Avaliação micromecânica de agregados graúdos sujeitos àreação álcali agregado - RAA

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Ricardo Vasconcelos Gomes da
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20233
Resumo: Despite being one of the most used materials in the world, concrete may present certain limitations, especially with regard to durability aspects. In its constitution, aggregates have an important function in performance characteristics and in durability and lifespan. Classical pathologies can affect the material by reducing service life or requiring maintenance and corrections prior to the expected project time. One pathology that has attracted the attention of the scientific community is the Alkali-Aggregate Reaction (AAR). This is an expansive reaction resulting from the interaction between alkalis (present in cement and aggregates) and specific silica species (also present in the aggregate). The standards recommends limits on the standards and total quantities of alkalis per cubic meter of concrete and quantity of alkalis in the Portland cement. Based on the above, it is important to considerer the potential susceptibility of the aggregates through expansive mechanisms. The objective of the present work is to evaluate the aggregates subjected to the Aggregate Alkaline Reaction (RAA), using micromechanical and non destructive techniques, in order to analyze if the rock hardness (large aggregate) as well as its fracture toughness influence the process of RAA, still try to correlate their chemical characteristics with the pattern of hardness and crack propagation. For this, 65 samples of commercially available rocks were collected in the Northeast region of Brazil. With them, we performed tests to evaluate elemental composition and crystalline phases using X-ray fluorescence (FRX) and X-ray diffraction (XRD) techniques. After that, 05 samples were chosen to evaluate the hardness (HV) and fracture toughness (K1C) standards, using nondestructive ultrasonic test and Vickers Microhardness (indentation method). The correlation between the results to be obtained in the study of the microstructural and micromechanical properties of the aggregates will be studied. Then, the influence models of the variables in the studied properties will be analyzed statistically, thus seeking the validation and coherence of the obtained data. Subsequently, surfaces of responses will be elaborated to better visualize the chemical and mineralogical influence of the aggregate to the formation of RAA, and also on its micromechanical properties (Hv and K1C), being evaluated the possible interactions seeking results. The studies will be carried out with the aid of DIFFRAC.TOPAS software (for Rietveld refinement) and MAZE (for colorization of the phases, by SEM image)
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spelling Avaliação micromecânica de agregados graúdos sujeitos àreação álcali agregado - RAARAADureza vickersTenacidade a fraturaRAAVickers hardnessFracture toughnessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICADespite being one of the most used materials in the world, concrete may present certain limitations, especially with regard to durability aspects. In its constitution, aggregates have an important function in performance characteristics and in durability and lifespan. Classical pathologies can affect the material by reducing service life or requiring maintenance and corrections prior to the expected project time. One pathology that has attracted the attention of the scientific community is the Alkali-Aggregate Reaction (AAR). This is an expansive reaction resulting from the interaction between alkalis (present in cement and aggregates) and specific silica species (also present in the aggregate). The standards recommends limits on the standards and total quantities of alkalis per cubic meter of concrete and quantity of alkalis in the Portland cement. Based on the above, it is important to considerer the potential susceptibility of the aggregates through expansive mechanisms. The objective of the present work is to evaluate the aggregates subjected to the Aggregate Alkaline Reaction (RAA), using micromechanical and non destructive techniques, in order to analyze if the rock hardness (large aggregate) as well as its fracture toughness influence the process of RAA, still try to correlate their chemical characteristics with the pattern of hardness and crack propagation. For this, 65 samples of commercially available rocks were collected in the Northeast region of Brazil. With them, we performed tests to evaluate elemental composition and crystalline phases using X-ray fluorescence (FRX) and X-ray diffraction (XRD) techniques. After that, 05 samples were chosen to evaluate the hardness (HV) and fracture toughness (K1C) standards, using nondestructive ultrasonic test and Vickers Microhardness (indentation method). The correlation between the results to be obtained in the study of the microstructural and micromechanical properties of the aggregates will be studied. Then, the influence models of the variables in the studied properties will be analyzed statistically, thus seeking the validation and coherence of the obtained data. Subsequently, surfaces of responses will be elaborated to better visualize the chemical and mineralogical influence of the aggregate to the formation of RAA, and also on its micromechanical properties (Hv and K1C), being evaluated the possible interactions seeking results. The studies will be carried out with the aid of DIFFRAC.TOPAS software (for Rietveld refinement) and MAZE (for colorization of the phases, by SEM image)NenhumaApesar de ser um dos materiais mais utilizados no mundo, o concreto pode apresentar certas limitações, especialmente no que diz respeito à aspectos relacionados à durabilidade. Em sua constituição, os agregados desempenham um papel importante tanto nas características de desempenho, como em questões de durabilidade e ciclo de vida. Patologias clássicas podem afetar o material reduzindo tempo de vida útil ou mesmo requerendo manutenções e correções antes do tempo previsto em projeto. Uma patologia que tem chamado a atenção da comunidade científica é a Reação Álcali-Agregado(RAA). Esta é caracterizada por ser uma reação expansiva resultante da interação entre os álcalis (presentes no cimento e agregados) e espécies de sílica específica (presentes também no agregado). A normatização recomenda limites nos padrões e a quantidades totais de álcalis por metro cúbico de concreto e quantidade de álcalis no próprio cimento Portland. Com base no exposto, é importante considerar a susceptibilidade potencial dos agregados frente à mecanismos expansivos. O presente trabalho tem como objetivo avaliar os agregados graúdos sujeitos à Reação Alcali Agregado (RAA), utilizando técnicas de micromecânica e não destrutivas, buscando analisar se a dureza da rocha (agregado graúdo), bem como a sua tenacidade à fratura influenciam no processo de RAA, ainda assim tentar correlacionar suas características químicas com o padrão de dureza e propagação de trincas. Para isso foram coletados 65 amostras de rochas comercialmente disponíveis em sua maioria na região Nordeste do Brasil. Com elas realizamos ensaios buscando avaliar a composição elementar e as fases cristalinas utilizando as técnicas de fluorescência de raios-x (FRX) e difração de raios X (DRX). Em seguida, foram escolhidas 05 amostras para avaliar os padrões de dureza (HV) e tenacidade a fratura (K1C), utilizando ensaio não destrutivo de ultrassom e de Microdureza Vickers (Método de indentação). Será estudada a correlação entre os resultados que serão obtidos no estudo das propriedades microestruturais e micromecânicas dos agregados. Em seguida, os modelos da influência das variáveis nas propriedades estudadas serão analisados estatisticamente, buscando assim a validação e coerência dos dados obtidos. Posteriormente, serão elaboradas superfícies de respostas para melhor visualização da influência química e mineralógica do agregado à formação de RAA, e também sobre suas propriedades micromecânicas (Hv e K1C), sendo avaliadas as possíveis interações buscando resultados. Os estudos serão realizados ainda com auxílio dos softwares DIFFRAC.TOPAS (para refinamento Rietveld) e MAZE (para colorização das fases, mediante imagem do MEV)Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de MateriaisPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPBTorres, Sandro Mardenhttp://lattes.cnpq.br/1050045022082025Costa, Ricardo Vasconcelos Gomes da2021-06-28T19:57:09Z2020-11-072021-06-28T19:57:09Z2019-11-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20233porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-06-29T06:39:09Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/20233Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-06-29T06:39:09Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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