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Type: Tese de Doutorado
Title: Estudo da atividade pozolânica de micropartículas de vidro soda-cal, incolor e âmbar, e sua influência no desempenho de compóstos de cimento Portland
Authors: Fernando Augusto Sales
First Advisor: Maria Teresa Paulino Aguilar
First Referee: Jose Marcio Fonseca Calixto
Second Referee: Nelcy Della Santina Mohallem
Third Referee: Conrado de Souza Rodrigues
metadata.dc.contributor.referee4: Enio José Pazini Figueiredo
Abstract: O concreto de cimento Portland é o material de construção mais utilizado no mundo, mas seu uso está associado a elevado custo ambiental. A extração de bilhões de toneladas de recursos naturais para sua fabricação impacta fortemente o meio ambiente. Além disso, a produção de cimento Portland requer alto consumo de energia, além de produzir grande quantidade de dióxido de carbono, que é liberado na atmosfera. O uso de resíduos, industriais, agrícolas ou da própria construção civil, como materiais alternativos em substituição, parcial ou total aos agregados ou aglomerantes do concreto, tem sido uma opção interessante para obtenção de concretos ecoeficientes. Normalmente os resíduos mais utilizados são escória de alto-forno, sílica ativa, cinzas volantes e resíduos de construção e demolição. Uma alternativa seria o resíduo de vidro. Diferentes estudos têm investigado o uso desses resíduos em compostos de cimento Portland, seja como agregado ou material cimentício suplementar. Nesses estudos, parece não haver consenso sobre a influência da cor e do tamanho das partículas de vidro no comportamento dos compostos produzidos, podendo ser a reação da sílica com os álcalis benéfica, se ocorre durante o endurecimento, ou deletéria, se ocorre no concreto endurecido. Além disso, existem informações recentes na literatura sobre a necessidade de se compreender melhor a cinética da reação pozolânica quanto à amorficidade e tamanho das partículas. Nesse contexto, este trabalho estuda a atividade pozolânica de micropartículas de vidro soda-cal, incolor e âmbar, e sua influência no desempenho de compostos de cimento Portland. Foi investigado o efeito da substituição parcial do cimento Portland por 10, 15 e 20% de partículas de vidro, de dimensões em torno de 9,5 mm, na atividade pozolânica, no comportamento mecânico e na durabilidade de compostos cimentícios (argamassa e concreto). Os resultados mostram que a substituição de parte do cimento por micropartículas de vidro soda-cal pode contribuir para a produção de argamassas e concretos de trabalhabilidade e desempenho mecânico similar e para a produção de concretos duráveis no que se refere à inibição da reação álcali-agregado. No entanto, o uso das partículas de vidro tornou o composto mais sucetível a carbonatação e diminuiu sua resistência ao desgaste por abrasão. Identificou-se a influência da cor do vidro, traduzida em termos de sua composição química, no calor de hidratação, no tempo de pega, na resistividade elétrica e na capacidade de absorção de calor.
Abstract: Portland cement concrete is the most widely used building construction material worldwide, but its use is associated with high environmental costs. The extraction of billions of tons of natural resources for its manufacture impacts strongly the environment. Furthermore, the production of Portland cement demands high energy consumption and releases large amounts of carbon dioxide into the atmosphere. The use of industrial, agricultural or construction waste as alternative materials to partially or totally replace concrete aggregates or binders for concrete has been being an interesting option to obtain eco-efficient concretes. The most used wastes are usually blast furnace slag, active silica, fly ash and construction and demolition wastes. Another alternative is the use of glass waste. Several studies have investigated the use of these wastes in Portland cement compounds, either as aggregates or as supplementary cementitious materials. From these studies, it seems that there is no consensus about the influence of color and size of glass particles on the behavior of the produced compounds. Therefore, the reaction of silica with alkali can be benefic if it occurs during hardening, or it can be deleterious if it occurs in the hardened concrete. In addition, the literature has recently reported the need to better understand the kinetics of pozzolanic reaction in regard to amorphicity and particle size. Accordingly, this paper addresses the pozzolanic activity of microparticles of soda-lime glass (colorless and amber), and its influence on the performance of Portland cement compounds. The effect of partial replacement of Portland cement by 10, 15 and 20% of glass particles of about 9.5mm was investigated on the pozzolanic activity, the mechanical strength and the durability of cementitious compounds (mortar and concrete). Results revealed that the partial replacing of cement with of soda-lime glass microspheres can contribute to the production of mortars and concretes of similar workability and mechanical performance, as well as to the production of a concrete that is durable in terms of inhibition of alkali-aggregate reaction. Nevertheless, the use of glass particles made the compound more susceptible to carbonation and abrasion. We have identified the influence of glass color, which was translated in terms of carbon content, hydration heat, curing time, electrical resistivity and heat absorption capacity.
Subject: Concreto
Engenharia de estruturas
Cimento Portland
Argamassa
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9LEFBP
Issue Date: 15-Apr-2014
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