Publicação

Influência da adição de cal hidratada na carbonatação de betões de elevado volume de cinzas volantes

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A corrosão das armaduras do betão é uma das formas de dano mais grave e frequente nas estruturas dos edifícios, gerando globalmente custos astronómicos de 3.4% do PIB global, não incluindo custos indiretos. Uma das maiores contribuições é o ataque por carbonatação, cuja tendência é de agravamento no futuro devido à crescente agressividade ambiental, à pressão populacional mundial, à produção de cimento mais refinado e mais reativo, ou à maior capacidade de incorporação de cinzas volantes no betão, como substituição do cimento. O uso de materiais pozolânicos oferece não só vantagens técnicas e económicas, mas também de ordem ecológica e de sustentabilidade mas, quando o volume de incorporação é elevado o betão poderá ser vulnerável a um ataque por carbonatação. A presente tese tem como objetivo a avaliação da introdução de cal hidratada, como forma de mitigar o ataque por carbonatação em betões com elevado volume de cinzas volantes, como substituição do cimento. Foram produzidas misturas com reduzida razão A/L, com 50% de cinzas volantes e 50% de cimento, às quais foi adicionado cal hidratada como substituição do agregado fino. Utilizando provetes em pastas, argamassas e betões, executaram-se diversos ensaios ao longo de 730 dias, incluindo após carbonatação natural e acelerada, tais como: profundidade de carbonatação, resistência à compressão, variação da massa, ultrassons, resistividade elétrica, absorção de água, PIM, ATS, DRX, MEV, EDD, pH e de teor de água. Executaram-se com sucesso análises estatísticas com modelos lineares generalizados mistos, na investigação de 4 precondicionamentos, 3 meios de medição da profundidade de carbonatação e 2 indicadores ácido-base (timolftaleína e fenolftaleína). Adicionalmente abordou-se uma nova metodologia de avaliação da carbonatação (EIE) e desenvolveu-se um procedimento para o ensaio de dissolução seletiva com HF, com excelentes resultados. Concluiu-se que a introdução de cal hidratada foi competente na redução do ataque por carbonatação, possivelmente pela precipitação de carbonato de cálcio na matriz cimentícia, reduzindo a porosidade aberta, a dimensão média e crítica da rede porosa, bem como a sua distribuição. No entanto, também foi promovida a redução do pH, a produção de compostos hidratados e a descalcificação desses mesmos compostos após carbonatação.
Autores principais:	Reis, Rui Jorge Alves da Cunha
Assunto:	Cal hidratada Carbonatação Cinzas volantes Precondicionamento Timolftaleína Carbonation Fly Ash Hydraulic lime Preconditioning Thymolphthalein
Ano:	2022
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	português
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho

Descrição
Resumo:	A corrosão das armaduras do betão é uma das formas de dano mais grave e frequente nas estruturas dos edifícios, gerando globalmente custos astronómicos de 3.4% do PIB global, não incluindo custos indiretos. Uma das maiores contribuições é o ataque por carbonatação, cuja tendência é de agravamento no futuro devido à crescente agressividade ambiental, à pressão populacional mundial, à produção de cimento mais refinado e mais reativo, ou à maior capacidade de incorporação de cinzas volantes no betão, como substituição do cimento. O uso de materiais pozolânicos oferece não só vantagens técnicas e económicas, mas também de ordem ecológica e de sustentabilidade mas, quando o volume de incorporação é elevado o betão poderá ser vulnerável a um ataque por carbonatação. A presente tese tem como objetivo a avaliação da introdução de cal hidratada, como forma de mitigar o ataque por carbonatação em betões com elevado volume de cinzas volantes, como substituição do cimento. Foram produzidas misturas com reduzida razão A/L, com 50% de cinzas volantes e 50% de cimento, às quais foi adicionado cal hidratada como substituição do agregado fino. Utilizando provetes em pastas, argamassas e betões, executaram-se diversos ensaios ao longo de 730 dias, incluindo após carbonatação natural e acelerada, tais como: profundidade de carbonatação, resistência à compressão, variação da massa, ultrassons, resistividade elétrica, absorção de água, PIM, ATS, DRX, MEV, EDD, pH e de teor de água. Executaram-se com sucesso análises estatísticas com modelos lineares generalizados mistos, na investigação de 4 precondicionamentos, 3 meios de medição da profundidade de carbonatação e 2 indicadores ácido-base (timolftaleína e fenolftaleína). Adicionalmente abordou-se uma nova metodologia de avaliação da carbonatação (EIE) e desenvolveu-se um procedimento para o ensaio de dissolução seletiva com HF, com excelentes resultados. Concluiu-se que a introdução de cal hidratada foi competente na redução do ataque por carbonatação, possivelmente pela precipitação de carbonato de cálcio na matriz cimentícia, reduzindo a porosidade aberta, a dimensão média e crítica da rede porosa, bem como a sua distribuição. No entanto, também foi promovida a redução do pH, a produção de compostos hidratados e a descalcificação desses mesmos compostos após carbonatação.