Avaliação das propriedades mecânicas e microestrutura de concreto de ultra alto desempenho com adições minerais e resíduos industriais
Resumo
Com o aumento da população mundial, a construção civil é a maior consumidora de recursos,
com grande impacto ambiental. Uma das maneiras de diminuir esse impacto é aumentar a
resistência mecânica do concreto, reduzindo as seções resistentes das peças estruturais,
desmaterializando-as da emanação dos gases do efeito estufa. A utilização no concreto de
resíduos industriais e pozolana, além do empacotamento das partículas, são ações concretas
que diminuem os impactos ambientais, aumentando a sustentabilidade. Assim, o objetivo
geral desta pesquisa foi analisar a microestrutura e propriedades físico-mecânicas de
concreto de ultra alto desempenho (CUAD) com cal hidratada, areia de fundição, adições
minerais pozolânicas e inerte, através dos efeitos de empacotamento das partículas. Os
objetivos específicos foram: avaliar a trabalhabilidade do CUAD com cinza de casca de arroz
(CCA), cinza volante (CV), cal CH I, fíler calcário, pó de quartzo e areia de fundição, em
relação ao concreto de referência, com cimento branco estrutural, sílica ativa, pó de quartzo
e areia industrial; estudar o empacotamento das partículas pelo método de Andreassen
modificado; analisar o desempenho das variáveis relacionadas com a resistência mecânica
do concreto em curas úmida e térmica: compressão axial, módulo de elasticidade e
rompimentos instrumentados; analisar a microestrutura das misturas do CUAD por: Difração
de Raios X (DRX), Análise termogravimétrica (TG/DTG), Infravermelho com transformada de
Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura MEV/EDS. As maiores resistências para
todas as idades foram da mistura REF. Verificou-se a eficiência da cura térmica,
principalmente em idades iniciais, com destaque para a mistura com 15% de substituição
parcial de cimento por cinza de casca de arroz (CCA15). Para as misturas com adições
minerais, ficou perceptível o comportamento semelhante. Esse desempenho ratifica que o
efeito físico foi representativo, pois, mesmo com alterações de teores e de tipos de adições
minerais, a intensidade de clínquer média não variou significativamente. Os módulos de
elasticidade apresentaram a mesma tendência de comportamento da resistência. Nos
rompimentos instrumentados as tensões foram proporcionais às deformações específicas em
quase todo o ensaio. Nas misturas com adições minerais (CCA15, CV15, CCA10-CV5 e
CCA10-FC5), as deformações foram maiores, atestando o comportamento menos frágil. No
DRX, observou-se presença de compostos não hidratados (alita e belita) devido à baixa
relação a/mc. Nas misturas com adição de cal houve acréscimo nos picos de portlandita e
calcita, evidenciando que uma parcela da cal não reagiu com a pozolana. No TG-DTG as
misturas com adições minerais tiveram maiores níveis de água combinada, hidróxido de cálcio
(CH) e carbonatos que a REF, atestando que a cal reagiu parcialmente com a pozolana. No
FTIR a mistura REF apresentou baixos picos de portlandita, comportamento oposto das
misturas com adições minerais. No MEV, verificou-se que as misturas com adições minerais
apresentaram níveis mais elevados de relação Ca/Si quando comparados ao concreto
referência.
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