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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B59P2F
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Estudo da carbonatação em compósitos cimentícios produzidos com o emprego de aditivos redutores de permeabilidade por cristalização capilar |
Autor(es): | Christopher Augusto Campos |
Primeiro Orientador: | Aldo Giuntini de Magalhaes |
Primeiro membro da banca : | Luiz Antonio Melgaco Nunes Branco |
Segundo membro da banca: | Sofia Maria Carrato Diniz |
Resumo: | A reação do ácido carbônico (H2CO3), proveniente da dissolução do dióxido de carbono (CO2) atmosférico, com os álcalis originários da hidratação do cimento Portland é a principal causa da redução do pH do líquido intersticial presente nos poros dos compósitos de matriz cimentícia. A velocidade de avanço da frente de carbonatação está condicionada a fatores que estão diretamente relacionados à sua composição, às condições de exposição e às características de sua microestrutura. O sistema de distribuição de poros dos compósitos de cimento Portland, por sua vez, é fortemente influenciado pelos parâmetros de dosagem, dentre os quais, dá-se destaque ao uso de aditivos e à relação água/cimento utilizada. Neste contexto, o presente trabalho buscou verificar os efeitos de dois aditivos redutores de permeabilidade por cristalização capilar dosados em duas diferentes relações água/cimento e acompanhar a variação do potencial hidrogeniônico (pH) de corpos de prova (CPs) cilíndricos e prismáticos de argamassa com dimensão padrão de (5 x 10) cm, preparados a partir de seis traços distintos e acondicionados em câmara de carbonatação, com condições controladas de umidade, temperatura e concentração de CO2. Para tal, foi realizado o monitoramento do avanço da frente de carbonatação utilizando-se, como indicador, uma solução de fenolftaleína preparada conforme os padrões da norma ISO 1920-12 (2015), paralelamente à medição da variação do pH na superfície do compósito cimentício, utilizando-se equipamento específico para este fim. Para avaliar as alterações na microestrutura de poros da matriz cimentícia do material, um corpo de prova na dimensão (2 x 4) cm, de cada um dos seis traços estudados, foi ensaiado aos 56 dias de carbonatação acelerada, por meio da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Comprovou-se que o uso do equipamento para leitura de pH permite um monitoramento eficiente da variação do pH em função do tempo de carbonatação, tornando-se possível detectar a redução de alcalinidade em regiões não assinaladas pelo indicador de fenolftaleína, pelo fato dos valores de pH apresentarem-se acima da faixa de viragem da solução aspergida. A partir das imagens obtidas no ensaio de MEV foi possível visualizar a densificação do material presente na borda e na camada mais central dos CPs. Os resultados obtidos acusaram grande variação na velocidade de avanço da frente de carbonatação acompanhada da redução do pH dos CPs, em função do aditivo e da relação água/cimento utilizada na mistura, bem como da geometria estabelecida para o CP. Tais resultados mostraram relação direta entre a velocidade do avanço da frente de carbonatação e as características da microestrutura de cada um dos traços ensaiados |
Abstract: | The reaction of carbonic acid (H2CO3), released during dissolution of atmospheric carbon dioxide (CO2), with alkalis derived from hydration of Portland cement is the main cause of pH reduction in interstitial liquids existing within pores of cement-matrix composites. The forward speed of the carbonation front depends on factors that are directly related to its composition, exposure conditions, and microstructural characteristics. The system of pore distribution in Portland cement composites, in turn, is strongly influenced by dosing parameters. Among these dosing parameters, the use of additives and water/cement ratios bear great significance. The proposed work was, therefore, sought to verify the effects of two additives, of the capillary crystallization permeability reducer type, measured in two different water/cement ratios in order to monitor the hydrogenionic potential (pH) variation of cylindrical and prismatic mortar specimens (CPs). These specimens measured 5 × 10 cm each, were prepared using six different traits, and subsequently conditioned in carbonation chambers under controlled conditions of humidity, temperature, and CO2 concentration. The forward speed of the carbonation front was monitored using, as indicator, a phenolphthalein solution prepared in accordance with ISO 1920-12 (2015) standards. Simultaneously, we measured surface pH variation of the cement composite by means of equipment specific to this purpose. In order to evaluate changes in the pore microstructure of the cementitious material matrix, we tested a 2 × 4 cm specimen, extracted from each of the six traits investigated, which were maintained under 56 days of accelerated carbonation, using the scanning electron microscopy (SEM) technique. Results of these tests demonstrated that use of the above equipment for pH determination facilitates efficient monitoring of pH variation as a function of carbonation time. This also helped facilitate the tracking of alkalinity reduction in regions not disclosed by the phenolphthalein indicator, since the pH values exceeded the turning range of the sprayed solution. From images obtained via SEM, it was possible to envision the densification of the material present on the edge and in the most central layer of CPs. The results helped disclose great variation in the forward speed of the carbonation front, along with pH reduction of CPs, as a function of the additive and of the water/cement ratio used when preparing the mixture, as well as the geometry established for CP. Thus, a direct relationship between the forward speed of the carbonation front and microstructural properties of each tested trait was revealed |
Assunto: | Cristalização Materiais de construção Cimento Portland Carbonatação Construção civil |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B59P2F |
Data do documento: | 21-Fev-2018 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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