrutura foi submetida ao longo de um incêndio, permitindo um melhor diagnóstico sobre o sinistro e uma melhor estimativa sobre o nível de danos da estrutura de concreto e demais componentes da edificação. Partindo deste contexto, esta pesquisa tem como objetivo a análise da influência de elevadas temperaturas em um revestimento de argamassa. O programa experimental desenvolvido possui duas etapas: a primeira utilizando-se argamassas de revestimento aplicadas sobre blocos cerâmicos submetidos, em uma mufla, a temperaturas de 100, 300, 500, 700, e 900ºC, e caracterizados com relação a sua macroestrutura (resistência de aderência, absorção de água e velocidade de propagação da onda) e microestrutura (microscopia eletrônica de varredura e porosimetria por intrusão de mercúrio). A segunda etapa consiste no ensaio de paredes de alvenaria, construídas com o mesmo bloco cerâmico e a mesma argamassa da etapa anterior, em um forno que simula a ação de incêndio, especificado pela NBR 10636 (ABNT, 1989). Nas temperaturas até 300ºC houve uma melhoria nas propriedades das argamassas, já a partir da temperatura de 500ºC ocorreu uma degradação das argamassas e do revestimento, com queda de revestimento a partir da temperatura de 700ºC. Embora os procedimentos utilizados para o aumento da temperatura em mufla e em forno tenham ciclos de aquecimento distintos, não foram constatadas diferenças expressivas entre os resultados de ensaios em revestimentos submetidos a aquecimento em mufla e os submetidos ao forno simulando o incêndio. / An extreme request that masonry can be submitted is the result of fires that stand out for great potential of degradation. The mortar coatings are typically applied to substrates, and compose the last layer of masonry, become more susceptible to elevated temperatures. The study of changes macro and microstructure of the mortars can help identify temperature levels to which the structure was subjected over a fire, enabling a better diagnosis of the accident and a better estimate of the level of damage of the concrete structure and other components of the building. From this context, this research aims to analyze the influence of high temperatures in a mortar coating. The experimental program has two steps: first using a mortar coating applied over subjected ceramic blocks in a muffle furnace at temperatures of 100, 300, 500, 700, and 900°C, and characterized with regard to its macrostructure (adhesion resistance, water absorption and speed wave propagation) and microstructure (scanning electron microscopy and mercury intrusion porosimetry). The second step consists in testing masonry walls built with the same ceramic block and the same mortar in an oven to simulate the action of fire, specified by NBR 10636 (ABNT, 1989). In temperatures to 300°C there was an improvement in the properties of mortars, already from 500°C temperature occurred the deterioration of the mortar and coating, coated drop from the temperature of 700°C. Although the procedures used for increasing the temperature in a muffle furnace and oven have separate heating cycles, no significant differences observed between the test results on coatings.

O cenário atual da construção civil tem se caracterizado pelo uso crescente de novos produtos, materiais e tecnologias construtivas. Simultaneamente, a adoção de novas técnicas em detrimento a pouca abordagem científica e às falhas de projeto, execução e planejamento de obra têm colaborado para a ocorrência de manifestações patológicas. O desempenho do edifício resulta da contribuição individual de cada um dos materiais e elementos que o constituem, mas também depende do efeito gerado quando todo o conjunto é solicitado. Caso haja incompatibilidade entre as condições de deformação da estrutura de concreto, a capacidade de acomodar deformações da alvenaria e das camadas de argamassa pode desencadear-se desde pequenas fissuras no revestimento, rupturas na alvenaria até mesmo o colapso total da parede, gerando além de elevados custos e descrédito para as construtoras, principalmente, desconforto ao usuário. Atualmente existem diversas técnicas construtivas de reforço/reabilitação, de forma a distribuir tensões, compatibilizar deformações e garantir o desempenho à tração do revestimento de argamassa. Entre estas técnicas ressalta-se o uso de telas metálicas, que no Brasil é amparado por uma normalização ainda incipiente. Embora este uso seja recomendado, não há consenso quanto aos métodos executivos e parâmetros técnicos da tela metálica mais indicados para cada aplicação. Nesse contexto, o trabalho em questão, julgou importante contribuir para a avaliação do desempenho de revestimentos de argamassa com reforço de tela metálica e apresenta três propostas. Uma delas foi o ensaio de tração por compressão diametral, o qual se mostrou viável para avaliar a eficiência do uso de tela no incremento de resistência da argamassa, no entanto, permite ponderações restritas ao parâmetro de carga de ruptura. O ensaio de tração direta proposto para caracterizar o revestimento de argamassa reforçado com tela metálica, aplicado sobre a interface alvenariaestrutura, embora tenha execução complexa e demande mais tempo, apresentou variabilidade satisfatória e mostrou-se capaz para avaliar além da carga a resistência à tração. Por fim, o ensaio de tração na flexão em 4 pontos foi considerado apto para a caracterizar argamassas reforçadas com tela, diante da fácil aplicabilidade, com tamanho menor dos CP’s e variabilidade reduzida. Então foi usado para avaliar a influência de diferentes tipologias de telas metálicas e posicionamento delas na argamassa no desempenho à tração do revestimento. / The current scenario of the construction has been characterized by the increasing use of new products, materials and construction technologies. Simultaneously, the adoption of new techniques to the detriment a little and scientific approach to design failures, execution and construction management have contributed to the occurrence of pathological manifestations. The building performance results of the individual contribution of each one of the materials and elements constitute, but also depends on the effect generated when the whole set is requested. If there is incompatibility between the deformation conditions of the concrete structure, the ability to accommodate deformations of the masonry and layers of mortar, this may unleash from small cracks in the coating, breaks in the masonry even total collapse of the wall, generating high costs and discredit to the builders, mainly discomfort to the user. Nowadays there are many construction techniques reinforcement / rehabilitation, in order to distribute tensions, compatible deformations and guarantee performance to pull the mortar coating. Among these techniques emphasizes the use of metal mesh, which in Brazil is supported by an incipient normalization. Although this use is recommended, there is no consensus on the executive methods and technical parameters of the metal mesh best suited for each application. In this context, the work in question, considered it important to contribute to the evaluation of mortar coatings performance with metal mesh reinforcement and presents three proposals. One was the indirect tensile (Brazilian) test, which proved feasible to evaluate the use efficiency screen on mortar strength increase, however, allows considerations restricted to the breaking load parameter. The tensile direct test proposed to characterize the reinforced mortar coating metal screen applied to the masonry structure interface, although it has complex execution and demands more time presented satisfactory variability and shown to be able to evaluate the load and also the resistance to traction. Finally, the tensile test in bending at 4 points was considered suitable for the characterize mortars reinforced with screen, due to the easy applicability, have smaller size specimens and reduced variability. Then it was used to evaluate the influence of different types of metal mesh and positioning them in the mortar in performance to coating traction.

Com o intuito de valorizar resíduos localmente disponíveis foi selecionada como principal matéria prima desta pesquisa, uma cinza de fundo proveniente da queima de carvão mineral para geração de energia em uma usina termoelétrica do Estado. Uma vez que este resíduo ainda não possui destinação que lhe agregue valor, o mesmo é amplamente utilizado no preenchimento de cavas de extração de carvão ou então permanece em bacias de sedimentação, criando assim um panorama suscetível a problemas ambientais além de gerar elevados custos para seu transporte. Neste âmbito surgem com grande destaque o desenvolvimento de ligantes álcali-ativados, dentre estes os geopolímeros, que por utilizarem diversos materiais provenientes de resíduos industriais na sua produção apresentam grande redução na emissão de CO2 e no consumo energético quando são comparados ao cimento Portland. Estes materiais consistem na ativação alcalina de aluminossilicatos amorfos (precursor), sendo estes na maioria das vezes resíduos ou subprodutos industriais. Sendo assim, o presente trabalho teve por objetivo otimizar traços, com base em cinza de fundo, para a produção de ligantes e argamassas geopoliméricas. O método experimental proposto se encontra dividido em diferentes fases subsequentes à seleção e caracterização das matérias primas: (1) síntese de sistemas geopoliméricos em pasta, (2) otimização dos geopolímeros em pasta e (3) produção de argamassas geopoliméricas com verificação das propriedades mecânicas e de absorção de água. A partir da análise dos resultados observou-se que o teor de Na2O = 15% com uma concentração de silicatos solúveis no ativador (expresso como a relação molar SiO2/Na2O) igual a 1 (sistema CF-15-1,0), se mostrou ideal para as misturas com cinza de fundo. A adição de silicatos solúveis propiciou um incremento de resistência aos sistemas produzidos no geral, atingindo em alguns casos o acréscimo de até 40% na resistência aos 28 dias. Quando avaliados diferentes tamanhos de partículas a partir do beneficiamento mecânico das cinzas, observou-se que um diâmetro médio de 7 μm é o mais adequado. Com relação aos sistemas binários e híbridos testados quando comparados aos seus referenciais moldados apenas com cinza de fundo, nenhuma combinação foi capaz de superar as resistências dos referenciais. Quando produzidas argamassas geopoliméricas a partir das combinações com outros resíduos (lodo de anodização do alumínio e catalizador de equilíbrio - resíduo proveniente do processo de craqueamento catalítico em leito fluidizado de frações pesadas do petróleo) e cimento Portland, houveram quedas na resistência à compressão de maneira generalizada. A argamassa utilizada como referência (CF-15-1,0) se mostrou a matriz mais densa e consequentemente atingiu o maior desempenho mecânico com menor absorção de água por capilaridade. / In order to valorise locally available residues, bottom ash (BA) from a thermo-electrical plant was selected as the main material within the project presented here. BA does not have any commercial value and normally it is used to refill old coal mines or it is disposed in extended basins increasing the environmental impact as well as the cost related to its transport. Also there exist convincing interests in the development of non-conventional binders, i.e. alkali-activated cements (geopolimers), which can be a feasible pathway to the valorization of different industrial wastes. When alkali-activated concrete is produced under optimal conditions, it can exhibits similar or even higher mechanical performance and durability when compared to traditional Portland cement concrete. These materials are based on aluminosilicate mineral (precursor) chemically activated by an alkaline solution (activator). Thus, this project is focused in the optimization dosage of bottom ash based geopolymers in pastes and the subsequent mortars production and assessment. Mechanical performance and some permeability properties of the developed geopolyemrs were assessed. The results showed that 15% of Na2O in respect to the bottom ash with 1,0 SiO2/Na2O molar ratio as activator produced more suitable geopolymeric paste. This material was used as a reference system for the development of the proposed project. Also mechanical treatement applied to the BA reduced x% the mean particle size obteining 7 μm and this improved up to ~95% the mechanical performance of the produced geopolymers. The inclusion of Portland cement as a secondary precursor did not have significant effect under the compressive strength when compared to the BA-based systems. Furthermore, the use of other sorces of aluminosilicates, such as aluminium anodizing sludge and spent fluid cracking catalyst, also did not presented any improvement in the analysed geopolimeric systems. BA-based systems activated at 15% of Na2O using an alkali activator solution with a Ms of 1.0 showed the lowest permability and higher mechanical performance.

A argamassa de revestimento é um material largamente utilizado na construção civil. Após a década de 90, as construtoras necessitaram introduzir inovação no processo construtivo, como um diferencial de mercado, a fim de aumentar a produtividade e qualidade, juntamente à redução do custo final. Em consequência disso, ao longo do tempo, houve a evolução do subsistema de revestimento, apresentando como maior mudança a substituição da aplicação manual por projeção mecânica. Acredita-se que, devido ao fato desta tecnologia propiciar a redução da interferência da mão de obra e possibilitar o fluxo contínuo durante a execução, permite atingir maior produtividade, qualidade e redução de perdas excessivas. Porém, verifica-se elevada incerteza e variabilidade na produção e aplicação da argamassa em canteiros de obras com a inexistência de controle das variáveis envolvidas ao processo, juntamente à carência de normativas e recomendações para projeção mecânica. Além disso, a falta de controle tecnológico e carência de conhecimento técnico, com elevado grau de empirismo nas etapas do processo resultam, muitas vezes, no desencadeamento de manifestações patológicas e perda de desempenho do revestimento. Sendo assim, buscando-se um melhor entendimento das variáveis existentes no sistema e a influência de sistemas distintos para projeção de argamassas, o principal objetivo desta pesquisa consiste em verificar a influência de variáveis com baixo ou inexistente controle no processo de produção da argamassa em relação às propriedades, no estado fresco e endurecido. Para que seja possível atingir esse objetivo a pesquisa foi dividida em duas etapas: a etapa 1, em campo e em laboratório, e a etapa 2, em laboratório. Na etapa 1, em campo, buscou-se o conhecimento e caracterização das edificações, bem como peculiaridades e práticas executivas adotadas em canteiros de obras. Os resultados desta etapa mostraram a variabilidade na produção e aplicação do revestimento, principalmente relacionado à quantidade de água adicionada e sentido de aplicação. Em relação à etapa 1, em laboratório, foram coletadas e transportadas as argamassas produzidas e utilizadas em canteiros de obra desta etapa, em campo. Foram realizados ensaios de caracterização, no estado fresco e endurecido, a fim de observar a influência da mistura (sistema) e do aumento da vazão. Através deste estudo, verifica-se que distintos sistemas apresentam diferença estatística significativa em algumas propriedades no estado fresco, tais como índice de consistência aos 50 minutos e retenção de água, e endurecido, através do coeficiente de capilaridade e resistência à tração na flexão, da argamassa. Além disso, pode-se afirmar que com o incremento da quantidade de água, apenas o teor de ar incorporado decresce, sendo as demais propriedades diretamente proporcionais ao aumento da vazão. Quanto à etapa 2, em laboratório, foram avaliados três fatores controláveis (vazão, sentido de aplicação e altura do substrato) em relação à resistência de aderência à tração e permeabilidade. Pode-se afirmar que a totalidade dos fatores controláveis estudados, bem como a interação entre a totalidade das variáveis (com nível de confiabilidade de 93%) influenciam na resistência de aderência à tração. Entretanto, em relação à permeabilidade, apenas o efeito isolado da vazão e a interação entre os fatores controláveis exercem influência estatisticamente significativa. / Rendering mortars are widely used in civil construction. In the 1990s, construction companies were pressed to introduce innovations in their processes to gain market advantages, increase quality and productivity and reduce costs. As a result, rendering systems underwent major improvements, the most important of which being the adoption of mechanical shotcrete systems to replace manual processes. As mechanical systems reduce operator interference and offer better flow control during application, they are believed to deliver higher productivity and quality while reducing losses. However, the reality of construction sites still shows that the process is subject to the great variability and uncertainty associated with the lack of standards and guidelines for shotcrete application. In addition, this lack of technological control and the limited technical expertise are compounded by the adoption of empirical approaches, which often result in pathological manifestations and impaired rendering performance. To provide a better understanding of existing variables and the influence of different shotcrete systems, this study investigated the influence of mortar production variables that are subject to no or limited control on the properties of fresh and hardened mortar. The study was designed as a two-phase program, in which phase 1 was carried out both in situ and in the lab and phase 2 in the lab only. In the in situ section of phase 1, information was collected on the features of constructions and on the specific characteristics and application techniques used in construction sites. The results of this stage show huge differences in shotcrete production and application practices, particularly regarding the amount of water added and the direction/orientation of application. In the lab section of phase 1, the mortars collected in the construction sites were taken to the lab for the characterization of fresh and hardened mortar in order to determine the influence of mixing processes (system) and flow rates. The study shows that different systems result in statistically significant differences in some properties of fresh mortars, such as the consistency at 50 minutes and water retention. In the hardened mortar, differences were observed in capillarity coefficients and flexural strength. In addition, it was observed that higher water amounts cause only the entrained air content to decrease, while all other properties increase as the flow rate increases. In stage 2 in the lab three controllable factors were studied (flow, direction/orientation of application, and depth of substrate vis-à-vis bond strength and permeability). It is possible to say that all controllable/control variables studied as well as the interaction between them (with a confidence level of 93%) affect bond strength. However, in the case of permeability only the isolated effect of flow and the interaction between the controllable/control factors have a statistically significant influence.

Os métodos de ensaio editados pela ABNT para caracterizar argamassas colantes foram um avanço em termos de normalização do produto e ajudaram a melhorar sua qualidade. Entretanto, os métodos apresentam dispersão expressivamente elevada e especificam condições de ensaios que não condizem com a realidade das condições de campo. Em vista dessas discrepâncias, o presente trabalho analisa a normalização nacional juntamente com a normalização dos principais organismos internacionais. Para avaliar os principais requisitos de qualidade, foram estudadas dez amostras comerciais de argamassa colante. Através da análise dos resultados obtidos são propostas alterações nos métodos de ensaio da normalização da ABNT, como o deslizamento, tempo em aberto teórico e resistência de aderência à tração. Os pontos principais visam à alteração de critérios de qualidade e a condição ambiental de laboratório. Entre as propostas estão: 1) especificação do ensaio deslizamento apenas para produtos com esse propósito, 2) a eliminação do requisito resistência de aderência à tração na condição de cura em estufa, 3) novo critério para o requisito de resistência de aderência à tração na condição de cura submersa, 4) especificação de nova faixa de temperatura para a condição de clima quente na avaliação do tempo em aberto teórico e 5) inclusão do método de ensaio de tempo em aberto com a ruptura da película superficial. Além disso, são propostas a incorporação de métodos de ensaios utilizados para avaliação da uniformidade da argamassa durante a produção como: a perda de massa, resíduo em peneira e densidade de massa aparente. Também são propostas alterações na especificação e caracterização do substrato-padrão utilizados nos ensaios. / The Associação Brasileira de Normas Técnicas essay methods to characterize cementitious adhesives for tiles represented an advance in terms of standardization of the product and helped to improve its quality. However, the methods present high dispersion of results and specify essay conditions that do not correspond to the site real conditions. In view of these discrepancies, the present work brings out an analysis of the national standards and a comparison to the main international standards. To check for the main quality requirements, a study was carried out with ten samples of comercial cimentitious adhesives for tiles. Through analysis of the results, changes in the ABNT essay methods are proposed as to slip, open time and tensile adhesion strength. The main issues aim at changing the performance criteria and the laboratory ambient conditions. Among the proposals are the following: 1) specification of essay slip only for products with this purpose, 2) the elimination of heat curing in the tensile adhesion strength essay, 3) new criterion for water immersion curing, a new band of temperature for the warm climate condition in the evaluation of theoretical open time and 5) the inclusion of an open time essay method with rupture of the superficial film. Moreover, it is proposed essay methods for evaluation of the uniformity of the mortar during its production process like mass loss, sieve residue and apparent mass density. Also, changes in the specification and characterization of the concrete slab used in essays are proposed.

The selection of mortar for conservation of historic and heritage buildings can be challenging. Achieving compatibility with the historic fabric, durability and efficient use of materials within a practical timeframe often requires the use of hydraulic lime-based mortars which set more rapidly than the more traditional air lime mortars. These are considered to be more compatible with historic fabric than cement-based mortars, although, due to the modern production techniques and their natural variability, a deeper knowledge of their chemical and physical properties is needed to minimise damage due to incompatibility and make the decision process easier and safer. Natural hydraulic lime (NHL) binders are currently classified under EN 459-1:2015 in three designations, NHL 2, NHL 3.5 and NHL5, with the suffix representing the minimum compressive strength (in MPa) of a standard mortar mix at 28 days. The performance of NHL binders, manufactured by burning a naturally impure limestone, can be difficult to predict due to the inherent variability of both their physical and chemical characteristics. At the same time, the tolerance values for each classification allow for binders with significantly compressive strength differences to be classified by the same designation. The main aim of this research was to study a range of NHL binders, understand and quantify the variability of their characteristics and to establish how these properties influence the performance of mortars cured under standard and simulated weather conditions. In the first stage of the project, a selection of NHL binders from different origins and distinct designation were rigorously examined through physical, chemical and mineralogical characterisation to elucidate surface area, particle size distribution, oxide composition and crystalline phase composition. The characteristics of the binders were found to vary greatly, particularly amongst binders from the same classification and distinct origins, and in one particular case even from the same origin. A change of properties over time was also identified, binders manufactured in different years could have very different properties, even though, as far as could be ascertained from the packaging, it was the same product. Starting from a selection of 11 NHLs and 1 hydrated lime, the next step involved the manufacture of mortar samples using a sand aggregate appropriate for a conservation mortar with 1:2 ratio (binder:aggregate by volume). Sufficient water was added to produce a spread by flow table of 165 ± 10 mm. These mortars were cured under standard conditions and for a smaller group of binders under simulated weather conditions. For the standard cure conditions, the properties of the binders were compared to the physical properties in terms of strength (from 7 to 1080 days), porosity, capillary water absorption, water vapour permeability and freeze-thaw resistance of mortars made with the binders. The carbonation was also studied by phenolphthalein stain after all the flexural strength tests and after 2 years by XRD. The mortars under climate simulation were studied in terms of mechanical properties (up to 360 days) and carbonation. For comparison purposes, cement-lime (1:1:6 and 1:2:9 cement:lime:aggregate volumetric ratio), lime-metakaolin (MK) (with MK addition of 5, 10 and 20% of the lime mass) and lime putty mortars were manufactured to the same workability as the NHL mortars. These were studied in terms of strength up to 360 days, porosity and water absorption by capillarity action. The strength of the studied mortars does not follow the classification of the binders, with one binder, specified as NHL 2, resulting in a stronger mortar than another binder specified as NHL 5, and one NHL 3.5 mortar surpassing all the other mortars in terms of mechanical strength. The mechanical strength was found to correlate with the hydraulic phases, alite and belite, identified within the binders. The relative long-term performance of the mortars manufactured with the different binders can therefore be predicted based on the mineral properties rather than the standard classification. Pore related properties, such as water vapour permeability and water absorption by capillarity, were found to be related to the water/binder ratio of the NHL mortars. Later in the project, using the standard cured mortars data, a model was developed to predict compressive strength based on the proportion of crystalline phases present in the mortars, the surface area and the water/binder ratio. This model, applied to the studied mortars, was found to predict, with low error, the measured performance of the mortars, meaning that the model can be used as tool to predict mortar strength. The outcomes of this thesis demonstrated that with sufficient knowledge of the underlying chemistry of NHL binders, it is possible to establish the relative performance of mortars, thus making the decision on which binder to use easier and safer for the historic fabric.

La diffusion des ions et des radionucléides au sein des matériaux cimentaires est l'un des facteurs les plus importants qui déterminent la durabilité et les propriétés de confinement de ces matériaux. Cette étude s'inscrit, en particulier, dans le domaine de confinement des déchets radioactifs de faible et moyenne activité. Elle consiste à mettre en évidence l'influence de la microstructure des mortiers, notamment la présence des granulats, sur la diffusion de l'eau tritiée au sein de ces matériaux. La démarche consiste, dans un premier temps, à sélectionner des formulations de mortiers à base de CEM I afin d'étudier l'influence de la teneur en granulats, de la granulométrie et du rapport eau/ciment sur les paramètres de diffusion. Des différentes techniques expérimentales complémentaires ont été utilisées afin de caractériser la structure poreuse : porosimétrie à l'eau, porosimétrie mercure, perte au feu et imagerie MEB associée à l'analyse d'image. Dans ce contexte, un protocole d'analyse d'images a été mis en place afin de quantifier la porosité à l'interface granulat/pâte. Le lien entre les propriétés de la microstructure et les paramètres de transport a été ensuite examiné. Pour cela, des essais de diffusion à l'eau tritiée (HTO) ont été conduits et des corrélations entre les paramètres de la microstructure et le transport ont été réalisées. Enfin, afin de mettre en avant le rôle des phases mésoscopiques (Matrice/granulats/ITZ) dans le mécanisme de diffusion un modèle 3D a été développé et des calculs de diffusivités équivalentes ont été effectués. La présente étude confirme la présence d'une interface granulat/pâte au voisinage des grains de sable siliceux. Cette auréole de transition (ITZ) se caractérise par une épaisseur qui varie entre 10 et 20 µm et une porosité environ trois fois plus grande que celle de la matrice cimentaire. En dessous de 55% de sable normalisé, l'effet de cette interface sur les propriétés macroscopiques de transport est faible. En effet, l'effet de dilution et de tortuosité liés aux granulats reste dominant. Par conséquent, les données acquises à l'échelle de pâte de ciment restent valables et sont extrapolable à l'échelle des mortiers. Ces résultats ont été confirmés par les calculs analytiques et numériques de la diffusivité homogénéisée. Au-delà de 55% de sable normalisé, d'autres effets liés au grands nombre de grains de sable rentrent en jeu comme les bulles d'air et les taches poreuses dus principalement à la difficulté d'obtenir des matériaux bien compactés. Ceci rend ces formulations extrêmes et ne permettent pas d'approfondir notre compréhension du lien entre la microstructure et les propriétés de transport au-delà de cette teneur en sable / Concrete durability is a subject of considerable interest, especially with the use of cement based materials on structures increasingly demanding on term of sustainability and resistance to aggressive ions penetration or radionuclide release. Diffusion is considered as one of the main transport phenomena that cause migration of aggressive solutes and radionuclide in a porous media according to most studies. In order to enable more effective prediction of structures service life, the understanding of the link between cement based materials microstructure and transport macro properties needed to be enhanced. In this context, the present study is undertaken to enhance our understanding of the links between microstructure and tritiated water diffusivity in saturated mortars. The effect of aggregates via the ITZ (Interfacial Transition Zone) on transport properties and materials durability is studied. To this end, several series of tritiated water diffusion tests were conducted on mortars with various water-to-cement ratio, sand volume fractions and particle size. Materials microstructure was also characterized by water porosimetry, mercury porosimetry and by backscattered electron microscopy associated to images analysis. In particular, an image analysis protocol was developed to quantify the porosity in the vicinity of aggregates. The relationship between microstructure and transport properties was then examined. For this, tritiated water (HTO) diffusion tests were conducted and correlations between microstructure parameters and transport properties were made. Finally, in order to identify the role of mesoscopic phases (matrix / aggregate / ITZ) in diffusion mechanism, a 3D model was developed and calculations of equivalent diffusivities were made. The study showed that a porous interface exists in the vicinity of grains of silica sand. It has a thickness ranging from 10 to 20 µm and its porosity is approximately three times higher than the cement matrix one. Below 55% of standard sand, the effect of this interface on macroscopic transport properties is weak. In fact, the effect of dilution and tortuosity remains dominant. Therefore, data acquired across cement paste remain valid and are extrapolated across mortars. These results were confirmed also by analytical and numerical calculations of the diffusivity. Beyond 55% of standard sand, other effects related to the large number of sand grains appear such as air voids and porous patches mainly due to the difficulty of obtaining well-compacted materials. This makes these formulations extreme ones and not allows us to consider them to improve our understanding of the relationship between microstructure and transport properties

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_OTAVIO AUGUSTO PAIVA.pdf: 8701931 bytes, checksum: fa7ddfc8f71e05d7fe06a55c98faefc8 (MD5) Previous issue date: 2009-08-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The experimental program of the present project was developed in order to evaluate the residue performance of ground plain glasses in cement based paste and mortar. Different conditions of grounding were used to generate a material with particles of the same order of magnitude of the cement particles. The ground glass residue (GGR) displayed physicalchemistry characteristics compatible to the ones of pozzolan, with relevance to the pozzolanic activity index (PAI). PAI equal to 104% was obtained, which is higher than that 75% -minimum value required by the Brazilian standard. The GGR was used in paste and mortar as a partial replacement of cement of 0%, 10%, 15% and 20% in mass, considering a waterbinder ratio of 0,4. The GGR behavior was evaluated through the X-Ray diffraction, thermal analysis, compressive strength, modulus of elasticity, porosity, water absorption, and alkaliaggregate reaction. The results did not indicate difference between the mechanical strength of the pastes with GGR and reference mixture after 28 days of curing. In mortars, the results of mechanical strength of the GGR mixtures were adequate from 7 days due to the filler and pozzolanic effects, mainly the 20% GGR mortar. In particular, the GGR provided increasing of compressive strength of 14% and 22% after 28 and 56 days of curing, respectively. / O programa experimental realizado no presente projeto foi desenvolvido de forma a avaliar o desempenho do resíduo de vidros planos moídos em pastas e argamassas a base de cimento Portland. Foram estudadas diferentes condições de moagem que possibilitassem a obtenção de um material com partículas da mesma ordem de gRandeza das partículas do cimento. O resíduo de vidro moído (RVM) apresentou características físico-químicas compatíveis às da pozolana, com destaque para o índice de atividade pozolânica. Obteve-se valor de 104%, empregando o cimento, que é superior a 75%, prescrito na norma brasileira. O RVM foi aplicado em pastas e argamassas como substituto parcial do cimento, para teores de 0%, 10%, 15%, e 20% em massa, para uma relação água-aglomerante de 0,4. O comportamento do RVM foi avaliado através de ensaios de difração de raios X, análise térmica, resistência à compressão, porosimetria, absorção, permeabilidade, módulo de elasticidade e reação álcaliagregado. Os resultados indicaram que as resistências mecânicas das pastas com RVM alcançaram o valor da resistência de referência a partir dos 28 dias. Nas argamassas foram obtidos resultados satisfatórios de resistência mecânica a partir dos 7 dias, iniciado pelo efeito de preenchimento e, posteriormente, pelo efeito pozolânico que superou os resultados de referência após os 28 dias, principalmente para o teor de 20%. Particularmente, o RVM aumentou a resistência à compressão em 14 e 22% após os 28 e 56 dias de cura, respectivamente.