Investigação de agregados contendo sulfetos e seus efeitos sobre a durabilidade do concreto - Gomides, Maria de Jesus (2009)
A falta de estudos de caráter científico sobre os fatores intervenientes para desencadear e/ou acelerar o processo de alteração dos sulfetos, denominado oxidação, bem como a influência do tipo de aglomerante hidráulico no desenvolvimento das manifestações patológicas no concreto, decorrentes do emprego de agregado contendo esse mineral em sua composição, motivou o desenvolvido desta tese. Neste sentido, o presente trabalho investiga a influência de cinco tipos de aglomerantes na durabilidade de concretos, quando em sua composição agregados com diferentes teores de sulfetos são empregados. Assim, o programa experimental da pesquisa foi dividido em duas etapas, denominadas Etapa 1 e Etapa 2. Nos concretos preparados para a Etapa 1, utilizou-se agregado quartzo-muscovita-xisto contendo 3,89% de sulfetos e três tipos de aglomerantes, sendo um de referência (CP II-F-32) e os outros dois resultantes da substituição parcial desse aglomerante por 40% e 60% de escória de alto-forno moída. Na Etapa 2, o mesmo tipo de agregado com 0,56% de sulfetos foi empregado, sendo utilizados também três tipos de aglomerantes, a saber, CP II-F-32, CP III-40-RS e CP IV-32. O principal objetivo foi avaliar o desempenho dos concretos confeccionados com esses aglomerantes frente ao ataque interno por sulfatos, fenômeno este resultante do processo de oxidação dos sulfetos em ambiente com umidade elevada por até aproximadamente cinco anos. Deste estudo, procedeu-se inicialmente uma investigação completa, incluindo em nível microestrutural, dos agregados contendo sulfetos "in natura", ou seja, antes de serem utilizados como material nos concretos. Em seguida, realizou-se uma avaliação comparativa do desempenho dos concretos, tendo-se como base análises microestruturais e cristalográficas, por meio da microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e análise termogravimétrica, algumas realizadas nos agregados e outras nas argamassas extraídas dos concretos. O comportamento dos concretos frente à resistência, à compressão e ao módulo de elasticidade foi avaliado até os três anos de idade. Ensaios de expansão e as investigações visuais nas superfícies externas dos concretos foram realizados por aproximadamente cinco anos. Os resultados mostraram que a pirrotita é o sulfeto mais reativo do sistema, principal mineral responsável pelas alterações observadas nos agregados extraídos dos concretos. As alterações foram diagnosticadas tanto nos agregados estocados no tempo quanto naqueles utilizados como material na composição dos concretos. Evidenciou-se que o processo de oxidação desencadeia o surgimento de manifestações patológicas ao longo do tempo que afetam as características dos concretos, promovem a expansão desse material, além de interferir em suas propriedades elastomecânicas. Tais efeitos foram resultantes da formação de produtos deletérios decorrentes do próprio processo de oxidação, como também das reações químicas entre os íons agressivos liberados durante este fenômeno e os compostos da pasta de cimento. Os aglomerantes investigados apresentaram comportamentos distintos frente ao ataque por sulfetos. Constatou-se também que quanto maior a concentração de sulfetos, especificamente de pirrotita, mais intensos e expressivos são os níveis de deterioração observados nos concretos investigados ao longo do tempo. Por fim, verifica-se que o ambiente com elevada umidade foi um parâmetro fundamental para acelerar o processo de oxidação destes minerais contidos nos agregados empregados nos concretos.