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Previous issue date: 2016-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cementitious materials have been used since antiquity. The development of silica fume as a
pozzolana has afforded significant improvements to concrete technology. Now, new high
performance mineral admixtures have come to light, such as highly-reactive metakaolin. This
material has presented great results, trough more than a decade, in researches made by the
group of study of concrete durability of UFG. The fact of metakaolin concretes shows great
performance towards durability and mechanical strength is controversial, once the silica
content is about 55%, which, theoretically, would result in a smaller volume of C-S-H, from
the pozzolanic reaction. However, as it is a very fine material, its physical effect in concrete
seems to be more prominent, besides, the alumina that there is in metakaolin also produces
interesting hydrated compounds. This way, the goal of the present work is to evaluate the
changes in the microstructure of concrete using three types of metakaolin, manufactured by
the same company. The main differences between than is their fineness. The specific
surface area, measured by BET method, varied from about 8 000 m²/kg to 31 000 m²/kg.
Moreover, one of them – the coarser one – differs from the other because it has a high
chemical and mineralogical purity. In order to have a better understanding of the properties
of the three types of metakaolin, a wide characterization of the physical, chemical and
mineralogical properties of this mineral admixtures were carried out. Concrete mixtures were
than prepared for the purpose of knowing the influence of the characteristics of the
metakaolins in the mechanical and durability related properties and microstructure of the
concrete. Metakaolin concretes studied in this work showed significant improvement in
mechanical strength, total porosity, pore refinement, electrical resistivity and non-steady
state chloride migration. The evaluation of concrete microstructure shows that metakaolin
promoted a densification of interfacial transition zone between the paste matrix and
aggregate. Furthermore, there are indications suggesting that in metakaolin concrete can
occur the formation of Friedel’s salt. Thus, it follows that the addition of the three different
types of metakaolin had significantly changed the properties of concrete, with positive
highlight for the properties associated to concrete durability, in which the benefits of the
mineral admixtures were more pronounced. / Os materiais pozolânicos têm sido utilizados desde a antiguidade. A descoberta da sílica
ativa como adição mineral proporcionou significativos ganhos à tecnologia do concreto.
Agora, porém novas adições minerais de alto desempenho tem surgido, como o metacaulim
de alta reatividade. Esse material tem apresentado bons resultados nas pesquisas
realizadas ao longo de mais de uma década pelo grupo de estudos de durabilidade do
concreto na UFG. O fato de concretos com metacaulim apresentarem bom desempenho
frente a propriedades de durabilidade e resistência mecânica é controverso, uma vez que o
teor de sílica gira em torno de 55%, o que teoricamente, resultaria em um menor volume de
formação de C-S-H, a partir da reação pozolânica. No entanto, por ser um material muito
fino, seu efeito físico no concreto parece ser mais proeminente, além disso, a alumina
presente no material também produz compostos hidratados interessantes para o concreto
endurecido. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é avaliar as alterações da estrutura
interna do concreto com uso de três tipos diferentes de metacaulins, fabricados por uma
mesma empresa. As principais diferenças entre eles são a finura. A área superficial
específica, medida por BET, variou de cerca de 8 000 m²/kg a 31 000 m²/kg. Além disso, um
deles – o mais grosso – se difere dos demais por possuir um elevado grau de pureza
química e mineralógica. Para melhor compreender a influência do tipo de metacaulim
utilizado, foi realizada uma ampla caracterização física, química e mineralógica dessas
adições minerais. Foram dosados concretos com vistas a conhecer a influência das
diferentes características dos metacaulins nas propriedades mecânicas, naquelas relativas à
durabilidade e na microestrutura dos concretos. Os concretos com os metacaulins
estudados apresentaram melhorias significativas na resistência à compressão, porosidade
total, resistividade elétrica e migração de cloretos no regime não estacionário. A avaliação
da microestrutura do concreto mostra que o metacaulim promoveu uma densificação da
zona de transição entre a pasta e o agregado. Além disso, há indícios de nos concretos com
metacaulim pode ocorrer a fixação de cloretos na forma de sal de Friedel. Assim, concluiuse
que a incorporação dos diferentes tipos de metacaulim alterou significativamente as
propriedades do concreto, com destaque positivo para as propriedades associadas à
durabilidade, onde os benefícios do uso da adição mineral são mais pronunciados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/6544 |
| Date | 25 February 2016 |
| Creators | Alves, Rodrigo Teodoro |
| Contributors | Cascudo, Oswaldo, Cascudo, Oswaldo, Carasek, Helena, Ribeiro, Daniel Véras |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (EEC), UFG, Brasil, Escola de Engenharia Civil - EEC (RG) |
| 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:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -6536446489817675175, 600, 600, 600, 600, 724087251626315585, -8752296697002758244, 2075167498588264571 |
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