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Previous issue date: 2013-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The concrete, to be one of the most consumed material in the world, has been the object of several studies and researches in order to improve and enhance its features with respect to technical, economical and environmental aspects, aiming a higher durability. Solutions have been searched and actions have been implemented in order to produce such concrete and to achieve these goals. One of which is the incorporation of mineral additions to replace part of the Portland cement used in the production of this material. Several additions have been studied over time, among them are the fly ash, the slag blast furnace, the silica fume, the ash from rice husk, the bagasse ash from sugar cane and the metakaolin. The latter is a high reactivity pozzolan and it is being studied to be an alternative material of great potential and abundance, it is found in several parts of the world and it has a great number of advantages, such as ease of exploration, the use of a relatively simple process in its industrialization, the low cost of production and trade, besides a lower environmental impact when compared to the clinker. Several researches have already proved its potential as pozzolanic material, however, a few studies have been conducted in order to verify the durability of concretecurrent market with the addition of metakaolin. The carbonation, which is, simplifying, a chemical reaction between the carbon dioxide from the air and the calcium hydroxide present in cement paste, and occurs in the surface layers in contact with the environment to which the concrete is exposed, is one of the most important phenomenon to the beginning of the process of corrosion that causes major problems related to the lack of durability of structures, can lead to the collapse of structures. In this research, two groups of concrete were studied. In the first group were addressed levels of 10%, 12,5%, 15%, 17,5% and 20% of metakaolin in replacement of the cement and with the same relation a/ag (0,60). And in the second group were used the substitution levels of 10%, 15% and 20%, keeping the same range of resistance with variation of the ratio a/ag. The behavior of these concrete was analyzed in relation of its resistance to compressive strength at ages 3, 7, 28, 56 and 91 days, to water absorption by immersion at 91 days, and to microstructural and mineralogical changes. It as also evaluated the advancing front of carbonationmeasurements of the depth of the carbonation and mass gain during 16 weeks after preconditioning, where these concrete were subjected to accelerated carbonation process in a CO2 incubator, whose parameters used were as follows: temperature of 20°C, 75% relative humidity and CO2 concentration from 6%. The results showed that as the level of metakaolin increases, there are strength gains by compression, reaching levels between 8% and 16% higher than the reference concrete. Regarding the carbonation process, the behavior of the concrete of the first group was very similar to the reference concrete, and that levels 10% and 15% of substitution had the best performances. The concrete of the second group performed well below the other group, showing the great influence of ratio a/g related to carbonation. / O concreto, por ser um dos materiais mais consumidos no mundo, vem sendo objeto de vários estudos e pesquisas no intuito de melhorar e aprimorar as suas características no que se refere aos aspectos técnicos, econômicos e ambientais visando a uma maior durabilidade. Soluções têm sido buscadas e ações implementadas na produção desses concretos para se atingir esses objetivos, e uma delas é a incorporação de adições minerais em substituição parcial ao cimento Portlandutilizado na produção desse material. Diversas adições têm sido estudadas ao longo do tempo, dentre elas a cinza volante, a escória de altoforno, a sílica ativa, a cinza da casca de arroz, a cinza do bagaço da cana-de-açucar e o metacaulim. Essa última é uma pozolana de alta reatividade e vem sendo estudada por ser um materialalternativo de grande potencial e abundante, encontrada em várias partes do mundo, além de trazer uma série de vantagens, como a facilidade de exploração, a utilização de um processo relativamente simples na sua industrialização, baixo custo de produção e comercialização, e menor impacto ambiental quando comparado ao clínquer. Várias pesquisas já comprovaram o seu potencial como material pozolânico, porém, poucos estudos foram realizados no sentido de verificar a durabilidade das estruturas de concretoscorrentes do mercado com a adição do metacaulim. A carbonatação, que é, simplificadamente, uma reação química entre o dióxido de carbono do ar e o hidróxido de cálcio presente na pasta de cimento e que ocorre nas camadas superficiais em contato com o ambiente a que o concreto está exposto, é um dos fenômenos mais importantes para o início do processo de corrosão das armaduras, fenômeno este que podelevar estruturas ao colapso. Nesta pesquisa, foram estudados dois grupos de concretos, sendo abordados, no primeiro, níveis de 10%, 12,5%, 15%, 17,5% e 20% de metacaulim em substituição em massa ao cimento e com mesma relação a/ag (0,60), e no segundo grupo foram utilizados os níveis de substituição de 10%, 15% e 20%, mantendo-se a mesma faixa de resistência, com variação da relação a/ag. O comportamento desses concretos foi analisado em relação à resistência à compressão nas idades de 3, 7, 28, 56 e 91 dias, à absorção de água por imersão aos 91 dias e às mudanças microestruturais e mineralógicas.Também se avaliou o avanço da frente de carbonatação, com medidas de profundidade carbonatada e ganhos de massa, no decorrer de 16 semanas, após precondicionamento, onde esses concretos foram submetidos ao processo de carbonatação acelerada em incubadora de CO2, cujos parâmetros adotados foram os seguintes: temperatura de 20oC, umidade relativa de 75% e concentração de CO2 de 6%. Os resultados mostraram que, na medida em que se aumenta o nível de metacaulim, há ganhos de resistência à compressão atingindo níveis entre 8% e 16% acima do concreto de referência. Em relação ao processo de carbonatação, os comportamentos dos concretos do primeiro grupo foram bastante semelhantes ao concreto de referência, sendo que os níveis de 10% e 15% de substituição obtiveram os melhores desempenhos. Os concretos do segundo grupo ficaram com desempenho bem abaixo dos demais, mostrando a grande influência da relação a/ag em relação à carbonatação.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/4376 |
| Date | 30 September 2013 |
| Creators | Perim, José Roberto |
| Contributors | Cascudo, Oswaldo, Cascudo, Oswaldo, Carasek, Helena, Kazmierczak, Cláudio de Souza |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Geotecnia, Estruturas e Construção 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 | 6915322422128222104, 600, 600, 600, 600, 724087251626315585, -2538089779098232013, 2075167498588264571 |
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