Desempenho de concretos com elevados níveis de substituição do cimento Portland por fíler calcário em relação à corrosão desencadeada por cloretos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
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/123456789/31504 |
Resumo: | There is growing concern about the CO2 emissions produced by Portland cement production. As a result, various strategies have been developed to mitigate the negative effects. One of the most widely adopted approaches is to replace clinker with mineral additions. However, it is important that low-cement concretes also exhibit satisfactory durability, especially when it comes to chloride-induced corrosion. Despite efforts to partially replace Portland cement with inert materials, there is still no consensus on the effectiveness of such measures. This study aimed to evaluate the corrosion induced by chlorides in low-binder concrete, using limestone filler as an addition and partial substitute for Portland cement. Three different concrete formulations were tested, each with different levels of Portland cement content: 350 kg/m³ (referred to as C350), 250 kg/m³ (C250), and 150 kg/m³ (C150). These levels represent reductions of approximately 29% and 57%, respectively. The C250 displayed superior overall performance in terms of mechanical strength, water absorption, and ultrasonic pulse speed. While C150 exhibited a lower compressive strength compared to the other formulations, it still surpassed the minimum recommended value for concrete structures outlined by NBR 6118 (ABNT, 2023). Overall, the reference concrete demonstrated better resistance to chlorides due to its superior binding capability. This implies that chemical factors, such as the availability of aluminates and hydroxides, played a decisive role in the chloride diffusion coefficient. Under controlled laboratory conditions that did not involve exposure to wetting and drying cycles (such as tidal splashes or rain), the steel incorporated in C250 exhibited corrosion rates similar to those of the reference concrete. This study concludes that using concrete with reduced Portland cement content may be feasible, but its durability properties must be carefully evaluated. |
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Desempenho de concretos com elevados níveis de substituição do cimento Portland por fíler calcário em relação à corrosão desencadeada por cloretosConcreto - DurabilidadeBaixo consumo de cimentoCloretosDióxido de carbonoCO2Concrete - DurabilityLow cement consumptionChloridesCarbon dioxideCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILThere is growing concern about the CO2 emissions produced by Portland cement production. As a result, various strategies have been developed to mitigate the negative effects. One of the most widely adopted approaches is to replace clinker with mineral additions. However, it is important that low-cement concretes also exhibit satisfactory durability, especially when it comes to chloride-induced corrosion. Despite efforts to partially replace Portland cement with inert materials, there is still no consensus on the effectiveness of such measures. This study aimed to evaluate the corrosion induced by chlorides in low-binder concrete, using limestone filler as an addition and partial substitute for Portland cement. Three different concrete formulations were tested, each with different levels of Portland cement content: 350 kg/m³ (referred to as C350), 250 kg/m³ (C250), and 150 kg/m³ (C150). These levels represent reductions of approximately 29% and 57%, respectively. The C250 displayed superior overall performance in terms of mechanical strength, water absorption, and ultrasonic pulse speed. While C150 exhibited a lower compressive strength compared to the other formulations, it still surpassed the minimum recommended value for concrete structures outlined by NBR 6118 (ABNT, 2023). Overall, the reference concrete demonstrated better resistance to chlorides due to its superior binding capability. This implies that chemical factors, such as the availability of aluminates and hydroxides, played a decisive role in the chloride diffusion coefficient. Under controlled laboratory conditions that did not involve exposure to wetting and drying cycles (such as tidal splashes or rain), the steel incorporated in C250 exhibited corrosion rates similar to those of the reference concrete. This study concludes that using concrete with reduced Portland cement content may be feasible, but its durability properties must be carefully evaluated.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESCom a crescente preocupação em relação às emissões de CO2 provenientes da produção do cimento Portland, estratégias para mitigar esses efeitos estão ganhando destaque. Uma solução amplamente adotada é substituir o clínquer por adições minerais. No entanto, é essencial que os concretos de baixo teor de cimento demonstrem uma durabilidade satisfatória. Apesar dos avanços na pesquisa de concretos que substituem parcialmente o cimento Portland por materiais inertes, ainda não há consenso sobre seu desempenho em relação à corrosão induzida por cloretos. Este estudo se propôs a avaliar a iniciação e propagação da corrosão desencadeada por cloretos em concretos de baixo teor de ligante, utilizando fíler calcário como adição e substituição parcial ao cimento Portland. Três formulações de concreto foram testadas, variando nos teores de cimento Portland (350 kg/m³, designado como C350, 250 kg/m³, chamado de C250 e 150 kg/m³, referido como C150), resultando em reduções aproximadas de 29% e 57%, respectivamente. O C250 demonstrou um desempenho geral superior em termos de resistência mecânica, absorção de água e velocidade do pulso ultrassônico. Embora o C150 tenha apresentado uma resistência à compressão inferior em comparação com as outras formulações, ainda conseguiu ultrapassar o valor mínimo recomendado para estruturas de concreto, conforme estabelecido pela NBR 6118 (ABNT, 2023). De modo geral, o concreto de referência apresentou um desempenho superior em relação à resistência aos cloretos, devido à sua capacidade superior de fixá-los. Isso sugere que fatores químicos, como a disponibilidade de aluminatos e hidróxidos, foram determinantes no coeficiente de difusão dos cloretos. Em condições controladas de laboratório, onde não há exposição a ciclos de umedecimento e secagem, causados por respingos de maré ou chuva, por exemplo, o aço incorporado no C250 apresentou taxas de corrosão semelhantes ao concreto de referência. Foi possível concluir que a utilização de concretos com baixo teor de cimento Portland pode ser viável, desde que suas propriedades de durabilidade sejam criteriosamente consideradas.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia Civil e AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil e AmbientalUFPBMeira, Gibson Rochahttp://lattes.cnpq.br/4589258287572417Cândido, Taíssa Guedes2024-08-20T12:40:47Z2024-03-012024-08-20T12:40:47Z2023-09-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31504porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2024-08-21T06:05:51Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/31504Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2024-08-21T06:05:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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