Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/1822/58335

TítuloDurabilidade do betão à ação combinada da carbonatação e dos iões cloreto considerando a presença de cinzas volantes
Autor(es)Malheiro, Raphaele Lira Meireles Castro
Orientador(es)Camões, Aires
Meira, Gibson Rocha
Data17-Jul-2018
Resumo(s)To ensure the durability of concrete structures it is necessary to understand its behaviour in the presence of aggressive agents. Carbonation and chloride ingress are the two main causes of degradation in reinforced concrete. Despite the combined action of these two mechanisms being a reality, the few research endeavours on the area have not yet reached a consensus on the effect of the combined action of chlorides and carbonation on the durability of concrete. The fly ash content of the concrete is another important point in the studied, since the concrete with fly ash presents different behaviour in relation to the penetration of chlorides and the action of carbonation. To contribute to this ongoing and important discussion, laboratory tests were carried out to evaluate the influence of carbonation on the penetration of chlorides, the influence of the presence of chlorides on the carbonation front, the influence of the fly ash in this context and the influence of the type of test in the results. Moreover, this work also contributes to the discussion on the use of the immersion and drying cycles. Concrete specimens were cast with different water cement ratios: 0,40, 0,50, 0,55 and 0,60. Mortar and cement past were cast too. Specimens with 40% replacement of cement for fly ash (by mass) were molded. For mortar, specimens with 20 and 60% replacement of cement for fly ash were also molded. In addition, the following accelerated tests were used: carbonation chamber (T = 20ºC, HR = 60%, CO2 = 4%), chloride migration test, chloride diffusion by immersion (3,50% NaCl) and immersion and drying test. The time of exposure to the aggressive agents, combined or not, was also evaluated. According the results, the presence of chloride ions leads to a reduction in the carbonation depth. However, the chloride penetration into the cementitious matrix seems to be related to the carbonation depth. Regardless of the accelerated test used, from a certain carbonation depth, in this case identified as 8,00 mm, the carbonation increases the chloride penetration. On the other hand, for very low carbonation depths, below 8,00 mm, the carbonation decreases the chloride penetration. Regarding the use of fly ash in the cementitious matrix studied, it is possible to verify a significant increase in the chloride penetration in these matrices. As a consequence, there is a significant reduction in the chloride penetration resistance in concrete with fly ash. Regarding the type of test used to combine the chloride penetration and carbonation, it is possible to say that the combination of the carbonation chamber with the chloride diffusion by immersion seems to be the most appropriate choice for this study.
Uma das formas de garantir a durabilidade das estruturas de betão é entender o seu comportamento na presença de agentes agressivos. O dióxido de carbono e os iões cloreto são os dois principais agentes causadores de degradação em estruturas de betão armado. Apesar da ação combinada destes dois agentes ser uma realidade, as investigações desenvolvidas na área ainda não reúnem um consenso sobre a forma como esta combinação afeta a durabilidade do betão. A dição de cinzas volantes ao betão, é mais um ponto importante no contexto estudado, uma vez que o betão com cinzas volantes apresenta comportamentos distintos face à penetração de cloretos e face à ação da carbonatação. No sentido de contribuir para esta atual e importante discussão, foi realizada uma campanha experimental que permitiu avaliar a influência da carbonatação na penetração de cloretos, a influência da presença de cloretos sobre o desenvolvimento da carbonatação, o efeito da presença das cinzas volantes neste contexto, e a influência do tipo de ensaio utilizado nos resultados obtidos, além de contribuir para a discussão sobre a utilização do ensaio cíclico de imersão e secagem. Para tal, foram utilizados betões com diferentes qualidades (razão água/ligante igual a 0,40, 0,50, 0,55 e 0,60), além de argamassas e pastas de cimento. As cinzas volantes foram utilizadas, em substituição ao cimento das matrizes cimentícias estudadas, na proporção de 40% de cinzas e 60% de cimento (em massa). No caso das argamassas, também foram estudadas as substituições de cimento por 20 e 60% de cinzas volantes. Além disso, foram utilizados os seguintes ensaios acelerados: câmara de carbonatação (T = 20ºC, HR = 60%, CO2 = 4%), migração de cloretos, difusão de cloretos por imersão (3,50% de NaCl) e ensaio cíclico de imersão e secagem. O tempo de exposição aos agentes agressores estudados, combinados ou não, também foi avaliado. Os resultados indicam que a presença de iões cloreto conduz a uma importante redução na profundidade de carbonatação. Já a penetração de iões cloreto nas matrizes cimentícias estudadas, parece estar relacionada com a profundidade de carbonatação atingida. Independentemente do ensaio acelerado utilizado, a partir de uma certa profundidade, aqui identificada como 8,00 mm, a carbonatação age de maneira a aumentar a penetração de cloretos na matriz. Para valores de carbonatação muito reduzidos, neste caso, abaixo dos 8,00 mm, a carbonatação age de maneira a reduzir a penetração de cloretos. Sobre a utilização de cinzas volantes nas matrizes cimentícias estudadas, é possível verificar um aumento significativo na penetração de cloretos. Como consequência, há uma redução importante na resistência a penetração de cloretos nos betões com cinzas volantes. Sobre o tipo de ensaio utilizado para combinar a ação dos cloretos e da carbonatação, é possível afirmar que, a combinação da câmara de carbonatação com a difusão de cloretos por imersão parece ser a escolha mais acertada para o estudo da ação combinada.
TipodoctoralThesis
DescriçãoTese de Doutoramento em Engenharia Civil
URIhttp://hdl.handle.net/1822/58335
AcessoopenAccess
Aparece nas coleções:C-TAC - Teses de Doutoramento
BUM - Teses de Doutoramento

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