Análise comparativa de diferentes agentes de autocicatrização em concretos

Abstract

O concreto é um material amplamente usado na construção civil, principalmente com função estrutural. No entanto, é muito comum que o concreto apresente fissuras ao longo da sua vida útil. Essas fissuras são um problema pois atuam como uma porta de entrada para agentes agressivos presentes no ambiente, que podem causar manifestações patológicas mais sérias como corrosão de armaduras, no caso do concreto armado. Neste contexto, estudos buscam pesquisar e desenvolver concretos que consigam selar suas fissuras, os chamados concretos autocicatrizantes (self-healing concrete). Existem várias maneiras de gerar a autocicatrização nos concretos, como por exemplo, com a utilização de adições pozolânicas, aditivos cristalizantes, bactérias e até o próprio consumo de cimento. O trabalho em questão tem por objetivo comparar diferentes agentes de autocicatrização a fim de entender sua influência para cada tamanho e idade de fissura analisados. Para isso, foram produzidos cinco tipos de concretos, sendo eles: um concreto referência, sem nenhuma adição (CPV ARI, relação a/c 0,6 e traço 1:6,06); um concreto com substituição de 10% da massa de cimento por sílica ativa; um concreto com substituição de 50% da massa de cimento por cinza volante; um concreto com substituição de 75% da massa do cimento por escória de alto forno e um concreto com adição de aditivo cristalizante (1% sobre a massa de cimento) Estes concretos tiveram fissuras abertas aos 3 e aos 28 dias, e foram considerados duas faixas de abertura de fissuras: 0 a 0,2mm e 0,2 a 0,4mm. Para a análise da cicatrização destes materiais foram realizados ensaios de microscopia ótica, de velocidade propagação de ondas ultrassônicas e de penetração de água sob baixa pressão, no dia de abertura das fissuras e 56 dias depois. Quanto aos resultados encontrados, de maneira geral pode-se dizer que todos os concretos cicatrizaram parcial ou totalmente. O concreto com sílica ativa apresentou melhor desempenho, levando em consideração os 3 ensaios, tendo 7,8% de aumento na capacidade autocicatrizante medida pelo ensaio de propagação de ondas ultrassônicas, e 25% mais eficiente para cicatrização no ensaio de penetração de água sob baixa pressão, sempre em relação ao concreto referência. Além disso, observou-se que as fissuras abertas aos 3 dias têm maior capacidade de fechamento do que as fissuras abertas aos 28 dias. E, que as fissuras menores (0-0,2mm) fecham mais facilmente que as maiores (0,2-0,4mm)

Concrete is a material widely used in civil construction, mainly for structural purposes. However, it is very common for concrete to show cracks throughout its useful life. These cracks are a problem because they act as a gateway for aggressive agents present in the environment, which can cause more serious pathological manifestations such as corrosion of reinforcement, in the case of reinforced concrete. In this context, studies seek to research and develop concrete that can seal cracks, the so-called self healing concrete. There are several ways to generate self-healing in concrete, such as using pozzolanic additions, crystallizing additives, bacteria and even the consumption of cement itself. The aim of the work in question is to compare different self-healing agents in order to understand their influence for each size and age of crack analyzed. For this, five types of concrete were produced, namely: a reference concrete, without any additions (CPV ARI, w/c ratio 0.6 and mix 1:6.06); a concrete with 10% replacement of the cement mass with silica fume; a concrete with 50% replacement of the cement mass with fly ash; a concrete with replacement of 75% of the cement mass with blast furnace slag and a concrete with the addition of a crystalline admixture (1% of the cement mass) These concretes had open cracks at 3 and 28 days, and two crack opening ranges were considered: 0 to 0.2mm and 0.2 to 0.4mm. To analyze the healing of these materials, optical microscopy, ultrasonic wave propagation velocity and water penetration tests under low pressure were carried out on the day the cracks opened and 56 days later. As for the results found, in general it can be said that all concretes healed partially or completely. Concrete with silica fume showed better performance, taking into account the 3 tests, with a 7.8% increase in self-healing capacity measured by the ultrasonic wave propagation test, and 25% more efficient healing in the water penetration test under low pressure, always in relation to the reference concrete. Furthermore, it was observed that cracks opened at 3 days have greater closing capacity than cracks opened at 28 days. And, smaller cracks (0-0.2mm) close more easily than larger ones (0.2-0.4mm)