O desenvolvimento do concreto de alta resistência - CAR foi um importante avanço na tecnologia de concreto, entretanto, a despeito de suas inúmeras vantagens como material estrutural, o seu emprego tem sido limitado, por ter se revelado mais susceptível à fissuração nas primeiras idades. Isto se deve à ocorrência do fenômeno da retração autógena, particularmente mais intenso nestes concretos que nos de resistência normal, uma vez que no CAR, há significativamente maior quantidade de material cimentício e menor quantidade de água, o que dá origem a uma estrutura porosa muito refinada logo nas primeiras idades, gerando altas magnitudes de tensões capilares. Além do estudo sobre o entendimento do fenômeno, as pesquisas atualmente têm buscado formas de mitigá-lo a fim de contribuir para estruturas mais duráveis. Diante do exposto, esta pesquisa investigou o comportamento do CAR, no tocante às propriedades mecânicas, elásticas e viscoelásticas e à durabilidade, quando empregado um aditivo redutor de retração - ARR que pode se configurar como estratégia mitigadora para a redução da retração autógena, bem como verificar a sua influência sobre a microestrutura e hidratação da pasta de cimento. Os resultados indicam que o ARR é eficaz na redução da retração autógena e retração por secagem, sem alterar de forma relevante as propriedades mecânicas e elásticas: a resistência à compressão sofre uma pequena queda de 5% com o uso de 2% de ARR em relação ao concreto referência, contudo, as demais propriedades não são alteradas com o uso do ARR. Quanto ao efeito sobre a fluência, não se obtiveram resultados conclusivos. A durabilidade, medida pelos ensaios de penetrabilidade a íons cloretos, permeabilidade à água, carbonatação natural e absorção capilar e por imersão, não é comprometida com a incorporação do aditivo redutor de retração. Do ponto de vista microestrutural, observou-se que o ARR altera o volume total de poros, embora de uma forma não muito expressiva; e ainda constatou-se que este aditivo afeta a velocidade de hidratação das pastas de cimento, e que possivelmente interage com compostos de hidratados da pasta, sem, no entanto, alterar as características macroestruturais do material. / The development of high strength concrete - HSC represented an important advance in concrete technology. However, even knowing that this kind of concrete has several advantages as a structural material, its application is limited by the early ages cracking. This occurrence is due to the autogenous shrinkage phenomenon, once HSC has a greater amount of cementitious material and a lower amount of water in relation to a normal-strength concrete. This condition implies in a greatly refinement of pore structure at early ages which lead to a higher magnitudes of capillary tension than the one observed in a normal-strength concrete. Beyond to study the phenomenon, much research has been conducted in many countries in order to reduce autogenous shrinkage and contribute to more durable structures. So, this research aims to investigate the effectiveness of shrinkage-reducing admixtures – SRA in decreasing the autogenous shrinkage of HSC, and mainly, verify its influence on viscoelastic, elastic and mechanicals properties and durability. The effect of SRA on microstructure and on the cement paste hydration was also investigated. The results show that SRA is effective in reducing the autogenous shrinkage and drying shrinkage without remarkable changes in elastic and mechanical properties. There were not conclusive results related to the creep property. The concrete durability under the action of aggressive agents (such as water, CO2 and chloride) was not influenced by the SRA, information provided by the results of chloride penetration, natural carbonation, water permeability, capillary absorption and absorption of water tests. In a microstructural point of view, it was observed that the addition of SRA results in a small rise in total pore volume. Besides, the results suggest that the SRA affects the rate of cement hydration and it can interact to the hydrated products of paste without implying in great influences on the macrostructural characteristics of the material.

O objetivo desta tese foi o estudo da influência do aditivo redutor de retração (SRA) e o aditivo compensador de retração (SCA) em argamassas e pastas de cimento de escória ativada com silicato de sódio. A metodologia foi centrada na análise da retração por secagem e autógena, com o estudo de outras características que influenciam no fenômeno da retração, como as propriedades mecânicas. Para o avanço no conhecimento do efeito dos aditivos no comportamento do cimento de escória, foi caracterizada a microestrutura com a determinação da análise por termogravimetria, porosimetria e difração de raios X. Neste estudo foram empregados os seguintes teores de aditivo, porcentagem relativa à massa de aglomerante: 0,5%, 1%, 1,5% e 2% do aditivo SRA e 5%, 10% e 15% do aditivo SCA. Para a análise da influência da relação a/agl foram empregadas três teores: 0,40, 0,48 e 0,56. No estudo das amostras de referência, sem a utilização de aditivo, observou-se que o aumento da relação a/agl causa o aumento da retração por secagem e da retração autógena do cimento de escória ativada. A diminuição da resistência mecânica com o aumento da relação a/agl, o que torna o esqueleto sólido mais susceptível à deformações, e o aumento das tensões capilares, em razão do aumento da quantidade de água livre para ser evaporada, são os principais fatores para o aumento da retração por secagem. No caso da retração autógena, seu aumento é atribuído ao aumento da auto-secagem com o aumento do volume de poros com diâmetro na faixa de mesoporos, além da diminuição da resistência mecânica. O aditivo redutor de retração (SRA) conseguiu reduzir a retração por secagem em percentuais de 40% até 74% aos 28 dias, no entanto, este tipo de aditivo não obteve êxito no combate a retração autógena. Com relação à resistência mecânica, o aditivo SRA causou a redução de até 40%, efeito atribuído à diminuição do grau de hidratação e retardo do refinamento da porosidade. O aditivo compensador de retração (SCA) amenizou a retração por secagem e a retração autógena, reduzindo em até 64% e 70%, respectivamente, porém reduziu em até 60% a resistência mecânica do cimento de escória ativada. Com relação à microestrutura, o aditivo SCA diminuiu o grau de hidratação e aumentou a porosidade total, com o aumento da proporção do volume de macroporos. / The aim of this research was the study of the influence of shrinkage reducing admixture (SRA) and shrinkage compensating admixture (SCA) in mortars and pastes of blast furnace slag activated with sodium silicate. The method was centered in the analysis of free drying and autogenous shrinkage, with other characteristics that affect the shrinkage, as the mechanical properties. The microstructure behavior was accomplished with thermogravimetry (TG), mercury intrusion porosimetry (MIP) and X-ray diffraction (XRD). The samples were prepared with 0,5%, 1%, 1,5% and 2% of SRA admixture and 5%, 10% and 15% of SCA admixture, by binder mass. The effect of water/binder ratio was accomplished in three contents: 0,40, 0,48 and 0,56. In the reference mixtures, without admixtures, it was observed that an increase of water/binder ratio incurs in an increase of drying and autogenous shrinkage of alkali activated slag. The explanations for drying shrinkage behavior are the decrease of mechanical strength as consequence of water/binder increase, that turns the porous structure more susceptible to deformations, and the increase of the capillary tensions, attributed to the increase of free water to be evaporated. The increase of autogenous shrinkage with water/binder ratio is attributed to the increase of pore volume with diameter in the mesopores range, besides the decrease of the mechanical strength. The shrinkage reducing admixture (SRA) diminish drying shrinkage of 40% up to 74% at 28 days, however, this type of admixture was not capable to combat the autogenous shrinkage. About mechanical strength, the SRA admixture incurs in a decrease up to 40% of compression strength that it was attributed to the decrease of the hydration degree and retard of pore size refinement. The shrinkage compensating admixture (SCA) softened drying and autogenous shrinkage, reducing in up to 64% and 70%, respectively. However, the SCA admixture decreases in up to 60% mechanical strength of alkali activated slag. About microstructure, SCA admixture reduced the hydration degree and it increased the total porosity, with the increase of macropores volume.

O desenvolvimento do concreto de alta resistência - CAR foi um importante avanço na tecnologia de concreto, entretanto, a despeito de suas inúmeras vantagens como material estrutural, o seu emprego tem sido limitado, por ter se revelado mais susceptível à fissuração nas primeiras idades. Isto se deve à ocorrência do fenômeno da retração autógena, particularmente mais intenso nestes concretos que nos de resistência normal, uma vez que no CAR, há significativamente maior quantidade de material cimentício e menor quantidade de água, o que dá origem a uma estrutura porosa muito refinada logo nas primeiras idades, gerando altas magnitudes de tensões capilares. Além do estudo sobre o entendimento do fenômeno, as pesquisas atualmente têm buscado formas de mitigá-lo a fim de contribuir para estruturas mais duráveis. Diante do exposto, esta pesquisa investigou o comportamento do CAR, no tocante às propriedades mecânicas, elásticas e viscoelásticas e à durabilidade, quando empregado um aditivo redutor de retração - ARR que pode se configurar como estratégia mitigadora para a redução da retração autógena, bem como verificar a sua influência sobre a microestrutura e hidratação da pasta de cimento. Os resultados indicam que o ARR é eficaz na redução da retração autógena e retração por secagem, sem alterar de forma relevante as propriedades mecânicas e elásticas: a resistência à compressão sofre uma pequena queda de 5% com o uso de 2% de ARR em relação ao concreto referência, contudo, as demais propriedades não são alteradas com o uso do ARR. Quanto ao efeito sobre a fluência, não se obtiveram resultados conclusivos. A durabilidade, medida pelos ensaios de penetrabilidade a íons cloretos, permeabilidade à água, carbonatação natural e absorção capilar e por imersão, não é comprometida com a incorporação do aditivo redutor de retração. Do ponto de vista microestrutural, observou-se que o ARR altera o volume total de poros, embora de uma forma não muito expressiva; e ainda constatou-se que este aditivo afeta a velocidade de hidratação das pastas de cimento, e que possivelmente interage com compostos de hidratados da pasta, sem, no entanto, alterar as características macroestruturais do material. / The development of high strength concrete - HSC represented an important advance in concrete technology. However, even knowing that this kind of concrete has several advantages as a structural material, its application is limited by the early ages cracking. This occurrence is due to the autogenous shrinkage phenomenon, once HSC has a greater amount of cementitious material and a lower amount of water in relation to a normal-strength concrete. This condition implies in a greatly refinement of pore structure at early ages which lead to a higher magnitudes of capillary tension than the one observed in a normal-strength concrete. Beyond to study the phenomenon, much research has been conducted in many countries in order to reduce autogenous shrinkage and contribute to more durable structures. So, this research aims to investigate the effectiveness of shrinkage-reducing admixtures – SRA in decreasing the autogenous shrinkage of HSC, and mainly, verify its influence on viscoelastic, elastic and mechanicals properties and durability. The effect of SRA on microstructure and on the cement paste hydration was also investigated. The results show that SRA is effective in reducing the autogenous shrinkage and drying shrinkage without remarkable changes in elastic and mechanical properties. There were not conclusive results related to the creep property. The concrete durability under the action of aggressive agents (such as water, CO2 and chloride) was not influenced by the SRA, information provided by the results of chloride penetration, natural carbonation, water permeability, capillary absorption and absorption of water tests. In a microstructural point of view, it was observed that the addition of SRA results in a small rise in total pore volume. Besides, the results suggest that the SRA affects the rate of cement hydration and it can interact to the hydrated products of paste without implying in great influences on the macrostructural characteristics of the material.

O desenvolvimento do concreto de alta resistência - CAR foi um importante avanço na tecnologia de concreto, entretanto, a despeito de suas inúmeras vantagens como material estrutural, o seu emprego tem sido limitado, por ter se revelado mais susceptível à fissuração nas primeiras idades. Isto se deve à ocorrência do fenômeno da retração autógena, particularmente mais intenso nestes concretos que nos de resistência normal, uma vez que no CAR, há significativamente maior quantidade de material cimentício e menor quantidade de água, o que dá origem a uma estrutura porosa muito refinada logo nas primeiras idades, gerando altas magnitudes de tensões capilares. Além do estudo sobre o entendimento do fenômeno, as pesquisas atualmente têm buscado formas de mitigá-lo a fim de contribuir para estruturas mais duráveis. Diante do exposto, esta pesquisa investigou o comportamento do CAR, no tocante às propriedades mecânicas, elásticas e viscoelásticas e à durabilidade, quando empregado um aditivo redutor de retração - ARR que pode se configurar como estratégia mitigadora para a redução da retração autógena, bem como verificar a sua influência sobre a microestrutura e hidratação da pasta de cimento. Os resultados indicam que o ARR é eficaz na redução da retração autógena e retração por secagem, sem alterar de forma relevante as propriedades mecânicas e elásticas: a resistência à compressão sofre uma pequena queda de 5% com o uso de 2% de ARR em relação ao concreto referência, contudo, as demais propriedades não são alteradas com o uso do ARR. Quanto ao efeito sobre a fluência, não se obtiveram resultados conclusivos. A durabilidade, medida pelos ensaios de penetrabilidade a íons cloretos, permeabilidade à água, carbonatação natural e absorção capilar e por imersão, não é comprometida com a incorporação do aditivo redutor de retração. Do ponto de vista microestrutural, observou-se que o ARR altera o volume total de poros, embora de uma forma não muito expressiva; e ainda constatou-se que este aditivo afeta a velocidade de hidratação das pastas de cimento, e que possivelmente interage com compostos de hidratados da pasta, sem, no entanto, alterar as características macroestruturais do material. / The development of high strength concrete - HSC represented an important advance in concrete technology. However, even knowing that this kind of concrete has several advantages as a structural material, its application is limited by the early ages cracking. This occurrence is due to the autogenous shrinkage phenomenon, once HSC has a greater amount of cementitious material and a lower amount of water in relation to a normal-strength concrete. This condition implies in a greatly refinement of pore structure at early ages which lead to a higher magnitudes of capillary tension than the one observed in a normal-strength concrete. Beyond to study the phenomenon, much research has been conducted in many countries in order to reduce autogenous shrinkage and contribute to more durable structures. So, this research aims to investigate the effectiveness of shrinkage-reducing admixtures – SRA in decreasing the autogenous shrinkage of HSC, and mainly, verify its influence on viscoelastic, elastic and mechanicals properties and durability. The effect of SRA on microstructure and on the cement paste hydration was also investigated. The results show that SRA is effective in reducing the autogenous shrinkage and drying shrinkage without remarkable changes in elastic and mechanical properties. There were not conclusive results related to the creep property. The concrete durability under the action of aggressive agents (such as water, CO2 and chloride) was not influenced by the SRA, information provided by the results of chloride penetration, natural carbonation, water permeability, capillary absorption and absorption of water tests. In a microstructural point of view, it was observed that the addition of SRA results in a small rise in total pore volume. Besides, the results suggest that the SRA affects the rate of cement hydration and it can interact to the hydrated products of paste without implying in great influences on the macrostructural characteristics of the material.

O objetivo desta tese foi o estudo da influência do aditivo redutor de retração (SRA) e o aditivo compensador de retração (SCA) em argamassas e pastas de cimento de escória ativada com silicato de sódio. A metodologia foi centrada na análise da retração por secagem e autógena, com o estudo de outras características que influenciam no fenômeno da retração, como as propriedades mecânicas. Para o avanço no conhecimento do efeito dos aditivos no comportamento do cimento de escória, foi caracterizada a microestrutura com a determinação da análise por termogravimetria, porosimetria e difração de raios X. Neste estudo foram empregados os seguintes teores de aditivo, porcentagem relativa à massa de aglomerante: 0,5%, 1%, 1,5% e 2% do aditivo SRA e 5%, 10% e 15% do aditivo SCA. Para a análise da influência da relação a/agl foram empregadas três teores: 0,40, 0,48 e 0,56. No estudo das amostras de referência, sem a utilização de aditivo, observou-se que o aumento da relação a/agl causa o aumento da retração por secagem e da retração autógena do cimento de escória ativada. A diminuição da resistência mecânica com o aumento da relação a/agl, o que torna o esqueleto sólido mais susceptível à deformações, e o aumento das tensões capilares, em razão do aumento da quantidade de água livre para ser evaporada, são os principais fatores para o aumento da retração por secagem. No caso da retração autógena, seu aumento é atribuído ao aumento da auto-secagem com o aumento do volume de poros com diâmetro na faixa de mesoporos, além da diminuição da resistência mecânica. O aditivo redutor de retração (SRA) conseguiu reduzir a retração por secagem em percentuais de 40% até 74% aos 28 dias, no entanto, este tipo de aditivo não obteve êxito no combate a retração autógena. Com relação à resistência mecânica, o aditivo SRA causou a redução de até 40%, efeito atribuído à diminuição do grau de hidratação e retardo do refinamento da porosidade. O aditivo compensador de retração (SCA) amenizou a retração por secagem e a retração autógena, reduzindo em até 64% e 70%, respectivamente, porém reduziu em até 60% a resistência mecânica do cimento de escória ativada. Com relação à microestrutura, o aditivo SCA diminuiu o grau de hidratação e aumentou a porosidade total, com o aumento da proporção do volume de macroporos. / The aim of this research was the study of the influence of shrinkage reducing admixture (SRA) and shrinkage compensating admixture (SCA) in mortars and pastes of blast furnace slag activated with sodium silicate. The method was centered in the analysis of free drying and autogenous shrinkage, with other characteristics that affect the shrinkage, as the mechanical properties. The microstructure behavior was accomplished with thermogravimetry (TG), mercury intrusion porosimetry (MIP) and X-ray diffraction (XRD). The samples were prepared with 0,5%, 1%, 1,5% and 2% of SRA admixture and 5%, 10% and 15% of SCA admixture, by binder mass. The effect of water/binder ratio was accomplished in three contents: 0,40, 0,48 and 0,56. In the reference mixtures, without admixtures, it was observed that an increase of water/binder ratio incurs in an increase of drying and autogenous shrinkage of alkali activated slag. The explanations for drying shrinkage behavior are the decrease of mechanical strength as consequence of water/binder increase, that turns the porous structure more susceptible to deformations, and the increase of the capillary tensions, attributed to the increase of free water to be evaporated. The increase of autogenous shrinkage with water/binder ratio is attributed to the increase of pore volume with diameter in the mesopores range, besides the decrease of the mechanical strength. The shrinkage reducing admixture (SRA) diminish drying shrinkage of 40% up to 74% at 28 days, however, this type of admixture was not capable to combat the autogenous shrinkage. About mechanical strength, the SRA admixture incurs in a decrease up to 40% of compression strength that it was attributed to the decrease of the hydration degree and retard of pore size refinement. The shrinkage compensating admixture (SCA) softened drying and autogenous shrinkage, reducing in up to 64% and 70%, respectively. However, the SCA admixture decreases in up to 60% mechanical strength of alkali activated slag. About microstructure, SCA admixture reduced the hydration degree and it increased the total porosity, with the increase of macropores volume.