A feasible evaluation protocol to determine the reactivity of sulfide-bearing aggregates for use in concrete

Abstract

Existem muitos mecanismos de degradação no concreto armado. Esses mecanismos podem ser divididos em degradação da própria estrutura, deterioração da armadura e deterioração do concreto. O ataque interno de sulfatos pertence ao último grupo. O ataque interno por sulfatos é um dos mecanismos mais nocivos ao concreto, pois quando sulfetos (que depois de oxidados liberam sulfatos) provenientes de algum componente do concreto, tal como o agregado, encontram-se de maneira dispersa no interior do material, há um ataque de maneira generalizada em todo o elemento estrutural. Esse ataque ocasiona a formação de produtos expansivos que geram fissuração que podem levar a sérios problemas estruturais no concreto. A utilização de materiais rochosos que contenham sulfetos na produção de agregados vem se tornando cada vez mais comum em todo o mundo, pois esses minerais estão presentes na maioria das litologias e as reservas naturais de materiais desprovidos de sulfetos estão cada vez mais exauridas e escassas. Poucos estudos de caráter científicos sobre a utilização de agregados sulfetados em estruturas de concreto associados à resistência do meio técnico na utilização desse material justificam o aprofundamento nesse tema. A principal contribuição desta pesquisa é a avaliação da reatividade de agregados que contêm sulfetos usando para isso a combinação de diferentes técnicas de rápida execução e de custo reduzido. Para isso foram utilizados agregados fabricados a partir de rochas provenientes da região de implementação da UHE de Irapé, em Minas Gerais, com amostras contendo sulfetos na ordem de 5% em sua composição. Inicialmente buscou-se avaliar a granulometria mais reativa desse material. Baseado em investigações anteriores partículas entre 0,15mm e 4,80 mm foram analisadas e as quantidades de sulfeto pirita (FeS2) e pirrotita (Fe(1-x)S) determinadas através de ensaio de combustão direta. A superfície livre de cada sulfeto também foi determinada através da técnica MLA (Mineral Liberation Analysis). Em seguida amostras de cada granulometria escolhida foram submetidas ao ataque de uma solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) e o sulfato, produto da oxidação dos sulfetos, liberado na solução foi quantificado pela técnica de turbidimetria indicando assim em qual granulometria o sulfeto reagiu mais. Os resultados também mostraram que quanto maior a superfície exposta do sulfeto e menor o tamanho do agregado, mais efetiva é a oxidação e consequentemente mais reativo é o agregado para o concreto. Com esses resultados os tamanhos de partícula 0,15 a 2,40 mm foram definidos como os mais propícios à oxidação: portanto não devem ser utilizados na produção de concreto. Agregados maiores que 4,80 mm podem não ser reativos para o material analisado; no entanto, serão necessários testes adicionais para verificar sua possível utilização em concreto.