Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-04T18:53:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Márcio Henrique de Oliveira Dantas.pdf: 2579053 bytes, checksum: 23bae20fa10429ef7f6345e0627ecf67 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T18:53:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Márcio Henrique de Oliveira Dantas.pdf: 2579053 bytes, checksum: 23bae20fa10429ef7f6345e0627ecf67 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-08-28 / Nos últimos anos, o uso de nanopartículas em materiais cimentícios tem recebido atenção especial com o propósito de fabricar materiais com novas funcionalidades, além das vantagens ambientais e econômicas. Entre as nanopartículas de uso comum em materiais cimentícios está a nanossílica, no entanto, há controvérsias na literatura científica vigente no que diz respeito às condições de mistura, à formulação, ao seu percentual de substituição ao cimento, aos seus respectivos efeitos nas propriedades das pastas de cimento Portland e, ainda, à sua dispersão na matriz cimentícia. Nesse cenário, este trabalho teve como objetivo verificar os efeitos da adição da nanossílica, em pó (NSP) e no estado coloidal (NSC), em substituição parcial ao cimento, sobre algumas propriedades da pasta de cimento Portland, no estado fresco e endurecido. O grau de hidratação e auxílio na identificação de novas fases hidratadas formadas nas pastas também foi avaliado pela perda de massa em ataque ácido. As NSP e NSC foram adicionadas ao sistema em percentuais de 0,25%, 0,50% e 1,0% em substituição à massa de cimento. As alterações da pasta no estado fresco com a utilização da NSP e NSC foram avaliadas através da viscosidade cinemática (ASTM D1200, 2010) e tempo de pega (ABNT NM 65, 2003). Já as alterações no estado endurecido foram avaliadas através da resistência à compressão (ASTM C109/ C109M, 2012) e perda de massa. Foi observado aumento da viscosidade cinemática com o aumento do percentual das nanossílicas, sendo mais acentuado com a nanossílica coloidal, em especial na formulação contendo 1,0%. De forma geral, os tempos de pega inicial e final diminuíram com o acréscimo de nanossílica, provavelmente proporcionado pelo aumento da reatividade das reações de hidratação, devido a nanossílica possuir uma alta área superficial. Devido às altas dispersões dos resultados, não foi possível concluir se houve algum aumento significativo da resistência à compressão nas misturas contendo ambas as nanossílicas, em relação à amostra de referência. Também não foram observadas diferenças significativas nesse parâmetro em função das duas formas de nanossílica avaliadas. Apesar de ter havido aceleração das reações de hidratação, os resultados do ataque ácido teve comportamento inverso ao esperado: maior perda de massa das amostras contendo ambas as formas de nanossílica. Provavelmente, isto pode ser explicado pelo aumento dos poros das amostras contendo nanossílica, o que facilitou a difusão do ataque ácido apara o interior das amostras, e pelo fato da nanossílica poder formar mais Portlandita, fase prioritária mais susceptível ao ataque ácido.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Gabriela Lima (gabrieladaduch@gmail.com) on 2017-12-01T12:13:36Z No. of bitstreams: 1 2017_DanieldaSilvaAndrade.pdf: 5938012 bytes, checksum: 70dc1cb742fac277436639dcfb2bcd84 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-23T21:11:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DanieldaSilvaAndrade.pdf: 5938012 bytes, checksum: 70dc1cb742fac277436639dcfb2bcd84 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T21:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DanieldaSilvaAndrade.pdf: 5938012 bytes, checksum: 70dc1cb742fac277436639dcfb2bcd84 (MD5) Previous issue date: 2018-01-23 / Nos últimos anos, a disponibilidade de se obter industrialmente materiais nanoparticulados possibilitou grandes avanços na ciência e tecnologia de materiais. A nanossílica (nanopartículas de SiO2) é um dos nanonomateriais aplicados aos materiais cimentícios atualmente, apresentando comportamento específico devido ao tamanho de partícula muito reduzido. Entretanto, diante das lacunas existentes no meio científico sobre os efeitos causados pela nanossílica associada às adições minerais altamente reativas nas propriedades dos materiais cimentícios mais pesquisas precisam ser realizadas. Neste contexto, este trabalho trata da investigação experimental do efeito da adição de nanossílica, individualmente e em conjunto com adições minerais altamente reativas (sílica ativa, metacaulim e cinza da casca de arroz), em pastas de cimento Portland visando contribuir com o estudo da nanotecnologia aplicada aos materiais cimentícios. O programa experimental será dividido em 3 etapas: (1) Caracterização dos materiais; (2) Determinação do índice de desempenho de misturas binárias e ternárias, com cimento Portland, nanossílica coloidal e / ou adições minerais altamente reativas; (3) estudo da microestrutura de pastas de cimento Portland com nanossílica coloidal e / ou adições minerais altamente reativas. Para o estudo da microestrutura das pastas foram aplicadas as técnicas: difração de raios X, análise térmica (TG/DTA), microscopia eletrônica de varredura, calorimetria de condução, porosimetria por intrusão de mercúrio, ressonância magnética nuclear (RMN) e espectroscopia no infravermelho. Observa-se um efeito sinérgico nas misturas ternárias com incorporação de nanossilica e adições minerais altamente reativas, que apresentaram maior resistência à compressão e porosidade mais refinada do que as misturas binárias com nanossilica ou adições minerais altamente reativas isoladamente. Os resultados mostram o potencial das misturas ternárias de cimento Portland, adições minerais altamente reativas e nanossilica para a produção de concretos de alta resistência. / In recent years, the availability of industrially nanoparticulate materials has made great strides in material science and technology. Nanosilica (SiO2 nanoparticles) is one of the nanomaterials applied to cementitious materials today, presenting specific behavior due to the very small particle size. However, in view of the gaps in the scientific environment about the effects caused by nanosilica associated with highly reactive mineral additives in the properties of cementitious materials, further research must be carried out. In this context, this work deals with the experimental investigation of the effect of the addition of nanosilica, individually and together with highly reactive mineral additives (active silica, metakaolin and rice hull ash), in Portland cement pastes aiming to contribute to the study of nanotechnology applied to cementitious materials. The experimental program will be divided into 3 stages: (1) Characterization of materials; (2) Determination of the performance index of binary and ternary mixtures, with Portland cement, colloidal nanosilica and / or highly reactive mineral additions; (3) microstructure study of Portland cement pastes with colloidal nanosilica and / or highly reactive mineral additions. The techniques of X-ray diffraction, thermal analysis (TG / DTA), scanning electron microscopy, conduction calorimetry, mercury intrusion porosimetry, nuclear magnetic resonance (NMR) and infrared spectroscopy . A synergistic effect was observed in ternary mixtures with nanosilica incorporation and highly reactive mineral additions, which presented higher compressive strength and more refined porosity than binary mixtures with nanosilica or highly reactive mineral additions alone. The results show the potential of ternary Portland cement mixtures, highly reactive mineral additives and nanosilica for the production of high strength concrete.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-12T19:46:13Z No. of bitstreams: 1 2017_PauloFrancineteSilvaJúnior.pdf: 11931687 bytes, checksum: 0c9ee908b155bf14ecec6399fe4df307 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-03-13T20:55:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PauloFrancineteSilvaJúnior.pdf: 11931687 bytes, checksum: 0c9ee908b155bf14ecec6399fe4df307 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T20:55:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PauloFrancineteSilvaJúnior.pdf: 11931687 bytes, checksum: 0c9ee908b155bf14ecec6399fe4df307 (MD5) Previous issue date: 2018-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / O presente trabalho se insere na área de Construção Civil, na linha de pesquisa “Tecnologia, Processos, Componentes e Materiais de Construção”, tendo como tema o Estudo da Estabilidade Dimensional de Concretos de Alta Resistência com a Adição de Polímero Superabsorvente e Nano Partículas de Sílica. Buscou-se observar a ação combinada da adição de polímero superabsorvente e de nano partículas de sílica em concretos de alta resistência, para controlar a estabilidade dimensional do concreto e seus efeitos sobre as propriedades mecânicas. O uso de polímeros superabsorvente (SAP) no concreto é hoje reconhecido no meio técnico como a mais eficaz estratégia de mitigação ou mesmo de eliminação da retração autógena. No entanto, alguns estudos mostram que a incorporação do polímero superabsorvente na mistura prejudica as propriedades mecânicas dos concretos, especialmente a resistência à compressão. Buscando compensar a perda de resistência causada pela adição do polímero, foi desenvolvido um programa experimental incorporando ao concreto nano partículas de sílica junto com o polímero superabsorvente. A proposta é que a incorporação de nano partículas em materiais cimentícios possa representar um papel decisivo na mitigação da retração autógena com o uso do polímero, sem prejudicar as propriedades mecânicas do concreto. Foram produzidas misturas de concretos e argamassas de alta resistência com e sem a adição de polímero e de nanossílica, além de misturas combinando as duas adições. Avaliou-se os efeitos dessas adições nas propriedades no estado fresco (consistência, teor de ar, densidade e tempo zero), na estabilidade dimensional (retração autógena, retração por secagem e fluência) e nas propriedades mecânicas e elásticas (resistência à compressão, à tração e módulo de deformação). Ainda foi realizado ensaios de microestrutura dos concretos (Microscopia Eletrônica de Varredura - MEV). Os resultados confirmam a eficiência do polímero superabsorvente para mitigação ou eliminação da retração autógena. No presente estudo a menor eficiência na mitigação da retração autógena por meio da adição de SAP como agente de cura interna foi de 97% aos 28 dias de idade. Apesar dos resultados e da análise estatística apontarem a tendência da redução da resistência dos concretos com a adição de SAP, do ponto de vista tecnológico na maioria dos casos não há comprometimento no desempenho da resistência dos concretos. A adição de nanossílica nos concretos com SAP como agente de cura interna, mostrou com potencial para compensar a perda de resistência à compressão dos concretos estudados. / The present work is part of the "Construction Technology, Processes, Components and Construction Materials" research line, focusing on the Study of the Dimensional Stability of High Strength Concretes with the Addition of Superabsorbent Polymer and Nano Particles of Silica. It was sought to observe the combined action of the addition of superabsorbent polymer and silica nano particles in high strength concrete to control the dimensional stability of the concrete and its effects on the mechanical properties. The use of superabsorbent polymers (SAPs) in concrete is now recognized in the technical field as the most effective mitigation strategy or even elimination of autogenous shrinkage. However, some studies have shown that the incorporation of the superabsorbent polymer into the blend impairs the mechanical properties of the concretes, especially the compressive strength. To compensate for the loss of strength caused by the addition of the polymer, an experimental program was developed incorporating nano silica particles together with the superabsorbent polymer. The proposal is that the incorporation of nano particles in cementitious materials can play a decisive role in mitigating the autogenous shrinkage with the use of the polymer, without damaging the mechanical properties of the concrete. Mixtures of high strength concretes and mortars were produced with and without the addition of polymer and nanosilica, in addition to blends combining the two additions. The effects of these additions on properties both in the fresh state (consistency, air content, density and zero time) and in the hardened state (autogenous shrinkage, drying shrinkage, creep, compressive strength, tensile strength and elastic modulus) were evaluated. Microstructure tests of the concretes (MEV) were also carried out. The results confirm the efficiency of the superabsorbent polymer for mitigation or elimination of autogenous shrinkage. In the present study, the lowest efficiency in the mitigation of autogenous shrinkage through the addition of SAP as internal curing agent was 97% at 28 days of age. Although the results and the statistical analysis indicate the tendency of the reduction of the concrete strength with the addition of SAP, from the technological point of view in most cases there was no damage performance strength of the concrete. The addition of nanosilica in the concretes with SAP as internal curing agent showed with potential to compensate the loss of compressive strength of the concretes studied.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-09-27T11:09:10Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ionara Pereira da Silva Sousa - 2017.pdf: 5120392 bytes, checksum: 786f15ae0e6cf83fa9560a114e84f6a2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-09-27T11:09:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ionara Pereira da Silva Sousa - 2017.pdf: 5120392 bytes, checksum: 786f15ae0e6cf83fa9560a114e84f6a2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-27T11:09:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ionara Pereira da Silva Sousa - 2017.pdf: 5120392 bytes, checksum: 786f15ae0e6cf83fa9560a114e84f6a2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-15 / The basic science on cements and concretes has incorporated research related to the understanding of the effects of the addition of nanosilica, and more recently functionalized nanosilicas, on the properties of cement pastes, mortars and concretes. In this context, the aim of this work was to prepare amino-functionalized nanosilicas from a commercial nanosilica (NS), provided as an aqueous colloidal suspension, by employing 3-aminopropiltrietoxissilano (APTS) as reactant, and to evaluate the characteristics of the samples. The functionalization reactions were performed in a biphasic system composed of dichloromethane and water, and employing different APTS/NS molar ratios. The materials were obtained as aqueous suspensions and their characteristics were evaluated at pH 4, 7 e 10. The functionalization of NS was evidenced by the presence of infrared bands associated to the aminopropyl group. Bands associated to silanol (-SiOH) and alcoxide (Si-OCH2CH3) groups were observed indicating that the hydrolysis and condensation reactions were not complete. The 29Si NMR signals of Si-C bonds confirmed the functionalization. The thermogravimetric curves indicated an increase of the amount of aminopropyl groups incorporated on NS as the APTS/NS ratio increased. Transmission electron microscopy images showed an increase in the mean particle sizes after functionalization. The aqueous suspended nanoparticles showed a positive zeta potential at pH 4 (+23 to +27 mV) and at pH 7 (+14 to +29 mV), indicating the presence of protonated amine groups. The zeta potential at pH 10 was weakly negative (-0.10 to -7,6 mV) for the samples prepared from the lower APTS/NS molar ratios (7.1 and 14.2 x 10-2), and still positive (+11 and +15 mV) for those prepared from the higher molar ratios (28.5 and 42.7 x 10-2), suggesting the existence of a higher amount of superficial amino groups within the latter. The mean hydrodynamic radius of the functionalized particles were greater (22 a 281 nm) than that of the NS (12 nm) at all pH values, with superior values for suspended particles at pH 10, particularly for samples prepared from the lower APTS/NS ratios. The amount of aggregates of bigger size (~100 to 2000 nm) was greater for samples prepared from the lower APTS/NS ratios. These variable characteristics are interesting for comparative studies involving the effects of the addition of these suspensions in cement pastes over the microstructure and properties of the resulting materials. / A ciência básica na área de cimentos e concretos tem incorporado pesquisas relacionadas ao entendimento dos efeitos da adição de nanossílica e, mais recentemente, de nanossílica funcionalizada nas propriedades de pastas de cimento, argamassas e concretos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi preparar nanossílicas funcionalizadas com grupos amina a partir de uma nanossílica comercial (NS), fornecida como uma suspensão coloidal aquosa, empregando-se o reagente 3-aminopropiltrietoxissilano (APTS) e avaliar as características das amostras obtidas. As reações de funcionalização foram realizadas em um sistema reacional bifásico constituído de diclorometano e água, empregando-se diferentes razões molares APTS/NS. Os materiais foram obtidos como suspensões aquosas, cujas características foram avaliadas em pH 4, 7 e 10. A funcionalização da NS foi evidenciada pela presença das bandas relativas ao grupo aminopropil nos espectros de infravermelho, onde também foram observadas bandas dos grupos silanol (-SiOH) e alcóxido (Si-OCH2CH3), indicando que as reações de hidrólise e condensação não foram completas. Os sinais nos espectros de RMN de 29Si característicos de ligações Si-C confirmaram a funcionalização. As curvas termogravimétricas indicaram que houve aumento no teor de grupos aminopropil incorporados à NS com o aumento da razão APTS/NS empregada. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão mostraram um aumento do tamanho médio das partículas após a funcionalização. As nanopartículas funcionalizadas em suspensão aquosa apresentaram potencial zeta positivo em pH 4 (+23 a +27 mV) e em pH 7 (+14 a +29 mV), indicando a presença de grupos amina protonados. Já em pH 10, o potencial zeta foi fracamente negativo (-0,10 a -7,6 mV) para amostras preparadas com menor razão APTS/NS (7,1 e 14,2 x 10-2), e positivos (+11 e +15 mV) para aquelas preparadas com razão molar maior (28,5 e 42,7 x 10-2), sugerindo um maior teor de grupos amina superficiais nestas últimas. Os raios hidrodinâmicos médios das partículas funcionalizadas foram maiores (22 a 281 nm) do que o da NS (12 nm) para todos os valores de pH, com valores maiores para partículas suspensas em pH 10. O teor de agregados de maior tamanho (~100 a 2000 nm) foi maior para as amostras preparadas com menor razão APTS/NS. Essas características variadas são interessantes para estudos comparativos dos efeitos de adição dessas suspensões em pastas de cimento, sobre a microestrutura e propriedades dos materiais resultantes.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-18T11:59:04Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alex Mizael Martins - 2016.pdf: 6652239 bytes, checksum: 06fc65f07d3460875f7ecd163b128a49 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-18T12:00:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alex Mizael Martins - 2016.pdf: 6652239 bytes, checksum: 06fc65f07d3460875f7ecd163b128a49 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-18T12:00:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alex Mizael Martins - 2016.pdf: 6652239 bytes, checksum: 06fc65f07d3460875f7ecd163b128a49 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The introduction of wind energy into the brazilian energy matrix is of paramount importance for national energy policy. In this context, the viability of wind towers is a fundamental issue. In Brazil, these towers are built mainly in reinforced concrete, in regions of high aggressiveness (coastal regions, because of their greater wind potential) and, therefore, it is necessary to develop high performance concretes that are able to withstand environmental actions to which they are subjected, mainly the action of the chlorides, so that these structures reach the previously defined project life, thus guaranteeing the viability of the towers. In this sense, the present work evaluates the mechanical properties, the mechanisms of transport of chlorides and the performance in relation to the corrosion of the reinforcement, in concretes that contain high performance pozolanic mineral additions, in order to evaluate the influence of the presence of these additions in these properties. Three different study mixes were developed containing respectively, 9% of silica fume in composition with 1% of nanosilica, 5% of a high fineness metakaolin in composition with 5% of a slightly less fine metakaolin, both with high pozzolanic activity and a mix containing only 10% of the finest metakaolin, in addition to a reference mix. Analyzes related to the chloride transport are presented: penetrability and diffusion; analyzes related to the corrosion of reinforcement: induction of corrosion by aggressive solution wetting cycles and air drying, surface electrical resistivity of concrete and corrosion potential, besides the mechanical characterization. The concretes with incorporation of pozzolanic addition showed, in general, improvements in the mechanical properties. In the chloride transport properties and corrosion performance of the reinforcements, the improvements from the mineral additions were significant. Thus, it was concluded that the incorporation of the different mineral additions studied in the present work significantly altered the properties of the concrete, with a positive highlight for the properties associated with durability, in which the benefits of using mineral addition are more pronounced. / A introdução da energia eólica na matriz energética brasileira é de suma importância para a política energética nacional. Nesse contexto, a viabilidade das torres eólicas é questão fundamental. No Brasil essas torres são construídas, principalmente, em concreto armado em regiões de alta agressividade (regiões litorâneas, por terem maior potencial eólico) e, portanto, faz-se necessário o desenvolvimento de concretos de alto desempenho que sejam capazes de resistir às ações ambientais às quais são submetidos, principalmente à ação dos cloretos, de maneira que essasestruturas atinjam a vida útil de projeto previamente definida, garantindo assim a viabilidade das torres. Nesse sentido, o presente trabalho avalia as propriedades mecânicas, os mecanismos de transporte de cloretos e o desempenho em relação à corrosão das armaduras, de concretos que contêm adições minerais pozolânicas de alto desempenho, a fim de avaliar a influência dessas adições nessas propriedades. Foram elaborados três diferentes proporcionamentos de estudo contendo respectivamente, 9% de sílica ativa em composição com 1% de nanossílica, 5% de um metacaulim de elevada finura em composição com 5% de um metacaulim um pouco menos fino, ambos de elevada pozolanicidade e um proporcionamento contendo exclusivamente 10% do metacaulim de maior finura, além de um proporcionamento de referência. São apresentadas análises relacionadas ao transporte de cloretos: penetrabilidade e difusão; análises relacionadas à corrosão das armaduras: indução da corrosão por meio de ciclos de molhagem em solução agressiva contendo cloretos, medidas de resistividade elétrica superficial do concreto e potencial de corrosão, além da caracterização mecânica. Os concretos com incorporação de adição pozolânica apresentaram, em geral, melhorias em suas propriedades mecânicas. Já nas propriedades de transporte de cloretos, as melhorias advindas das adições minerais foram mais significativas, assim como no desempenho em relação à corrosão das armaduras. Desse modo, concluiu-se que a incorporação das diferentes adições minerais estudadas no presente trabalho alterou significativamente as propriedades do concreto, com destaque positivo para as propriedades associadas à durabilidade, nas quais os benefícios do uso da adição mineral são mais pronunciados.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-05-04T19:01:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marina Augusta Malagoni de Almeida - 2016.pdf: 12520522 bytes, checksum: 853486dc2fbdd4513ff1c2cf33d112b0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-05T12:57:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marina Augusta Malagoni de Almeida - 2016.pdf: 12520522 bytes, checksum: 853486dc2fbdd4513ff1c2cf33d112b0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T12:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marina Augusta Malagoni de Almeida - 2016.pdf: 12520522 bytes, checksum: 853486dc2fbdd4513ff1c2cf33d112b0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Brazil's current water crisis, generated by the low level of reservoirs, has threatened the national energy production. Faced with this problem, the wind towers present themselves as a viable solution. It is known that these towers are constructed in regions of high aggressiveness and therefore, it is necessary to develop high performance concretes that are able to withstand environmental action to which they are submitted, so that these structures reach the lifespan previously defined in project, ensuring the viability of the towers. In this sense, the present study evaluates the mass transport mechanisms (permeability and absorption) that takes place inside the concrete containing mineral pozzolanic admixtures of high performance, in order to evaluate the influence of the presence of these additions in these properties. Three different study mixes were prepared containing, respectively, 9% of silica fume in composition with 1% of nanossílica, 5% of a metakaolin with high fineness in composition with 5% of a metakaolin slightly less fine, both with high pozzolanic activity, a mix containing only 10% of the metakaolin with higher fineness, and a reference proportioning. The analysis presented in this work involve the scanning electron microscope (SEM) to characterize the internal structure of the material, the trace reconstruction test to analyze the aggregate/binder ratio in the regions of the cover and the interior of concrete, and the analyzes related to the mass transport: water absorption by immersion and capillarity and the air permeability obtained by the Figg’s method, in addition to the mechanical characterization. The concrete with addition of pozzolanic admixtures showed significant improvements in compressive strength, in the modulus of elasticity, in the air permeability and in the refinement of pores. Furthermore, the evaluation of the microstructure by scanning electron microscope showed that the use of mineral admixtures may cause an improvement in the adhesion and in the densification of the transition zone between aggregate and cement paste. The trace reconstitution test showed that the concrete cover has lower ratio aggregate/binder, which corroborates the results of the capillary absorption test in which it was found that the cover of concrete presents a mean capillarity absorption lower than the interior region. Thus, it was concluded that the incorporation of the different mineral admixtures studied in this work significantly alter the properties of concrete, with positive emphasis on the properties related to the durability, in which the benefits of using mineral admixtures is more pronounced and, in addition, it was also concluded that the concrete cover presents itself more favorable to the durability than the interior region. / A atual crise hídrica brasileira, gerada pelo baixo nível dos reservatórios, tem ameaçado a produção energética nacional. Frente a esse problema, as torres eólicas se apresentam como uma solução viável. Sabe-se que essas torres são construídas em regiões de alta agressividade e, portanto, faz-se necessário o desenvolvimento de concretos de alto desempenho que sejam capazes de resistir às ações ambientais às quais são submetidos de maneira que essas estruturas atinjam a vida útil de projeto previamente definida, garantindo a viabilidade das torres. Nesse sentido, o presente trabalho avalia as propriedades mecânicas e os mecanismos de transporte de massa (permeabilidade e absorção) que ocorrem no interior dos concretos que contêm adições minerais pozolânicas de alto desempenho, com o intuito de avaliar a influência da presença dessas adições nessas propriedades. Foram elaborados três diferentes proporcionamentos de estudo contendo respectivamente, 9% de sílica ativa em composição com 1% de nanossílica, 5% de um metacaulim de elevada finura em composição com 5% de um metacaulim um pouco menos fino, ambos de elevada pozolanicidade e um proporcionamento contendo exclusivamente 10% do metacaulim de maior finura, além de um proporcionamento de referência. São apresentadas análises em microscópio eletrônico de varredura (MEV) visando à caracterização da estrutura interna do material, reconstituição de traço com vistas à análise do teor de agregado/ligante nas regiões do cobrimento e do interior do concreto, análises relacionadas ao transporte de massa: absorção de água por imersão e por capilaridade e permeabilidade ao ar pelo método de Figg, além da caracterização mecânica. Os concretos com incorporação de adição pozolânica apresentaram melhorias significativas na resistência à compressão, no módulo de elasticidade, na permeabilidade ao ar e no refinamento dos poros. Além disso, a avaliação da microestrutura por meio de microscopia eletrônica de varredura mostrou que o uso das adições minerais pode ter causado densificação e melhoria na aderência da zona de transição entre os agregados e a pasta de cimento. O ensaio de reconstituição de traço mostrou que a região do cobrimento apresenta menor relação agregado/ligante, o que corrobora o resultado do ensaio de absorção capilar, em que se constatou que a região do cobrimento apresentou absorção capilar média inferior à região do interior. Assim, se concluiu que a incorporação das diferentes adições minerais estudadas no presente trabalho alterou significativamente as propriedades do concreto, com destaque positivo para as propriedades associadas à durabilidade, nas quais os benefícios do uso da adição mineral são mais pronunciados e, além disso, também se concluiu que a região do cobrimento se apresenta mais favorável à durabilidade que a região interna.

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The results confirmed advantages for the simple addition of nanossílica at mechanical properties of concretes for batching plants with strengths above 40 MPa (a/c<0.52), but showed that the most advantageous situation consists in adding it together with sílica fume, since the concrete with both additions exceeded the reference concrete above 36 MPa (a/c<0.615), which highlights the importance of combining pozzolanic effect of silica fume, the creation of nucleation sites caused by nanossílica and better packaging mix, size distribution generated by the two additions give the folder.Regarding the maintenance of workability, the nanosilica dispersed in superplasticizer demonstrated satisfactory performance. In the analysis of concretes for precast elements, the addition of nanosilica dispersed superplasticizer and silica fume together was also the one which showed the best results in terms of resistance in 28 days of conventional curing. However, with steam curing, a great improvement was noted in the behavior of nanosilica dispersed in water, which had not achieved good results with the conventional cure, while nanosilica dispersed in superplasticizer did not respond well to the process, possibly due to the shape of the polycarboxylate used in the dispersion of the particles. Probably, the nanosilica dispersed in water showed no significant pozzolanic activity levels, but with the rise of temperature and the agitation of the particles, the formation of nucleation sites was intensified. As the development of resistance in early ages, all additions had positive effects, but the best performance was observed on the concrete with the simple addition of nanosilica dispersed in superplasticizer. With this addition, the concrete has reached 40 MPa after only 12 hours of steam curing, within about four times lower than the reference concrete (44 hours), which suggests that its addition to the concrete could result in na almost four times greater productivity of a precast elements factory. / Ao contrário da sílica ativa, cujas vantagens nas propriedades do concreto já são amplamente conhecidas, pouco se sabe em relação à nanossílica. Esta pesquisa contempla uma análise da contribuição de diferentes tipos de nanossílica nas características mecânicas e de manutenção do abatimento de concretos, bem como uma avaliação do comportamento destas adições frente à cura térmica. Para isto, compararam-se entre si resultados de ensaios laboratoriais em concretos com diferentes traços e diferentes finalidades (produção em centrais dosadoras e fabricação de pré-moldados). Os resultados confirmaram vantagens para a adição simples de nanossílica quanto à resistência à compressão dos concretos para centrais com resistências acima de 40 MPa (a/c<0,52), mas mostraram que a melhor situação consiste na adição conjunta de sílica ativa e nanossílica, já que o concreto com a adição conjunta superou o de referência a partir de 36 MPa (a/c<0,615). Isso deixa clara a importância de aliar o efeito pozolânico da sílica ativa, a criação de pontos de nucleação ocasionada pela nanossílica e o melhor empacotamento da mistura, gerado pela distribuição granulométrica que as duas adições juntas conferem à pasta. Quanto à manutenção do abatimento, a nanossílica dispersa em aditivo superplastificante demonstrou desempenho satisfatório. Em relação aos concretos para pré-moldados, foi a adição conjunta de sílica ativa e nanossílica dispersa em superplastificante a que apresentou melhores resultados de resistência aos 28 dias de cura convencional. No entanto, com a cura térmica, notou-se melhora substancial do comportamento da nanossílica dispersa em água, que não havia atingido bons resultados com cura convencional, enquanto a nanossílica dispersa em superplastificante não respondeu bem ao processo, possivelmente por influência da forma do policarboxilato usado na dispersão das partículas. Provavelmente, a nanossílica dispersa em água não apresentou atividade pozolânica relevante, mas com a elevação da temperatura e a agitação das partículas, a formação de pontos de nucleação foi intensificada. Quanto ao desenvolvimento de resistências nas idades iniciais, todas as adições apresentaram efeitos positivos, mas o melhor desempenho foi observado no concreto com adição simples da nanossílica dispersa em superplastificante. Com ela, o concreto atingiu 40 MPa com apenas 12 horas de cura térmica, prazo quase quatro vezes menor do que o do concreto de referência (44 horas), o que leva a crer que sua adição ao concreto poderia implicar em uma produtividade quase quatro vezes maior de uma fábrica de elementos pré-moldados.