Análise comparativa do desempenho de concretos compostos com sílica ativa e metacaulim face a resistência mecânica e a viabilidade econômica

Abstract

Resumo: A utilização de materiais pozolânicos combinados com cimento para obter concretos mais duráveis e econômicos faz parte do objetivo de tecnologistas, principalmente, daqueles preocupados com a inibição de reações expansivas do tipo álcali-agregado, ataques químicos em estruturas submetidas a ambientes agressivos e, também, em estruturas massivas onde a preocupação com o surgimento de fissura de origem térmica é uma constante. Em síntese, esse trabalho trata de um estudo comparativo entre concretos convencionais compostos com dosagens padrão de referência (sem adição), dosagens com sílica ativa e com metacaulim. Os concretos foram produzidos em condições normalizadas de laboratório. Desta maneira projetou-se a possibilidade de reprodução deste estudo e aplicação de seus resultados em diferentes obras não somente em barragens. Foram mantidos constantes o tipo de agregado, cimento e trabalhabilidade do concreto. O desempenho dos concretos foi analisado em termos das propriedades mecânicas, notadamente a resistência à compressão axial simples e a resistência à tração por compressão diametral. O principal objetivo dessa pesquisa foi comprovar, para as mesmas condições de laboratório, que as adições apresentam o mesmo desempenho em relação às propriedades mecânicas pré-definidas. Os valores de resistência à compressão estudados foram aqueles comumente especificados em obras não somente de barragens, ou seja, entre 20 MPa e40 MPa, aos 28 d e 90 d. Além da análise das propriedades mecânicas já citadas,foi efetuada análise comparativa de custos dos concretos, levando-se em consideração os consumos de aglomerantes obtidos para as mesmas resistências propostas e os preços dos produtos praticados no Brasil, atualmente. Os consumos totais de materiais cimentícios estudados foram da ordem de 180 kg/m3a 650kg/m3, e o teor de adição de 8% em massa de metacaulim e de sílica ativa em relação ao cimento, uma vez que esta quantidade foi suficiente para inibir a reaçãodo tipo álcali-agregado presente no agregado definido para o estudo.

Abstract: The utilization of pozolanic materials combined with cement to obtain concretes more durables and more economics is part of the technologic objectives, meanly of the ones worried about the inhibition of expanded reactions of the alkali-aggregate kind, chemicals attacks in structures submitted to extreme weather, also in massive structures the worry of thermal cracking is a constant problem. This research features in a first part an inquiry about the differences obtained from concretes, analyzing only the mechanical properties. At the other stages are demonstrated the influence and the performance of the concrete mixtures in the concrete durability against the different aggressive ambient. In synthesis, this work is about a comparative study between conventional concrete with standard mixtures (without addition), mixtures with active silica and with Metacaulim. These concretes where made in standard laboratory conditions. In this way the possibility of reproduction ofthis study and the application of its results in dam sites or similar enterprises. The materials were homogenized and kept in standard laboratory conditions. The aggregate and cement types and the workability of concrete, as well, were kept constant. The performance was analyzed in terms of mechanical properties,basically the compressive strength and tensile strength trough diametrical compression. The main objective of this research work was to establish, for the same laboratory conditions, if the admixtures would show the same performance regarding the predefined mechanical properties. The compressive strength values studied where those commonly specified for dams, i.e., between 20 MPa and40 MPa, at ages of 28 days and 90 days. Besides the analysis of the mechanical properties, comparative cost analysis was carried out by taking into account the binders consumption at the same strength, and also the products prices currently available in Brazil. The total consumptions of cimentitious materials studied were in the range of 180 kg/m3to 650 kg/m3, whereas the replacement of 8% of High Reactivity Metacaulim and Silica Fume over cement weight was enough to inhibit alkali-aggregate reaction, concerning the aggregate chosen for this study.