Caracterização e análise macro e microestrutural de concretos fabricados com cimentos contendo escórias de alto-forno

A preocupação mundial com o desenvolvimento sustentável tem imposto restrições ao uso de matérias-primas não renováveis e a emissão de gases na atmosfera. Alinhada a essas necessidades a indústria do cimento no Brasil propôs, nos últimos anos, mudanças nas composições de seus produtos. Essas mudanças permitiram o aumento no teor das adições minerais usuais tais como a de escórias de alto-forno. Essas alterações nos cimentos por sua vez provocam mudanças significativas na cinética das reações de hidratação e na microestrutura do concreto e por conseqüência alterações no comportamento e na durabilidade das estruturas de concreto armado. O presente trabalho pretende caracterizar e analisar a macro e microestrutura de concretos dosados com cimentos Portland contendo adições de escórias de alto-forno. Concretos das classes de resistência à compressão de 30 MPa e 40 MPa dosados com os cimentos CP II E 32 e CP III 32 foram fabricados e avaliados. A análise da microestrutura foi feita em diferentes idades durante o período de hidratação do cimento, através de ensaios de difração de raios X, análises térmicas, microscopia eletrônica de varredura, picnometrias, porosimetria de mercúrio e adsorção de nitrogênio. O módulo de deformação estático secante, a resistência à compressão e a permeabilidade à água, realizados em datas coincidentes com os ensaios da microestrutura, foram as propriedades avaliadas para verificação do comportamento mecânico e da durabilidade do concreto. Os resultados obtidos descreveram quantitativamente as propriedades macroestruturais e qualitativamente as propriedades microestruturais mostrando as potencialidades e limitações das técnicas utilizadas. Espera-se, com este trabalho, disponibilizar uma base consistente de resultados macro e microestruturais do concreto de modo a auxiliar novas pesquisas ligadas à evolução do material na linha do tempo. Acredita-se que o desenvolvimento de pesquisas sobre a microestrutura do concreto culminará em ganhos econômicos e de desempenho do material.The worldwide concern with the sustainable development has placed restrictions on the use of raw materials and on gas emissions in the atmosphere. In this scenario, the Brazilian cement industry has made significant changes in Portland cement compositions. These changes include the increasing proportions of mineral additions such as blast-furnace slag. These alterations in the cements promote significant changes in the kinetics of the hydration process and in the microstructure of the concrete which in turn generate changes on the behavior and durability of the reinforced concrete structures. The goal of the thesis is the characterization and analyses of the microstructure of the concretes cast with blast-furnace slag Portland cements with the durability and the mechanical properties of the material. Concretes with axial compressive strength of 30 and 40 MPa produced with the Brazilian type CP II E 32 and CP III 32 were cast and investigated. The microstructure analysis, made at different times during the cement hydration process period, includes X-rays diffraction, thermal analyses, scanning electron microscopy, mercury and helium picnometry, mercury porosimetry and nitrogen adsorption. The axial compressive strength, the secant modulus of elasticity, and water permeability, accomplished in coincident dates with the microstructure analyses, were the properties employed to appraise the mechanical behavior and durability of the concrete. The test results described herein evaluated quantitatively the macrostructure behavior and qualitatively the microstructure properties pointing out the potentialities and limitations of the used techniques. These macro and microstructure concrete results may contribute to aid future research concerning with the material behavior with respect to time. A better understanding of concrete microstructure will certainly promote economical gains and the performance of the material