Effect of glass powder on the mitigation of alkali-silica reaction of high performance cementitious composites.

For some years researches has been adressing the replacement of part of the cement used in concrete and mortars with alternative materials such as ground glass powder. This alternative reduces 〖CO〗_2, emissions since it’s used a smaller portion of concrete. In order for this substitution to be considered viable and applicable on the market, several factors and possible problems that this incorporation may result should be examined. One of the problems that can compromise the durability of concrete is the Alkali-Aggregate Reaction. This reaction causes expansion and fissure of concrete elements, by the chemical reaction between the reactive aggregate, alkaline concrete ions and hydroxyl ions, in the presence of moisture. So, this work aims to evaluate the effect of the incorporation of ground glass powder into cementied composites in the Alkali-Aggregate Reaction. Cementious composites were made with CPV cement, active silica, additives, sand with a maximum dimension of 1.2 mm, water (water/cement ratio of 0.18) and incorporation of glass powder in the contents of 0%,10%,20%,30% and 50% in volumetric replacement to cement. Tests were performed to characterize cementitious composites, axial compression resistance, capillarity water absorption, tensile strength by diametric compression, tensile strength in flexion, static elasticity module and dynamic. Expansion tests were performed in mortar bars by the accelerated method in order to evaluate the mitigation of expansions. The results show that the incorporation of glass powder did not interfere in the workability of the mixture in the fresh state, and reduced the air content incorporated into the mixture. There was an improvement in the mechanical and physical properties of cementitious composites from 28 days, such as a decrease in water absorption by capillarity and resistance to axial compression, obtaining the highest value for composite with 30% of glass powder in 129.03 MPa and high elasticity modules, in order of 45 to 50 GPa, characteristics of high performance concrete. Concerning the results found for cementitious composites with incorporation of glass powder, they reached values close to those of the reference material. Already for the specific tests of Alkali-Silica Reaction, it is noted that the contents of 10 and 20% of glass powder incorporation increased expansions in the mortar bars studied and the contents of 30 and 50% decreased to expansions, reaching dimensional variations close to 0%. Therefore, the behavior in the face of the Alkali-Silica Reaction varied according to the glass powder content of the mixtures. It was found that 30 and 50% of incorporation are the optimal substitution levels in relation to the alkali-silica reaction.Não recebi financiamentoHá alguns anos pesquisas vem abordando a substituição de parte do cimento utilizado em concretos e argamassas por materiais alternativos como o pó de vidro moído. Essa alternativa reduz a emissão de 〖CO〗_2, já que é utilizada uma parcela menor de cimento. Para que essa substituição seja considerada viável e aplicável no mercado, deve-se analisar diversos fatores e possíveis problemas que esta incorporação pode acarretar. Um dos problemas que pode comprometer a durabilidade do concreto é a reação álcali-agregado. Essa reação causa expansão e fissuração dos elementos de concreto, pela reação química entre o agregado reativo, íons alcalinos do concreto e íons hidroxila, na presença de umidade. Assim, este trabalho tem o objetivo de avaliar o efeito da incorporação de pó de vidro moído em compósitos cimentícios na reação álcali-agregado. Foram confeccionados compósitos cimentícios com cimento CPV, sílica ativa, aditivos, areia com dimensão máxima de 1,2 mm, água (relação água/cimento de 0,18) e incorporação de pó de vidro nos teores de 0%,10%,20%,30% e 50% em substituição volumétrica ao cimento. Foram realizados ensaios para a caracterização dos compósitos cimentícios, resistência à compressão axial, absorção de água por capilaridade, resistência à tração por compressão diametral, resistência à tração na flexão, módulo de elasticidade estático e dinâmico. Foram realizados ensaios de expansão em barras de argamassa pelo método acelerado com o objetivo de avaliar a mitigação das expansões. Os resultados mostram que a incorporação de pó de vidro não interferiu na trabalhabilidade da mistura, além de ter reduzido o teor de ar incorporado na mistura. Observou-se uma melhoria de propriedades físicas e mecânicas dos compósitos cimentícios a partir dos 28 dias, como por exemplo, uma diminuição na absorção de água por capilaridade. Avaliando a resistência à compressão axial, obteve-se o maior valor para o compósito com incorporação de 30% de pó de vidro em 129,03 MPa e módulos de elasticidade altos, na ordem de 45 a 50 GPa, características do concreto de alto desempenho. Em relação aos resultados encontrados para os compósitos cimentícios com incorporação de pó de vidro, estes alcançaram valores próximos aos do material de referência. Já para os ensaios específicos de reação álcali-sílica, nota-se que os teores de 10 e 20% de incorporação de pó de vidro aumentaram as expansões nas barras de argamassa estudadas e os teores de 30 e 50% diminuíram as expansões, chegando a variações dimensionais próximas de 0%. Portanto, o comportamento frente à reação álcali-sílica variou de acordo com o teor de pó de vidro das misturas. Foi possível constatar que 30 e 50% de incorporação são os teores ótimos de substituição em relação à reação álcali-sílica