Efeito da autocicatrização de armagassas na reação álcali-agregado

Abstract

Resumo: Atualmente, o custo com operações de reparação em estruturas de concreto tem superado o valor de novos investimentos na construção civil, e a reação álcaliagregado (RAA) é um dos mecanismos de degradação responsável por isso. Uma solução que permite reduzir a necessidade de intervenção de maneira autógena é a autocicatrização. À vista disso, a presente pesquisa avaliou a influência da adição cristalizante e de microfibras de polipropileno no mecanismo da RAA e na autocicatrização autógena melhorada. Um agregado foi caracterizado, testado e, ao confirmar sua reatividade, foram moldadas 48 barras de argamassa (2,5 x 2,5 x 28,5 cm), divididas em 6 tratamentos. Os teores de adição cristalizante variaram de 0% a 3% e os de microfibra entre 0% e 1%. A condição de exposição das amostras foi alternada entre 28 dias de imersão em solução contendo hidróxido de sódio a 80ºC e 28 dias em ciclos de molhagem e secagem, até completarem 224 dias. O teor de vazios no estado fresco confirmou que as microfibras atuaram como um incorporador de ar e o agente cristalizante promoveu o refinamento dos poros. O mesmo comportamento foi confirmado com o ensaio de absorção por imersão. A variação dimensional linear aferida apontou que um maior teor de vazios pode retardar o aparecimento de fissuras relacionadas à RAA, uma vez que os produtos precipitados têm espaço para serem formados. Isso foi reiterado com os ensaios de expansão volumétrica e variação de massa. Quando as microfibras foram combinadas com o agente cristalizante, a disponibilidade de álcalis e cálcio aumentou os níveis de expansão. O pulso de ultrassom não se mostrou uma técnica adequada para caracterizar as alterações microestruturais. Uma polimerização do C-S-H foi o produto mais encontrado nas análises microestruturais. As condições do ensaio acelerado aliadas à composição química do cristalizante contribuíram para catalisar a RAA e inibir a autocicatrização. Palavras-chave: Argamassa; reação álcali-agregado; autocicatrização; adição cristalizante; microfibra de polipropileno.

Abstract: The alkali-aggregate reaction (AAR) is one of the main degradation mechanisms responsible for increasing the cost of repair operations in concrete structures. Currently, the expenses of these services have exceeded new investments in civil construction. The self-healing mechanism has been studied as one autogenous solution, capable of reducing the need for structural intervention. Therefore, the present research investigated the influence of crystallizing admixture and polypropylene microfibers on the mechanisms of AAR and the improved autogenous self-healing. Six mortar mixtures were designed incorporating a reactive aggregate, and 48 mortar bars (2.5 x 2.5 x 28.5 cm) were molded. The content of crystallizing agent varied from 0% to 3%, and the content of microfiber varied from 0% to 1%. First, the samples were immersed in a sodium-hydroxide solution at 80ºC for 28 days. Then, the same bars were taken for wetting and drying cycles, for the same interval. This setting was repeated, and lasted for 224 days. The voids content measured in the fresh state confirmed that microfibers behaved as an air entrainment agent and the crystallizing admixture promoted pore refinement. The same behavior was noted in the water absorption by immersion test. According to the linear dimensional variation test, samples with greater voids content can delay the appearance of AAR-related cracks. The volumetric expansion and mass variation tests confirmed this tendency. The combination between polypropylene microfibers and crystallizing agent resulted in greater expansion levels. The ultrasonic pulse velocity test was not an adequate technique to describe microstructural changes. A polymerized form of C-S-H was the product most found in the microstructural analysis. The accelerated test conditions combined with the chemical composition of the crystallizing admixture (calcium, alkalis) contributed to catalyze the AAR and inhibit the self-healing mechanism. Keywords: Mortar; alkali-aggregate reaction; self-healing; crystallizing admixture; polypropylene microfiber