Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/34317
Type: Dissertação
Title: Influência da pozolanicidade e do efeito fíler na resistividade elétrica volumétrica e superficial do concreto
Authors: Sarah Silva Azzi
First Advisor: Enio José Pazini Figueiredo
First Co-advisor: Maria Teresa Paulino Aguilar
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Eduardo Chahud
First Referee: Romildo Dias Toledo Filho
Second Referee: Adriano de Paula e Silva
Abstract: A corrosão das armaduras é uma das manifestações patológicas mais frequentes nas estruturas de concreto. A velocidade de corrosão está diretamente relacionada à umidade no interior do concreto, à interligação dos poros e à movimentação e concentração de íons dentro do compósito cimentício. Essa mobilidade dos íons em solução aquosa pode modificar a resistência ôhmica do material e promover a aceleração do processo de corrosão da armadura. Neste contexto, a resistividade elétrica pode ser considerada um parâmetro importante para avaliar o risco da ocorrência de um processo corrosivo na armadura, além de avaliar a qualidade do concreto. Existem dois tipos de métodos utilizados para a medição da resistividade elétrica do concreto: o volumétrico e o superficial. A resistividade elétrica do compósito cimentício, seja volumétrica ou superficial, depende da composição química, da massa específica, da porosidade, da presença de umidade, da temperatura do concreto, dentre outros aspectos. A resistividade elétrica superficial, empregada como um indicador do risco de corrosão da armadura, é assunto de diversos trabalhos científicos atuais, enquanto são poucos os estudos sobre o uso da resistividade elétrica volumétrica para avaliação da qualidade do concreto. Dessa forma, este trabalho se propõe a avaliar a influência da natureza das adições minerais e da dimensão dos corpos de prova nos dois tipos de resistividade elétrica. Foram utilizadas adições minerais com características de fíler (fíler calcário e lama vermelha) e pozolana (cinza de casca de arroz e metacaulim). As adições minerais foram avaliadas quanto a sua composição química e seu nível de atividade pozolânica, para posteriormente serem adicionadas ao concreto em substituição a 10% da massa do cimento. Os concretos formados foram caracterizados quanto à resistividade elétrica volumétrica e superficial, à absorção por imersão e índices de vazios, ao módulo de elasticidade (estático e dinâmico) e à resistência à compressão. Os resultados obtidos indicaram que as dimensões dos corpos de prova não influenciam na resistividade elétrica volumétrica e confirmaram que interferem na resistividade elétrica superficial, devido à relação entre a altura dos corpos de prova e o distanciamento dos quatro eletrodos usados no equipamento de medição. Além disso, pode-se concluir que os compósitos cimentícios com adições minerais pozolânicas e fíleres apresentaram valores superiores de resistividade elétrica, tanto volumétrica quanto superficial. A resistência à compressão dos concretos com a adição das pozolanas apresentou um aumento significativo quando comparado com o concreto de referência. Por outro lado, o mesmo comportamento não foi observado nos concretos com a adição dos fíleres, uma vez que esses concretos apresentaram uma pequena redução nos resultados de resistência à compressão em relação ao concreto de referência. No módulo de elasticidade por frequência ressonante, dinâmico, e no módulo estático as adições minerais proporcionaram alterações significativas nos resultados obtidos quando comparados com o concreto de referência. Em função dos valores de resistividade obtidos, o risco de corrosão da armadura, empregando-se o concreto de referência, foi classificado como “de alto risco”. As substituições de 10% do cimento Portland pelas adições minerais pozolânicas e fíleres estudadas promoveram uma diminuição do risco de corrosão dos concretos devido a melhora na qualidade dos materiais.
Abstract: Reinforcement corrosion is one of the most frequent pathological manifestations in concrete structures. The corrosion rate is directly related to the moisture inside the concrete, the interconnection of the pores and the movement and concentration of ions within the cementitious composite. This mobility of ions in aqueous solution can modify the ohmic resistance of the material and promote the acceleration of the corrosion process of the reinforcement. In this context, electrical resistivity can be considered an important parameter to assess the risk of the occurrence of a corrosive process in the reinforcement, in addition to assessing the quality of the concrete. There are two types of methods used to measure the electrical resistivity of concrete: bulk and superficial. The electrical resistivity of the cementitious composite, whether bulk or superficial, it depends on the chemical composition, the specific mass, the porosity, the presence of moisture, the temperature of the concrete, among other aspects. The surface electrical resistivity, used as an indicator of the risk of reinforcement corrosion, is the subject of several current scientific studies, while there are few studies on the use of bulk electrical resistivity to evaluate the quality of concrete. Thus, this work proposes to evaluate the influence of the nature of mineral additions and the dimension of the specimens in the two types of electrical resistivity. Mineral additions with characteristics of filler (limestone filler and red mud) and pozzolan (rice husk ash and metakaolin) were used. Mineral additions were evaluated for their chemical composition and their level of pozzolanic activity, to later be added to the concrete to replace 10% of the cement mass. The concretes formed were characterized in terms of bulk and surface electrical resistivity, immersion absorption and void indices, elasticity module (static and dynamic) and compressive strength. The results obtained indicated that the dimensions of the specimens do not influence the bulk electrical resistivity, but confirmed that they interfere with the surface electrical resistivity, due to the relationship between the height of the specimens and the distance between the four electrodes used in the measurement equipment. In addition, it can be concluded that cementitious composites with pozzolanic mineral additions and fillers showed higher values of electrical resistivity, both bulk and superficial. The compressive strength of concretes with the addition of pozzolans showed a significant increase when compared to reference concrete. On the other hand, the same behavior wasn´t observed in concretes with the addition of fillers, since these concretes showed a small reduction in the results of compressive strength in relation to the reference concrete. In the elastic modulus by resonant frequency, dynamic, and in the static modulus, mineral additions provided significant changes in the results obtained when compared with the reference concrete. Due to the resistivity values obtained, the risk of reinforcement corrosion, using the reference concrete, was classified as “high risk”. The substitution of 10% of Portland cement by the studied pozzolanic and filler mineral additions promoted a reduction in the risk of corrosion of the concretes due to the improvement in the quality of the materials.
Subject: Engenharia elétrica
Materiais de construção
Pozolanas
Resistividade elétrica
Concreto
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MATERIAIS E DA CONSTRUÇÃO CIVIL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Construção Civil
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/34317
Issue Date: 27-Aug-2020
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