Efeito da carbonatação na microestrutura e nas propriedades mecânicas de material alcalinamente ativado à base de metacaulinita

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lima, Gabriel de Sá Teles e
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/123456789/18652
Resumo: Studies have searched to understand the mechanisms of development of the various pathologies inherent to Portland cement-based structures that compromise their mechanical performance in concrete structures. In this sense, several researches have been developed regarding alternative materials that may replace or be incorporated in the traditional concretes aiming at the mitigation of these pathologies. In this sense, the Alkaline Activated Materials (AAM) have interesting properties, especially in their performance in aggressive environments, such as supercritical carbonation such as CO2 saturated atmospheres. This work aims to evaluate the effects of carbonation in AAM based on metakaolinite through the analysis of microstructure and thermomechanical properties, when subjected to CO2 saturated atmospheres. For that, a carbonation chamber was developed from a metal pressure vessel, where manometers and sensors were coupled to carry out the monitoring of the atmosphere inside the chamber during the tests. The carbonation atmospheres were obtained from the CO2 supply through bottled gas and the sublimation of the solid carbon dioxide. Samples of AMM were made from three different Si/Al ratios in order to assess their influence on the behavior of samples exposed to saturated atmospheres. Then, samples of the formulation Si/Al ratio with the best result (Si/Al = 3.42 due to its higher mechanical strength (15.2 MPa) and better physical integrity after the carbonation tests), were made and subjected to 05 (five) carbonation atmospheres during 4 hours of testing. Reference samples (Portland cement) were used in the same submission conditions as the AAM. The results of the microstructural analyzes showed an increase in carbonate phases as the CO2 pressure inside the chamber was high, both for the CP and AAM-based pastes, and the AAM samples showed greater degradation in all kinds of atmospheres.
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This work aims to evaluate the effects of carbonation in AAM based on metakaolinite through the analysis of microstructure and thermomechanical properties, when subjected to CO2 saturated atmospheres. For that, a carbonation chamber was developed from a metal pressure vessel, where manometers and sensors were coupled to carry out the monitoring of the atmosphere inside the chamber during the tests. The carbonation atmospheres were obtained from the CO2 supply through bottled gas and the sublimation of the solid carbon dioxide. Samples of AMM were made from three different Si/Al ratios in order to assess their influence on the behavior of samples exposed to saturated atmospheres. Then, samples of the formulation Si/Al ratio with the best result (Si/Al = 3.42 due to its higher mechanical strength (15.2 MPa) and better physical integrity after the carbonation tests), were made and subjected to 05 (five) carbonation atmospheres during 4 hours of testing. Reference samples (Portland cement) were used in the same submission conditions as the AAM. The results of the microstructural analyzes showed an increase in carbonate phases as the CO2 pressure inside the chamber was high, both for the CP and AAM-based pastes, and the AAM samples showed greater degradation in all kinds of atmospheres.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEstudos têm buscado compreender os mecanismos de desenvolvimento das diversas patologias inerentes às estruturas a base de Cimento Portland que comprometem seu desempenho mecânico estruturais. Neste sentido, várias pesquisas vêm sendo desenvolvidas no tocante a materiais alternativos que venham a substituir ou serem incorporados aos concretos tradicionais visando a mitigação dessas patologias. Nesse sentido, os Materiais Alcalinamente Ativados (MAA) apresentam propriedades interessantes, em especial no tocante a seu desempenho em ambientes agressivos, tais como os de carbonatação supercrítica como as atmosferas saturadas de CO2. Este trabalho tem como proposta avaliar os efeitos da carbonatação no MAA a base de metacaulinita com relação a sua microestrutura e propriedades mecânicas, quando submetidas a atmosferas saturadas de CO2. Para tanto, foi desenvolvida uma câmara de carbonatação a partir de um vaso de pressão metálico, onde manômetros e sensores foram acoplados para realizar o monitoramento da atmosfera no interior da câmara durante os testes. As atmosferas de carbonatação foram obtidas a partir da alimentação de CO2 através de gás envasado e da sublimação do dióxido de carbono sólido. As amostras de MAA foram confeccionadas a partir de três razões diferentes de Si/Al com o objetivo de avaliar sua influência no comportamento das amostras expostas às atmosferas saturadas. Em seguida, foram confeccionadas amostras da formulação com o melhor resultado de razão Si/Al (Si/Al = 3,42 em virtude de apresentar maior resistência mecânica (15,2 MPa) e melhor integridade física após os testes de carbonatação), foram submetida à 05 (cinco) atmosferas de carbonatação durante 4 horas de teste. Foram utilizadas amostras de referências (Cimento Portland) nas mesmas condições de submissão das pastas de MAA. Os resultados das análises microestruturais apontaram o incremento de fases de carbonatos à medida em que a pressão de CO2 no interior da câmara era elevada, tanto para as pastas a base de CP quanto as de MAA, sendo que as amostras de MAA apresentaram maior degradação em todos os tipos de atmosferas.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBSilva, Kelly Cristiane Gomes dahttp://lattes.cnpq.br/0678485152961068Lima, Gabriel de Sá Teles e2020-12-07T01:49:03Z2020-04-252020-12-07T01:49:03Z2019-04-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18652porhttp://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:UFPB2021-09-03T23:22:48Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18652Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-03T23:22:48Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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