Durabilidade de materiais cimentícios com incorporação de nanossílica, metacaulim e sílica ativa frente ao ataque por sulfato de sódio

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dc.contributor.advisorToralles, Berenice Martins
dc.contributor.authorLazari, Carlos Humberto
dc.contributor.bancaJussiani, Eduardo Inocente
dc.contributor.bancaLeite, Francisco Cláudio Morato
dc.contributor.bancaHoppe Filho, Juarez
dc.coverage.extent144 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-10-02T14:36:14Z
dc.date.available2024-10-02T14:36:14Z
dc.date.issued2023-03-24
dc.description.abstractO concreto é reconhecido por ser o material mais utilizado no ramo de construções civis, entretanto, deve-se priorizar também que a vida útil desse material deva ser relativamente extensa, atendendo critérios de segurança e de funcionalidade. Dentre os agentes agressivos que atacam o concreto, temos a ação de ácidos, cloretos e sulfatos. Indústrias de fertilizantes, sistemas de tubulação de esgoto, estações de tratamento de esgoto, se encontram sob permanente exposição agressiva a sulfatos, que proporciona a formação de agentes agressivos secundários, como ácido sulfúrico biogênico. Os íons sulfatos presentes nos resíduos de esgoto, dentre outras fontes, reagem com produtos de hidratação disponíveis na matriz cimentícia do concreto, gerando produtos expansivos, como etringita secundária e gipsita, que passam a deteriorar o material através de tensões internas, promovendo a fissuração do mesmo. Visando a mitigação de tais fenômenos, uma das possibilidades mencionadas por variados autores é a utilização de adições minerais, sobretudo pozolanas, que atuam de maneira a preencher os vazios capilares de maneira física, e também proporcionam a geração de compostos hidratados secundários, que atuam de maneira a preencher os poros intersticiais, por reações químicas. Dessa forma, o foco do trabalho gira em torno da análise de materiais cimentícios com diferentes adições minerais e diferentes teores de incorporação por substituição, de forma unitária e associada. Dentre os materiais estudados, tem-se a referência/unitário (cimento), binário (cimento + metacaulim [8%], cimento + sílica ativa [8%], cimento + nanossílica [0,5%]), ternário (cimento + metacaulim [8%] + sílica ativa [8%]) e quaternário (cimento + metacaulim [8%] + sílica ativa [8%] + nanossílica [0,5%]). Amostras foram elaboradas e divididas em dois grupos de cura, o primeiro com água saturada com cal e o segundo com sulfato de sódio. Foram realizados ensaios na macro e microestrutura após período de exposição em ambas. De forma sucinta, os resultados obtidos possibilitaram conhecer de forma mais específica o comportamento das argamassas em questão. Na resistência à compressão as únicas amostras que apresentaram decréscimo na resistência foram as binárias com metacaulim e sílica ativa e a argamassa ternária. Quanto à variação de massa, as argamassas ternária e quaternária foram as que apresentaram menor variação de massa, indicando menor suscetibilidade à ação de íons sulfatos. Nas análises por DRX, temos que a argamassa quaternária foi a única que apresentou teores próximos de etringita e hidróxido de sódio para as amostras curadas em solução de sulfato e água saturada com cal, possibilitando a atribuição de tal comportamento à reduzida quantidade de compostos para reação com íons sulfatos.
dc.description.abstractother1Concrete is recognized for being the most used material in the field of civil construction, however, it should also be prioritized that the useful life of this material should be relatively long, complyng with safety and functionality criteria. Among the aggressive agents that attack concrete, we have the action of acids, chlorides and sulfates. Fertilizer industries, sewage piping systems, sewage treatment plants, are under permanent aggressive exposure to sulfates, which provides the formation of secondary aggressive agents, such as biogenic sulfuric acid. Sulphate ions presente in sewage residues, among other sources, react with hydration products available in the cementitious matrix of concrete, generating expansive products, such as secondary ettringite and gypsum, which begin to deteriorate the material through internal stresses, promoting cracking of the concrete. same. Aiming at mitigating such phenomena, one of the possibilities mentioned by various authors is the use of mineral additions, especially pozzolans, which act in a way to physically fill the capillary voids, and also provide the generation of secondary hydrated compounds, which act in a similar way to fill the interstitial pores, by chemical reactions. Thus, the focus of the research revolves around the analysis of cementitious materials with different mineral additions and different levels of incorporation, in a unitary and associated way. Among the materials studied, there are the reference/unitary (cement), binary (cement + metakaolin [8%], cement + silica fume [8%], cement + nanosilica [0.5%]), ternary (cement + metakaolin [8%] + silica fume [8%]) and quaternary (cement + metakaolin [8%] + silica fume [8%] + nanosilica [0.5%]). Samples were prepared and divided into two curing groups, the first with water and the second with sodium sulfate. Assays were developed on the macro and microstructure after the exposure period in both. Briefly, the results obtained made it possible to know more specifically the behavior of the mortars in question. In terms of compressive strength, the only samples that showed a decrease in resistance were the binary ones with metakaolin and silica fume and the ternary mortar. As for the mass variation, the ternary and quaternary mortars showed the lowest mass variation, indicating less susceptibility to the action of sulfate ions. In XRD analyses, the quaternary mortar was the only one that presented levels close to ettringite and sodium hydroxide for samples cured in sulfate solution and water saturated with lime, allowing the attribution of such behavior to the reduced amount of compounds for reaction with sulfate ions.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17857
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCTU - Departamento de Construção Civil
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectSulfato de sódio
dc.subjectArgamassa
dc.subjectNanossílica
dc.subjectSílica ativa
dc.subjectMetacaulim
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.keywordsSodium sulfate
dc.subject.keywordsMortar
dc.subject.keywordsNanosilica
dc.subject.keywordsSilica fume
dc.subject.keywordsMetakaolin
dc.titleDurabilidade de materiais cimentícios com incorporação de nanossílica, metacaulim e sílica ativa frente ao ataque por sulfato de sódio
dc.title.alternativeDurability of cementitious materials incorporating nanosilica, metakaolin and silica fume against attack sodium sulfate attack
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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