Generic Modeling Environment (GME)

Levando em consideração os resultados obtidos através de diversas técnicas, utilizando diversos métodos e procedimentos, são criadas diversas variáveis que dificultam correlações entre as técnicas aceleradas e não aceleradas. É importante destacar ainda que a dificuldade de se correlacionar os métodos proposto para avaliação das reações pozolânicas são potencializadas devido à alta complexidade do fenômeno.

No decorrer da pesquisa foi observado que estes métodos são realizados em sistemas e condições experimentais diferentes. Além disto, foi possível observar que alguns ensaios são realizados em um longo período de tempo (métodos não acelerados), como por exemplo o índice de desempenho pozolânico com cimento Portland, que são avaliados aos 28 dias; e outras técnicas em um curto período de tempo (métodos acelerados), por exemplo a condutividade elétrica que conta avaliações em 100 segundos e 1000 segundos. Considerando estas limitações, optou-se por correlacionar estes métodos separadamente somente caso se apresentarem possíveis essas correlações ou tendências.

 Caracterização dos materiais

Considerando que foram utilizados diferentes materiais com diferentes propriedades, foi possível observar claramente, utilizando a técnica de microscopia eletrônica de varredura através do detector SE, a morfologia das amostras, sendo observado o quanto se diferenciam entre si. Foi observado também em relação à distribuição granulométrica que alguns resultados não foram os esperados de acordo com o resumo da Tabela 18, porém totalmente justificados quando associadas as duas técnicas, sendo perceptível que algumas amostras aglomeraram (utilizando a técnica por microscopia eletrônica de varredura tal aglomeração foi detectada). Quando da análise da área da superfície específica, da mesma forma que anteriormente, algumas amostras se apresentaram com resultados surpreendentes de acordo com o resumo da Tabela 18, porém quando se utiliza outras técnicas (microscopia eletrônica de varredura), tornam-se justificáveis os resultados, pois algumas amostras apresentaram formas com cavidade, bastões, formas irregulares e etc. Tornando sua área específica maior através da percolação do gás na técnica B.E.T.

138

Tabela 18 – Resumo da Caracterização dos materiais

Grandeza Cimento CBC-A CBC-B CV MET SIL

Área superficial específica

(m2_{/g) (Blaine Eletrônico)} 0,452 0,655 0,654 0,678 0,474 0,718

Área superficial específica

(m2_{/g) (BET)} 1.784 5.461 22.849 1.158 16.908 20.341 Distribuição de partículas D50 µm 5,90 8,25 10,32 9,76 5,72 63,67 Perda de massa % (TG) 6,08 22,22 11,65 1,34 2,63 2,98 Perda ao Fogo % (PF) 6,37 19,89 13,64 2,03 3,07 3,09 Fonte: O autor (2019)

Em relação às termoanálises é observado a correlação existente entre as duas técnicas, ou seja, utilizando a perda ao fogo e a termogravimetria, onde existe uma correção (R² = 0,9756) em seus resultados de acordo com a Figura 32, diante dos resultados observados à aproximação das técnicas. Posteriormente são analisados os elementos químicos de cada amostra, sendo observado o que preconiza a norma NBR 12653 (2015), em termos de óxidos e para subsidiar a posterior técnica de difração de raio X, diante da grande quantidade de óxido de silício presente na amostra foi possível quantificar a quantidade de material amorfo através do refinamento Rietveld.

Figura 32 – Perda ao Fogo % (PF) X Perda de massa % (TG).

Fonte: O autor (2019) y = 0,8938x + 1,0287 R² = 0,9756 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25

P

e

rd

a

ao

F

o

go

%

(

P

F)

Perda de massa % (TG-DTG)

139

 Avaliação da pozolanicidade método direto

Diante dos resultados com as caracterizações dos materiais, foram feitas as análises das pozonalicidades das amostras, ou seja, análises diretas e indiretas. Nas análises diretas, foram moldadas pastas de cimento com 15% de adição do material analisados na pesquisa, iniciando com a técnica de difração de raio X, na observância da hipótese do consumo da portlandita pelas amostras com a redução da intensidade do pico característico da portlandita. Sendo observado tal redução para todas as amostras, com a exceção da amostra de referência, as amostras apresentam indícios das reações pozolânicas.

Em continuidade com as análises diretas da pozolanicidade dos materiais analisados, a técnica das termoanálises se mostrou sensível a percepção do consumo da portlandita pelas reações químicas, sendo possível quantificar através dos cálculos estequiométrico a perda de massa no evento térmico, onde acontece a decomposição da portlandita de acordo com o resumo da Tabela 19.

Tabela 19 – Resumo da água quimicamente combinada e portlandita [AQC e Ca(OH)2]

Pasta Cura AQC(%) Ca(OH)2

Cimento CP V - ARI 28 dias 10,69 17,28 CBC – A 10,28 25,00 CBC - B 10,73 21,42 Cimento CP V - ARI 63 dias 10,70 19,48 CBC – A 13,11 25,29 CBC - B 10,96 18,37 Cimento CP V - ARI 91 dias 10,83 24,86 CBC – A 13,11 23,54 CBC - B 11,67 17,66 Fonte: O autor (2019)

Com esses resultados a hipótese de reações pozolânicas, observada pelo DRX se torna mais consistente, quando através dos cálculos estequiométricos é observado que as amostras contendo adição de 15% obtiveram um incremento na água quimicamente combinada e redução na portlandita.

140

Posteriormente também foi observado tais reações químicas através do método do Chapelle modificado, onde todas as amostras com 15% de adição obtiveram desempenho acima do mínimo (330 mg/g) esperado de acordo com Raverdy et. al (1980), com exceção das amostras CBC-A, ficando um pouco abaixo de acordo com o resumo da Tabela 20.

Tabela 20 – Resumo método Chapelle modificado

Grandeza CBC-A CBC-B CV MET SIL

ICa(OH)2 mg CaO/g

Chapelle modificado 295 335 380 1195 1498

Fonte: O autor (2019)

 Avaliação da pozolanicidade método indireto

Em continuidade com à pesquisa, foram executadas as análises através dos métodos indiretos com as análises por condutividade elétrica e índice de desempeno com cimento Portland, nas quais se observou a condutividade elétrica que os materiais analisados corroboraram os resultados encontrados nas pesquisas de Lúxan (1989) e Payá (2001 a).

Foi perceptível a perda de condutividade para as amostras de acordo com a Tabela 21, porém as amostras CBC-A e CBC-B não se enquadram na classificação proposta por Lúxan (1989), por outro lado, é importante destacar que o pesquisador avaliou em sua pesquisa matérias pozolânicas naturais e que Payá (2001 b) mostrou que o tempo de análise para as cinzas volantes deveria ser bem maior que 120 segundos (o proposto por Lúxan (1989)). Em continuidade as pesquisas Payá et. al. (2002 a) e Payá et. al. (2002 b), observaram o comportamento utilizando cinzas do bagaço de cana-de-açúcar e verificaram que devem ser aprofundados os estudos com a CBC para chegar em um parâmetro de classificação mais adequado.

Tabela 21 – Resumo da condutividade elétrica e Índice de desempenho

Amostras

Condutividade

Elétrica Índice de desempenho com

cimento Portland (%) ∆100 ∆1000 REF --- --- 100% CBC-A 0,11 0,16 93% CBC-B 0,22 0,30 98% CV 0,33 0,42 --- MET 1,04 1,22 --- SIL 1,14 2,10 --- Fonte: O autor (2019)

141

Portanto não devem ser consideradas as classificações propostas por Lúxan (1989) nas análises das amostras das cinzas do bagaço de cana-de-açúcar. Por outro lado, é notório que há mudanças na linha de base de todos os gráficos (Figuras 14 a 18) de todas as amostras com suas respectivas perdas de condutividade elétrica, levantando assim a hipótese que as cinzas do bagaço de cana-de-açúcar reagiram quimicamente, provocando as perdas de condutividade elétrica.

Seguindo com as análises, para o ensaio do índice de desempenho com cimento Portland foi observado que as cinzas ficaram acima do limite mínimo de 90% (0,90) permitido pela norma. Esses resultados corroborando o ensaio Chapelle modificado, no qual todas as amostras ficaram acima dos limites mínimos (330 mg/g) estabelecidos por Raverdy et. al. (1980), com exceção da amostra CBC-A, porém com valores muito próximos desse mínimo estabelecido de acordo com o resumo da Tabela 21.

Assim sendo, a partir de todos os resultados discutidos, pode-se concluir que não há uma correlação evidente entre os métodos acelerados (Chapelle Modificado e condutividade elétrica) que foram utilizados durante esta pesquisa, diferente do ocorrido entre os métodos não acelerados, que apresentaram uma boa correlação.

 Análise por microscópio eletrônico de varredura

Através das análises realizadas com a microscopia eletrônica de varredura foi possível observar todas as formações das fases do cimento hidratado, utilizando detector de elétrons secundários (SE), sendo observado as suas morfologias e também que as amostras com as cinzas apresentam uma formação mais densa com poucas fases da portlandita, levantando a hipótese e reforçando a ideia das reações pozolânicas entre o material adicionado e a portlandita gerada na hidratação das fases C3S e C2S, pois as amostras foram analisadas aos 365 dias de

idade. Através do detector (EDS) foram identificados os principais elementos químicos das fases do C-S-H, nas amostras de referências e das amostras com 15% de cinza do bagaço de cana-de-açúcar.

 Avaliação e análise da durabilidade do concreto

Considerando finalmente as análises através dos métodos de avaliação da durabilidade do concreto, foram observados no ensaio de resistência à compressão axial e à tração que as amostras com a adição de 15% de cinza do bagaço de cana-de-açúcar CBC-A obtiveram um desempenho similar às amostras de referência, corroborando algumas técnicas de análises de pozolanicidade como Chapelle modificado, condutividade elétrica, índice de desempenho com

142

cimento Portland, levantando a hipótese que as cinzas do bagaço de cana-de-açúcar CBC-A obteve baixa reatividade química. Já as cinzas do bagaço de cana-de-açúcar CBC-B obtiveram um desempenho relativamente superior e coerente com as demais técnicas utilizadas.

Para os ensaios de absorção, capilar e por imersão as amostras contendo 15% de adição obtiveram bons resultados em relação às amostras de referências, demostrando assim que a utilização de 15% de cinza do bagaço de cana-de-açúcar, em relação à absorção capilar e por imersão, desempenha um refinamento dos poros capilares de acordo com a Tabela 22.

Em relação aos índices de vazios as amostras também foram melhores que os de referência, esses resultados se tornam importantes do ponto de vista da durabilidade, pois inibem de maneira positiva a entrada de agentes agressivos nas estruturas de concreto armado de acordo com a Tabela 22.

Tabela 22 – Resumo da análise da durabilidade

Amostras Absorção por capilaridade 72h (%) Absorção por Imersão (%) Índices de Vazios (%) Prof. Carbonatação (mm) Carga Passante (C) Prof. Cloreto (mm) REF 3,42 7,39 15,58 4,7 3036 12,7 CBC-B 2,39 7,16 15,22 6,2 1800 9,2 CV 2,51 7,34 15,67 4,9 506 5,9 MET 2,05 7,20 15,36 --- 1076 3,9 SIL 1,43 6,03 12,94 2,5 86 3,3 Fonte: O autor (2019)

Considerando os resultados obtidos com o ensaio de carbonatação acelerada, observamos que todas as adições se mostram favoráveis à durabilidade das estruturas de concreto, apesar das cinzas (CV e CBC-B) se apresentarem com resultados um pouco desfavoráveis em relação às amostras de referências do ponto de vista da carbonatação acelerada de acordo com a Tabela 22. Porém totalmente coerente e previsto de acordo com os resultados obtidos por Turk et al. (2013) e Medeiros et al. (2017b), devido ao consumo da reserva alcalina. Suas resistências mecânicas, absorção capilar e por imersão se mostraram favoráveis levantando a hipótese do refinamento dos poros capilares.

De acordo com os resultados obtidos com a penetração acelerada de íons cloretos, as amostras com a adição de 15% dos materiais estudadas se mostraram totalmente favoráveis à durabilidade das estruturas, sendo observada a redução da penetração para todas as amostras com a adição em relação às amostras de referências, corroborando os resultados apresentados pelos pesquisadores Swamy et. al (1998) e Vilarino et. al. (1995).

143