ANÁLISE MICROESTRUTURAL PARA O ESTUDO DE REAÇÃO ÁLCALI-SÍLICA E DA FORMAÇÃO DE ETRINGITA TARDIA EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

Dioice Schovanz, Francieli Tiecher, Aline Zanchet

Resumo


A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) é uma técnica difundida para percepção da microestrutura de corpos sólidos. De acordo com a situação pode ainda ser necessária a Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDS), uma extensão do ensaio MEV que possibilita avaliar, a partir da emissão de raios X característicos, perfis e mapas químicos. Dentre as aplicações para as quais estes ensaios podem ser empregados estão as verificações de patologias no concreto, tais como a formação da etringita tardia (DEF) e a reação álcali-sílica (RAS). DEF e RAS possuem grande semelhança no que diz respeito à forma de manifestarem-se. Ambas implicam em expansão do concreto e consequente fissuração, exigindo, portanto, análises de ampliação de alta performance para diagnóstico, visto que, as diferenças são principalmente de ordem morfológica e química dos produtos formados. O presente trabalho objetivou apresentar as características de ambas manifestações patológicas macro e micro estruturalmente e as feições observadas através de MEV por diversos autores ao longo dos anos até os dias atuais. Como metodologia abordada, fez-se buscas em publicações que visam identificar a presença de RAS e DEF em estruturas de concreto. Os principais resultados dessa pesquisa abordam que o emprego das análises em MEV conjuntamente com EDS permitem identificar ambas as ocorrências, verificando que a DEF transparece como formatos de agulhas e espectros de EDS com picos de cálcio, alumínio e enxofre, enquanto a RAS apresenta feições características do gel sílico-alcalino, composto preponderantemente por silício, cálcio, sódio e potássio.

 


Referências


ANDRADE T. Histórico de casos de RAA ocorridos recentemente em fundações de edifícios na região metropolitana de Recife. In: SIMPÓSIO SOBRE REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO. Anais... Rio de Janeiro, IBRACON, p.1-16, 2006.

BARROS, S. V. A. et al. Addition of quartzite residues on mortars: Analysis of the alkali aggregate reaction and the mechanical behavior. Construction and Building Materials, v. 118, p. 344-351, 2016.

BATISTA, D. G. Investigação da deterioração de concretos de UHEs por reações com os agregados. Dissertação de mestrado – Universidade Federal de Goiás, 2013.

BLANCO, A. et al. Lessons learned about the diagnosis of pathologies in concrete dams: 30 years of research and practice. Construction and Building Materials, v. 197, p. 356-368, 2019.

BRANDÃO, P. R. G. Métodos de instrumentação e análise. Notas de aula da disciplina Métodos de Instrumentação e Análise. Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas-PPGEM. Escola de Engenharia-UFMG, 2010.

COLLEPARDI, M. A state-of-the-art review on delayed ettringite attack on concrete. Cement and Concrete Composites, v. 25, n. 4-5, p. 401-407, 2003.

DEDAVID, Berenice Anina; GOMES, Carmem Isse; MACHADO, Giovanna. Microscopia eletrônica de varredura: Aplicações e preparação de amostras: materiais poliméricos, metálicos e semicondutores. Porto Alegre: Edipucrs, 2007. Disponível em: . Acesso em: 22 de mai. 2019.

DUARTE, L. C. et al. Aplicações de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e sistema de energia dispersiva (EDS) no estudo de gemas exemplos brasileiros. Pesquisas em Geociências. Vol. 30, n. 2, p. 3-15. Porto Alegre, RS, 2003.

GODART, B. Pathology, assessment and treatment of structures affected by delayed ettringite formation. Structural Engineering International, v. 27, n. 3, p. 362-369, 2017.

HASPARYK, N. P. Investigação de concretos afetados pela reação álcali-agregado e caracterização avançada do gel exsudado. Tese de Doutorado – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2005.

JONGPRATEEP, O. et al. Effects of glass and limestone aggregates and aluminium on porosity, expansion, and strength of mortar bars. Materials Today: Proceedings, v. 5, n. 3, p. 9306-9311, 2018.

KAWABATA, Y.; YAMADA, K. The mechanism of limited inhibition by fly ash on expansion due to alkali–silica reaction at the pessimum proportion. Cement and Concrete Research, v. 92, p. 1-15, 2017.

KCHAKECH, B. et al. Effect of temperature and curing duration of early heat treatments on the risk of expansion associated with delayed ettringite formation. In: 15th international conference on alkali aggregate reaction, p. 10, 2016.

KLAUSS, P. Estudo da obtenção de imagens no microscópio eletrônico de varredura e espectros na microanálise por energia dispersiva. Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação de Química Bacharelado da Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2003.

KWON, Y. A study on the alkali-aggregate reaction in high-strength concrete with particular respect to the ground granulated blast-furnace slag effect. Cement and Concrete Research, v. 35, n. 7, p. 1305-1313, 2005.

LEKLOU, N.; NGUYEN, V.; MOUNANGA, P. The effect of the partial cement substitution with fly ash on Delayed Ettringite Formation in heat-cured mortars. KSCE Journal of Civil Engineering. v. 21, n. 4, p. 1359-1366, 2016.

MA, K.; LONG, G.; XIE, Y. A real case of steam-cured concrete track slab premature deterioration due to ASR and DEF. Case studies in construction materials, v. 6, p. 63-71, 2017.

MADSEN, L. et al. Alkali-silica reactivity of basaltic aggregates of Mesopotamia Argentina: case studies. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, p. 1-15, 2019.

MAIZA, P.; MARFIL, S. A. Evolución de los pavimentos de concreto afectados por la reacción álcali-sílice (RAS) en la ciudad de Bahía Blanca (Provincia de Buenos Aires, Argentina). In: 10o Congresso Geológico Chileno, 2003.

MANNHEIMER, W. A. Microscopia dos materiais: uma introdução. Editora E-papers. Rio de Janeiro, 2002.

MARIA, D. A. O MEV na prática: Princípios de funcionamento do MEV. 2013. Disponível em: . Acesso em: 22 maio 2019.

MARTIN, R. P. et al. Evaluation of different techniques for the diagnosis & prognosis of Internal Swelling Reaction (ISR) mechanisms in concrete. Construction and Building Materials, v. 156, p. 956-964, 2017.

MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais.. 2. ed. HASPARYK, N. P. (Ed.). São Paulo: IBRACON, 2014.

MELO, et al. Efeito da temperatura sobre a microestrutura da pasta de cimento Portland pozolânico e a formação da etringita tardia (DEF). In: 54o Congresso Brasileiro do Concreto, IBRACON. Anais... Maceió, 54CBC, 2012.

MELO, et al. Estudo da formação da etringitaa tardia (DEF) em concreto de cimento Portland pozolânico por calor de hidratação. In: 52o Congresso Brasileiro do Concreto, IBRACON. Anais... Maceió, 52CBC, 2010.

MOHR, B. J.; BRYANT, L. B. Utilization of quarry by-products for reduction of expansion due to alkali-aggregate reaction. Cement and Concrete Composites, v. 73, p. 235-240, 2016.

MYURAN, K. et al. Strategies for Prevention of Delayed Ettringite Formation in large Concrete Sections. Engineer: Journal of the Institution of Engineers, Sri Lanka, v. 48, n. 2, 2015.

ODLER, I. Hydration, setting and hardening of Portland cement. Lea's Chemistry of cement and concrete, p. 241-297, 1998.

SAHU, S.; THAULOW, N. Delayed ettringite formation in Swedish concrete railroad ties. Cement and concrete research, v. 34, n. 9, p. 1675-1681, 2004.

SCHMALZ, R.. Durabilidade de argamassas submetidas ao ataque de sulfatos: efeito da adição da nanosílica. Dissertação de Mestrado – Universidade Federal de São Carlos. São Carlos, 2018.

SEIGNOL, J. F. et al. From AAR to DEF: numerical modeling of structures affected by expansive reactions in concrete. In: 14th International Conference on AAR in concrete. Texas (USA): Austin, 2012.

SILVA, C. M. Estudo da potencialidade de compostos a base de silanos no combate da reação álcali-agregado. Dissertação de Mestrado – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2009.

SILVA, D. L. et al. Considerações sobre a formação de etringita tardia (DEF). Construindo, v. 9, n. 2, p. 36-46, 2018.

SOUZA, V. C. G. et al. Estudo da influência da microestrutura do clínquer sobre a moagem na fabricação de cimento: microscopia eletrônica de varredura. Rem: Revista Escola de Minas, v. 55, n. 3, p. 209-213, 2002.

TAYLOR, H. F. W. Cement chemistry. 2nd ed., London: ThomasTelford, 1997.

TAYLOR, H.F.W.; FAMY, C.; SCRIVENER, K.L. Delayed ettringite formation. Cement and Concrete Research, v. 31, p. 683-693, 2001.

THOMAS, M. et al. Diagnosing delayed ettringite formation in concrete structures. Cement and concrete research, v. 38, n. 6, p. 841-847, 2008.

TIECHER, F. et al. Relationship between Degree of Deformation in Quartz and Silica Dissolution for the Development of Alkali-Silica Reaction in Concrete. Materials, v. 10, n. 9, p. 1022, 2017.

TIECHER, F. Reação álcali-agregado: avaliação do comportamento de agregados do sul do Brasil quando se altera o cimento utilizado. Dissertação de metrado – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2006.

WIGUM, B. J. et al. Rilem activities on alkali-silica reactions: from 1988-2019. Construction Materials., v. 169, p. 233-236, 2016.

ZHANG, Z. et al. Influence of the initial moist curing time on the sulfate attack resistance of concretes with different binders. Construction and Building Materials, v. 144, p. 541-551, 2017.


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