Resistência ao desgaste superficial por abrasão de concretos geopoliméricos

Abstract

Resumo: Ao longo do tempo, as estruturas de concreto convencional têm demandado custos consideráveis para o reparo e recuperação das suas áreas desgastadas por abrasão superficial. Além disso, esses materiais convencionais, muitas vezes, não conseguem atender às exigências de solicitação impostas pelo meio em que estão inseridos. Em contrapartida, nos últimos anos, o crescente número de pesquisas com geopolímeros mostra que este material tem apresentado durabilidade satisfatória, e por isso incentiva a exploração de seu uso em locais que sofrem desgaste superficial por abrasão. O objetivo geral deste trabalho é de investigar a resistência à abrasão superficial de concretos geopoliméricos. Para tanto, foram confeccionadas misturas de concreto convencional com cimento e geopoliméricas com metacaulim e cinza de casca de arroz. Foram realizados ensaios no estado fresco e endurecido, de microestrutura, análise de custo, aplicabilidade e execução de três métodos acelerados de desgaste superficial por abrasão, além da criação de protótipos de concreto para comparação com o desgaste natural das peças deconcreto. Os resultados mostraram, no estado fresco, maior densidade e maior consistência nas amostras geopoliméricas. No estado endurecido, apesar da mesma resistência mecânica, os concretos geopoliméricos apresentaram maior dureza superficial e menor absorção de água. Os ensaios acelerados mostraram que os concretos geopoliméricos apresentam, no geral, menor desgaste por abrasão que os concretos convencionais, apesar do seu custo de produção ser cerca de seis vezes superior.

Abstract: Conventional concrete structures have demanded considerable costs for the repair and recovery of their areas worn by surface abrasion. Furthermore, these conventional materials often coudn’t meet the requirements imposed by the environment where they are inserted. On the other hand, in recent years, the growing number of research on geopolymers shows that this material has a satisfactory durability, encouraging the exploration of its use in places that suffer abrasive wear. The main goal of this paper is to investigate the surface abrasion resistance of geopolymer concrete. For this purpose, mixtures of conventional concrete with cement and geopolymer mixtures with metakaolin and rice husk ash were produced. Tests in the fresh and hardened state, microestrutural analysis, cost, application and three accelerated methods of surface wear by abrasion were made and a concrete plate was created for investigate the abrasive worn in natural conditions. The results showed that, in the fresh state, geopolymers concretes had a higher density and consistency. Furthermore, despite geopolymer and conventional concrete having the same mechanical strength, the two geopolymers mixtures showed higher surface hardness and less water absorption. The accelerated abrasion tests showed that geopolymers concretes present, in general, less wear by abrasion than the conventional concrete, despite their production cost about 6x higher.