The carbonation in concrete is caused by the penetration of environmental carbonic
anhydride (CO2) in concrete by diffusion, being considered one of more important
structures pathologies. It occurs naturally in concrete structures, from the surface and
causes the alkalis neutralization reactions, depassivating the rebars and its
corrosion possibility. In this study the concrete investigation with 14 years old
composed by binary and ternary mixtures of pozzolans as silica fume (10%), fly ash
(25%), rice husk ash (25%), fly ash and silica fume (15+10)% and fly ash with rice
husk ash (10+15)%. The natural carbonation depths were measured in cylindrical
specimens with 0,5, 1, 2, 4 and 14 years readings, exposed in lab internal
environment, in normal conditions of temperature and CO2 concentrations. Natural
carbonation coefficients in the five cited ages were calculated, in equality of
water/binder (w/b) relationship (0.35, 0.45 and 0.55), and 50 and 60 MPa axial
compressive strength, and the results were compared with the short term tests
(accelerated). Microstructure analysis by means of remained calcium hydroxide,
hydrated compounds by DRX, porosity by Hg intrusion porosimetry and visual
analysis by MEV and EDS were accomplished. Among the pozzolans mixtures the
silica fume (10%) presented lower carbonation for w/b 0.35 and 0.45. For w/b 0.55
the better performance occurred to the fly ash and rice husk ash ternary mixture. The
relationships between accelerated and natural carbonation coefficients showed
decrease of the natural coefficients related to the accelerated ones, in a relation that
varied between 1,0 and 2,0 (mean) for the pozzolanic mixtures. In 50 and 60 MPa
compressive strength equality, the carbonation depended of the pozzolan type and
content, being influenced by the chemical and physical properties of each one in
particular. The microstructure tests results confirmed the CH decrease in the
carbonated layer and the CaCO3 increase, and the hydrated silicates and
silicoaluminates depolymerization. According NBR 15575-5 was observed that it is
possible to obtain concretes with until 25% of pozzolans with performance of the
project useful life, in front of carbonation, of 60 years. / A penetração de anidrido carbônico (CO2) ambiental por difusão no concreto
ocasiona a carbonatação, sendo considerada uma das patologias mais importantes
das estruturas. Acontece naturalmente nas estruturas de concreto, a partir da
superfície e ocasiona reações de neutralização dos álcalis, despassivando a
armadura e a possibilidade de sua corrosão. Neste estudo apresenta-se a
investigação de concretos com 14 anos de idade, compostas de misturas binárias e
ternárias de pozolanas sendo sílica ativa(10%), cinza volante(25%), cinza de casca
de arroz(25%), cinza volante e sílica ativa (15+10)% e cinza volante com cinza de
casca de arroz (10+15)%. As profundidades de carbonatação natural foram medidas
em corpos de prova cilíndricos, com leituras a 0,5, 1, 2, 4 e 14 anos, expostos em
ambiente interno de laboratório, em condições normais de temperatura e
concentração de CO2. Calculou-se os coeficientes de carbonatação natural nas 5
idades citadas, em igualdade de relação a/ag (0,35, 0,45 e 0,55) e de resistência à
compressão axial de 50 e 60 MPa, e comparou-se com os resultados de curto prazo
(acelerado). Realizou-se análise da microestrutura por meio do teor de hidróxido
remanescente, dos compostos hidratados por difração de raios-X, porosidade por
porosimetria por intrusão de mercúrio e análise visual por microscopia eletrônica de
varredura com EDS. O concreto de referência apresentou menor coeficiente de
carbonatação nas três relações a/ag estudadas. Entre as misturas com pozolanas a
sílica ativa (10%) apresentou menor carbonatação para a/ag 0,35 e 0,45. Para a/ag
0,55 o melhor desempenho aconteceu para a mistura ternaria de cinza volante e
cinza de casca de arroz. As relações entre os ensaios acelerado e naturais
mostraram decréscimo dos coeficientes de carbonatação natural em relação aos
acelerados, numa relação que variou, em média, entre 1,0 e 2,0 para as mistura
pozolânicas. Em igualdade de resistência à compressão de 50 e 60 MPa a
carbonatação dependeu do tipo e do teor de pozolana, sendo influenciada pelas
propriedades químicas e físicas de cada uma em particular. Os resultados dos
ensaios da microestrutura confirmaram o decréscimo do CH nas camadas
carbonatadas e acréscimo de CaCO3 e a despolimerização dos silicatos e
silicoaluminatos de cálcio hidratados. Segundo a NBR 15575-2 observou-se que é
possível obter-se concretos com até 25% de pozolanas, com desempenho à vida útil
de projeto, frente a carbonatação, de 60 anos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/7810 |
| Date | 31 August 2012 |
| Creators | Tasca, Maisson |
| Contributors | Isaia, Geraldo Cechella, Gastaldini, Antonio Luiz Guerra, Cascudo, Oswaldo |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFSM, BR, Engenharia Civil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300100000003, 400, 300, 300, 300, 300, 5d5ff349-6e1b-45f0-a3fc-dfb31b446dec, 1192a3f8-fa74-4308-94f8-1db4f5879258, 6a0102db-7d1b-4dd8-8f1d-555760a238eb, 8bbbba4f-1f8e-4e37-bc30-0dedeb0c4d99 |
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