Durabilidade do betão auto-compactável de elevado desempenho face ao ataque químico

Abstract

A aplicação do betão na construção civil continua sendo intensa e, tendo em vista a existência de impacto sustentável negativo deste material, o desenvolvimento e o conhecimento de novos tipos que minimizem tais ações é imperativo face às novas preocupações mundiais no contexto da sustentabilidade. Surge então o betão autocompactável de elevado desempenho (BACED) como uma possibilidade viável em termos de comportamentos técnico, ambiental, social e econômico. No entanto, algumas preocupações de cunho patológico surgem e o conhecimento acerca da durabilidade do material se faz necessário. Este trabalho, portanto, visa ao entendimento do comportamento dessa nova tipologia de material cimentício mediante a ação de três agentes químicos específicos: os cloretos, os sulfatos e o dióxido de carbono, com o intuito de avaliar as alterações de desempenho a partir de mudanças na dosagem de cimento e de variações de temperatura nos primeiros dias de cura do betão para o ataque de sulfatos. Do ponto de vista deste, avalia-se com maior ênfase a formação da etringita secundária – Delayed Ettringite Formation (DEF), composto expansivo que pode comprometer consideravelmente as condições de serviço do elemento de construção. Os estudos experimentais decorrem da investigação de três composições distintas, uma de referência convencional com dosagem de cimento de 400 kg/m³ e duas caracterizadas como auto-compactáveis de elevado desempenho, sendo uma com dosagem do ligante de 500 kg/m³ e outra de 600 kg/m³. As condições de cura foram também variadas entre as 24h e 48h de vida do material, submetendo os provetes a temperaturas de 20ºC, 50 ºC e 80ºC. Os resultados apontam que os BACED em estudo confirmam a auto-compactabilidade e o elevado desempenho. Para o ensaio de cloretos, o de dosagem de 600 kg/m³ apresentou menor difusão dos íons, seguido pelo de 500 kg/m³ e pelo de 400 kg/m³. Em termos do ensaio de sulfatos, na análise de DEF há considerável redução da etringita primária em monossulfato, sendo o BC_400 e o BACED_600 os que apresentaram maior suscetibilidade à formação do composto tardio devido à temperatura de cura; no ataque por fonte externa de sulfatos, os BACED indicaram perda de massa similar, abaixo da apresentada pelo betão de referência. Quanto à carbonatação, o BACED_500 é mais suscetível que o BACED_600, porém ambos indicam menor carbonatação que o BC_400.

The application of concrete in construction remains strong and, given the existence of negative sustainable impact of this material, the development and knowledge of new types that minimize such actions is imperative given the new global concerns in the context of sustainability. Then arise the high performance self-compacting concrete as a viable possibility in terms of technical, environmental, social and economic behaviors. However, some pathologies concerns knowledge about the durability of the material is required. This study therefore aims at understanding the behavior of this new type of cementitious materials by the attack of three specific chemical agents: chlorides, sulfates and carbon dioxide, in order to assess the behavioral changes from cement content and temperature variations in the first days of curing of the concrete. From the point of view of sulfates, it was evaluated with greater emphasis on the formation of secondary ettringite – Delayed Ettringite Formation (DEF), expansive compound that may affect considerably the service conditions of the construction element. Experimental studies occurs from the investigation of three different compositions, a conventional reference with 400 kg/m³ cement content and two characterized as high-performance self-compacting concrete, one with dosage of the binder of 500 kg/m³ and another with 600 kg/m³. The cure conditions also varied between 24h and 48h of life of the material, subjecting the sample to 20°C temperature, 50°C and 80°C. The results show that the high-performance self-compacting concretes studied confirm the self-compactness and the high performance. For the test of chlorides, the dosage of 600 kg/m³ showed lower diffusion of ions, followed by 500 kg/m³ and the 400 kg/m³. In terms of sulfates test, in DEF analysis there is considerable reduction of primary ettringite in monosulfate, and the conventional concrete and the concrete with 600 kg/m³ are those with the highest susceptibility to the formation of secondary ettringite; about the attack by an external source of sulphates, the high-performance self-compacting concretes indicated similar mass loss, considerably below presented by the reference concrete. About the carbonation, the HPSC_500 exposes greater susceptibility than HPSC_600, but both showed better than convencional concrete.