Avaliação da durabilidade de concretos autoadensáveis com reduzido teor de cimento e elevados teores de adições minerais

A indústria de concreto é uma grande consumidora de recursos naturais, seja para a produção de agregados, ou para a produção de cimento Portland, onde grandes quantidades de calcário são extraídas. Além disso, a indústria do cimento tem uma grande contribuição na emissão de gases responsáveis pelo efeito estufa, portanto iniciativas que busquem reduzir o consumo de cimento nos concretos são importantes para a sustentabilidade das construções. Este trabalho avalia parâmetros de durabilidade de concretos autoadensáveis (CAA) com baixo consumo de cimento e elevados teores de cinza volante e metacaulim, com e sem a adição de cal, em comparação a dois concretos sem adições. Foram avaliados CAA com consumos de cimento entre 150 e 200 kg por m3 de concreto. Os ensaios realizados foram de resistividade, difusão de íons cloreto (LNEC E-463/2004), carbonatação acelerada e absorção por capilaridade. Os resultados demonstram a aptidão em produzir CAA com misturas terciárias e quaternárias com baixo consumo e que atendam as resistências correntes aos 28 dias (30 a 40 MPa), proporcionando ainda ganhos acentuados na durabilidade e elevadas resistências aos 90 dias.

Segurança contra incêndios na reabilitação sustentável de edifícios antigos

Dissertação de mestrado em Construção e Reabilitação Sustentáveis

Controlo da qualidade de betões

Dissertação de mestrado em Construção e Reabilitação Sustentáveis

Produtos de hidratação em argamassas geopoliméricas à base de argila da Tunísia para reparação de estruturas de concreto

A reparação de estruturas degradadas de concreto representa uma oportunidade para a indústria da construção mas também um desafio para a comunidade científica. O desenvolvimento de novas argamassas de reparação constitui por isso uma importante área de investigação. Os geopolímeros são ligantes inovadores alternativos ao cimento Portland pelo que as argamassas à base destes materiais, geopolíméricas, apresentam algumas potencialidades no campo da reparação das estruturas de concreto. O presente artigo apresenta resultados de uma investigação sobre o desenvolvimento de argamassas geopoliméricas à base de uma argila da Tunísia sujeita a tratamento térmico. É incluída uma análise da argila e também dos produtos de hidratação da argamassa os quais apresentam fases geopoliméricas típicas.

Ligantes de baixo impacto ambiental e baixo custo, baseados na ativação química de escórias de aciaria

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Resilience of concrete structures in the marine environment through microstructural innovation

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Performance of a fly ash geopolymeric mortar for coating of ordinary portland cement concrete exposed to harsh chemical environments

Premature degradation of ordinary Portland cement (OPC) concrete infrastructures is a current and serious problem with overwhelming costs amounting to several trillion dollars. The use of concrete surface treatments with waterproofing materials to prevent the access of aggressive substances is an important way of enhancing concrete durability. The most common surface treatments use polymeric resins based on epoxy, silicone (siloxane), acrylics, polyurethanes or polymethacrylate. However, epoxy resins have low resistance to ultraviolet radiation while polyurethanes are sensitive to high alkalinity environments. Geopolymers constitute a group of materials with high resistance to chemical attack that could also be used for coating of concrete infrastructures exposed to harsh chemical environments. This article presents results of an experimental investigation on the resistance to chemical attack (by sulfuric and nitric acid) of several materials: OPC concrete, high performance concrete (HPC), epoxy resin, acrylic painting and a fly ash based geopolymeric mortar. Three types of acids, each with high concentrations of 10%, 20% and 30%, were used to simulate long term degradation by chemical attack. The results show that the epoxy resin had the best resistance to chemical attack, irrespective of the acid type and acid concentration.

Eco-efficient self-compacting concrete with reduced Portland cement content and high volume of fly ash and metakaolin

The eco-efficient, self-compacting concrete (SCC) production, containing low levels of cement in its formulation, shall contribute for the constructions' sustainability due to the decrease in Portland cement use, to the use of industrial residue, for beyond the minimization of the energy needed for its placement and compaction. In this context, the present paper intends to assess the viability of SCC production with low cement levels by determining the fresh and hardened properties of concrete containing high levels of fly ash (FA) and also metakaolin (MK). Hence, 6 different concrete formulations were produced and tested: two reference concretes made with 300 and 500 kg/m3 of cement; the others were produced in order to evaluate the effects of high replacement levels of cement. Cement replacement by FA of 60% and by 50% of FA plus 20% of MK were tested and the addition of hydrated lime in these two types of concrete were also studied. To evaluate the self-compacting ability slump flow test, T500, J-ring, V-funnel and L-box were performed. In the hardened state the compressive strength at 3, 7, 14, 21, 28 and 90 days of age was determined. The results showed that it is possible to produce low cement content SCC by replacing high levels of cement by mineral additions, meeting the rheological requirements for self-compacting, with moderate resistances from 25 to 30 MPa after 28 days.

Efeito do tempo e temperatura de cura em concretos autoadensáveis com reduzido teor de cimento

Os concretos com reduzidos teores de cimento têm sido foco de crescentes estudos em virtude do seu potencial quanto a sustentabilidade das construções. Mais recentemente o estudo ascendeu aos concretos autoadensáveis com reduzidos teores de cimento. Entretanto, há uma preocupação quanto ao ganho de resistência nas primeiras idades desses concretos devido ao baixo teor de cimento e o elevado teor de adições minerais que conhecidamente proporcionam melhorias nas resistências a longas idades, notadamente acima de 90 dias. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar o ganho de resistência e a hidratação de concretos autoadensáveis com reduzidos teores de cimento e elevados teores de cinza volante e metacaulim, com e sem adição de hidróxido de cálcio. Para tanto, os concretos foram submetidos a cura por imersão em água a temperatura de 20±2ºC durante 3, 7, 14, 21, 28, 91 e 360 dias e também cura em água aquecida a 40ºC por 3 dias acrescidos de mais 3 dias a 60ºC e um dia de resfriamento dentro do banho térmico até a temperatura ambiente. Foram realizados ensaios de slump flow, L-box, V-test e J-ring para caracterização do CAA no estado fresco. No estado endurecido foram realizados ensaios de resistência à compressão a idades de 3, 7, 14, 28, 90 e 360 dias, absorção por capilaridade, difração de raios X e MEV. Os resultados demonstram a aptidão em desenvolver CAA com reduzidos teores de cimento devido a excelente capacidade das cinzas volantes e metacaulim em trabalharem como agentes viscosificadores dos concretos autoadensáveis. Verifica-se que é possível produzir CAA com consumos de cimento entre 150 e 200 kg/m3 que atinjam resistências aos 28 dias entre 25 e 40 MPa e entre 45 e 70 MPa, para cura úmida e térmica respectivamente. A partir do ensaios de MEV e DRX é possível inferir que o ganho de resistência obtido pelos CAA com cura térmica é devido a aceleração das reações pozolânicas e da estrutura interna mais densa dos concretos submetidos a cura térmica.