Self - healing of concrete containing additive reducing permeability for crystallization

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.Esta pesquisa apresenta um estudo experimental sobre o uso de aditivo redutor de permeabilidade (ARP) em diferentes tipos de cimentos Portland nacionais disponíveis comercialmente. O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos do ARP, principalmente como impermeabilizante. Foram estudados nove traços de concreto, todos com relação água/cimento fixa (igual a 0,45), a saber: quatro misturas de referência conforme o tipo de cimento Portland (CP II E–40, CP III–40, CP IV–40 e CP V-ARI); quatro misturas similares as anteriores, com adição de 0,8% de ARP e, por último uma mistura contendo cimento CP III-40, ARP e fibra de polipropileno (0,45kg/m3). Como premissa da pesquisa foi adotado o abatimento no intervalo de 210 ± 20mm, para todas as misturas de concreto. Avaliou-se, no estado fresco, o abatimento de tronco de cone e, no estado endurecido, as propriedades de resistência à compressão simples e com carregamento de 40% da carga última de ruptura, de resistência à tração por compressão diametral e de módulo de elasticidade. Também foram analisadas as propriedades relacionadas à durabilidade por meio dos ensaios de penetração a água sob pressão, de permeabilidade à água e de absorção de água por capilaridade. Como resultado foi constatado que o ARP é eficiente para reduzir a permeabilidade do concreto quando utilizado com cimento Portland de alto-forno (CP III- 40), que apresentou uma redução significativa da altura de ascensão da água, de até 44%, quando comparado com o traço de referência. Para os cimentos CP II-E-40 e CP IV- 40, essa redução ocorreu em menor escala, 4% e 2%, respectivamente. No entanto, o cimento CPV, apresentou um resultado inesperado, com um aumento na característica de permeabilidade do concreto. Quanto às propriedades mecânicas, nota-se que a variação dos resultados, entre os concretos com e sem ARP, foi pequena (até 10%). Além disso, foi observado que o ARP pode ser indicado para um maior grau de fissuração, independentemente do tipo de cimento utilizado ou da adição das fibras de polipropileno. Por último, em relação ao traço com ARP e fibras, constatou-se por meio do ensaio de penetração de água sob pressão e do ensaio de absorção de água por capilaridade, que esse concreto tornou-se mais susceptível a permeabilidade a água, apresentando um aumento de 30% e de 14%, respectivamente, em relação ao traço sem fibra.This study is presents an experimental study about the use of permeability reduction additive (ARP) with different types of commercially available Portland cements. It’s objective is to evaluate the effects of ARP, in particular it’s as watertight properties. Nine concrete mixtures were studied, all with a constant water / cement ratio (equal to 0.45), namely: Four reference mixtures of the each type of Portland cement (CP II-E-40, CP III-40, 40-CP IV-40 and CP V-ARI); four mixtures with addition of 0.8% ARP and finally a mixture containing cement CPIII-40, ARP and polypropylene fiber (0,45kg/m3). As a premise of this research, the slump was adopted in the range of 210 ± 20 mm for all concrete mixtures. the slump test for determination of the consistency was evaluated in the fresh state, while the compressive strength test and loading 40% of the final breaking load, the tension strength by diametrical compression test and elasticity modulus by compression test were performed in the hardened state.. Durability testing by means of the penetration of water under pressure, the coefficient of permeability and water absorption by capillary were also analyzed. As a result, it was observed that the ARP is effective to reduce the permeability of Portland concrete with blast furnace (CP III-40) which exhibited a significant reduction in the water penetration level, equal to 44% when compared to the reference specimen. For the CP II-E-40, CP IV-40 and cement, this reduction was in a smaller scale, equal to 4% and 2%, respectively. However, the CP V-ARI cement showed an unexpected result with an increase in permeability of the concrete. Concerning the mechanical properties, it was found that the ARP might be suitable for structures with a highly cracked structure regardless of the type of cement used or addition of polypropylene fibers. Finally, concerning the mark with ARP and the addition of fibers, it was observed, after the pressurized water penetration test and capillary water absorption test, that the concrete became more susceptible to water permeability in approximately 16% and 14%, respectively, compared with the trait without fiber