Durability of high volume fly ash concrete

It is well known that the concrete industry has to contribute to the sustainability of construction. For this intent it is necessary to reduce the cement content without compromising the durability requirements of the concrete constructions. Therefore, large scale cement replacement in concrete by by products such as fly ash will be extremely beneficial from the overall ecological and environmental point of view. In this context, an experimental research work was carried out focused on the evaluation of the possibility of producing low portland cement content concrete with enhanced or even high performances, including local by products such as fly ash and common low cost aggregates without any previous treatment, i. e., as received. Three different concrete mixtures (incorporating large quantities of fly ash) were made and their mechanical, workability and durability properties were characterized. The total binder used (400 kg/m3, 500 kg/m3 and 600 kg/m3) was composed by 40% of portland cement and 60% of fly ash by mass of the total cementitious material. The overall results obtained show that the compressive strength requirements, in general, are fulfilled and that these concretes are highly durable. Thus, by using this type of concrete it is possible to build more durable structures and contribute as well to the construction sustainability

Influência da presença de adições minerais no comportamento do betão fresco em composições com incorporação de superplastificantes

De modo a avaliar o efeito em betões frescos da presença de adições minerais no desempenho dos superplastificantes, procedeu-se à realização de um programa experimental. Admitindo que o betão pode ser considerado como um material compósito bifásico, constituído por uma matriz (pasta ligante) e por um material de enchimento (agregados) e que a matriz controla as propriedades reológicas do betão fresco, foram efectuados ensaios no cone de Marsh e ensaios de mini-abaixamento em pastas contendo diferentes dosagens de cimento, cinzas volantes, fíler calcário e dois tipos distintos de superplastificante. Os resultados obtidos nos ensaios referidos indiciam que: a) os dois tipos de ensaios (cone de Marsh e mini-abaixamento) originam, em geral, resultados comparáveis, coincidindo na determinação da quantidade óptima de superplastificante; b) os dois tipos de superplastificante testados demonstraram eficiências distintas; c) a presença e o tipo de adição mineral influenciam o comportamento reológico das pastas

Betão eco-eficiente com reduzido teor de cimento

Com o objectivo de contribuir para a sustentabilidade da construção, urge reduzir a produção e o consequente consumo de cimento. Contudo, esta diminuição não deve comprometer o desempenho das estruturas de betão, de forma a garantir a manutenção de períodos de vida útil suficientemente alargados. Assim, a substituição de elevados volumes de cimento por adições, nomeadamente subprodutos industriais, como é o caso das cinzas volantes, será extremamente benéfica sob o ponto de vista ecológico e ambiental. No entanto, os betões com elevado volume de cinzas volantes apresentam alguns inconvenientes que têm impedido a generalização da sua utilização: desenvolvimento de resistências mais lento e reduzidas resistências em idades jovens; maior sensibilidade à cura; elevada retracção plástica; redução da resistência à carbonatação. De modo a impedir ou minimizar estes factores adversos, propõe-se incorporar no betão de elevado volume de cinzas volantes outras adições minerais que corrijam os principais inconvenientes associados à substituição dos elevados volumes de cimento por cinzas volantes. Assim, desenvolveu se um programa experimental com o objectivo de caracterizar o desempenho de misturas ternárias com elevado volume de cinzas volantes e incorporação de metacaulino. Neste trabalho apresentam-se as principais vantagens e inconvenientes da utilização simultânea das duas adições, cinzas volantes e metacaulino, que poderão originar características de desempenho muito interessantes mesmo com elevados volumes de substituição de cimento. A sinergia resultante destas misturas ternárias demonstrou desempenhos muito promissores, possibilitando grandes volumes de substituição de cimento, mantendo ou melhorando os desempenhos mecânicos e de durabilidade, podendo vir a ser uma solução viável para a obtenção de um betão eco-eficiente de desempenho melhorado para uso generalizado na construção como alternativa ao betão convencional

Betões de elevado desempenho

Os betões de elevado desempenho (BED) são, actualmente, empregues apenas em situações particulares, sobretudo em edifícios altos e em estruturas localizadas em ambientes particularmente agressivos. Assim, o conhecimento associado a este tipo de betões não se encontra generalizado e é importante contribuir para a sua disseminação e, também, para a sua desmistificação, uma vez que os BED podem ser considerados como uma evolução dos betões convencionais, mas com elevada durabilidade. Com o objectivo de contribuir para a sustentabilidade da construção, urge reduzir a produção e o consequente consumo de cimento. Assim, se a substituição de elevados volumes de cimento por subprodutos industriais, como é o caso das cinzas volantes, se revelar exequível, será extremamente benéfica sob o ponto de vista ecológico e ambiental. Neste contexto, desenvolveu-se um programa experimental de forma a avaliar a possibilidade de produzir BED, fabricados com quantidades reduzidas de cimento e recorrendo à incorporação de materiais correntes, de baixo custo, comummente utilizados no fabrico de betões convencionais. O comportamento das misturas produzidas foi caracterizado experimentalmente, incidindo na avaliação das suas principais propriedades relacionadas com a trabalhabilidade, com as resistências mecânicas e com a durabilidade Os resultados obtidos permitiram evidenciar que, para este tipo de betões, as exigências relacionadas com a resistência à compressão são, para a grande maioria das aplicações práticas, satisfeitas e que estes podem ser considerados de elevada durabilidade, o que os permite classificar como BED. Assim, é de esperar que a utilização mais generalizada deste tipo de BED permita edificar construções mais duráveis e contribuir significativamente para a sustentabilidade da construção

Influência do superplastificante nos parâmetros reológicos do betão fresco

O conhecimento das propriedades reológicas do betão fresco é de extrema importância para o sucesso da sua aplicação. A trabalhabilidade dos betões influencia decisivamente parâmetros fundamentais relacionados com a eficácia da sua utilização, tais como : a facilidade de colocação em obra; a compactação; a durabilidade; e o desenvolvimento das resistências mecânicas. Um betão fresco com comportamento reológico inadequado pode comprometer seriamente o processo de compactação, o que pode implicar a ocorrência de defeitos que podem afectar substancialmente o desempenho do betão no estado endurecido. A importância deste aspecto levou ao desenvolvimento de vários métodos, utilizados para aferir as características reológicas do betão fresco que pode ser entendido como uma concentração de partículas em suspensão que exibe um comportamento semelhante ao de um fluido. Neste contexto, admitindo que as propriedades reológicas da pasta ligante controlam a trabalhabilidade dos betões com adição de superplastificante, elaborou-se um programa experimental com o intuito de avaliar a influência do adjuvante nos parâmetros reológicos das composições. No âmbito deste programa experimental procedeu-se ao ensaio de pastas utilizando um equipamento capaz de determinar os parâmetros reológicos das mesmas (viscosímetro de Brookfield), o que permitiu avaliar a exequibilidade do ensaio expedito no cone de Marsh, correntemente utilizado para determinar a dosagem de superplastificante a usar em betões. Os resultados obtidos são apresentados e analisados

Influência da temperatura de secagem na avaliação do desempenho do betão

Em determinados ensaios, nomeadamente para aferição de alguns indicadores de durabilidade do betão, o condicionamento de provetes exige a sua secagem em estufa a uma temperatura predeterminada, por um período de tempo suficiente para os provetes atingirem uma condição de massa constante. A temperatura de secagem, apesar de ser um dos parâmetros prescritos e a satisfazer na norma ou especificação de ensaio, difere de ensaio para ensaio. Mais ainda, por vezes, na execução dos ensaios é frequente o recurso a temperaturas de secagem elevadas de forma a atingir mais rapidamente a condição de massa constante. Neste contexto, pretende se, com este trabalho, avaliar a influência do procedimento de condicionamento nos resultados dos ensaios, devido, essencialmente, à variação da temperatura de secagem dos provetes. Para tal, utilizaram se as seguintes temperaturas de secagem: 40 ± 5ºC; 75 ± 5ºC; e 105 ± 5ºC. Estas temperaturas foram adoptadas para a secagem de diferentes provetes de betão que foram posteriormente submetidos aos seguintes ensaios: absorção de água por imersão (ensaio à pressão atmosférica e no vácuo); absorção de água por capilaridade; permeabilidade ao oxigénio e à água; e profundidade de penetração de água sob pressão. Com base nos resultados obtidos é possível concluir que um aumento da temperatura de secagem altera significativamente os resultados dos indicadores de durabilidade determinados

Melhoria da durabilidade do betão com cinzas volantes

A procura da melhoria do desempenho dos betões recorrendo à incorporação de componentes que, sempre que possível, contribuam para resolver problemas ambientais de uma forma simples e económica, tem sido um dos impulsionadores das recentes inovações relativas à produção deste material, enquadrado o numa perspectiva de desenvolvimento sustentável. É neste contexto que este trabalho se insere, tentando contribuir para o esclarecimento das vantagens e desvantagens do fabrico de betões com incorporação de cinzas volantes e agregados britados. Desta forma, é possível reduzir significativamente o consumo de cimento e preservar os recursos naturais existentes, bem como diminuir as consequências adversas associadas à extracção de agregados, designadamente de areias, do leito dos rios, estuários e costa marítima

Betões de elevado desempenho com elevado volume de cinzas volantes

Com o objectivo de contribuir para a sustentabilidade da construção, urge reduzir a produção e o consequente consumo de cimento. Contudo, esta diminuição não deve comprometer o necessário desempenho das estruturas de betão, de forma a garantir a manutenção de períodos de vida útil suficientemente alargados. Assim, se a substituição de elevados volumes de cimento por subprodutos industriais, como é o caso das cinzas volantes, se revelar exequível, será extremamente benéfica sob o ponto de vista ecológico e ambiental. Neste contexto, desenvolveu-se um programa experimental de forma a avaliar a possibilidade de produzir betões de desempenho melhorado, ou mesmo de elevado desempenho, fabricados com quantidades reduzidas de cimento e recorrendo à incorporação de materiais correntes, de baixo custo, comummente utilizados no fabrico de betões convencionais. As composições de betão estudadas foram produzidas com 400 kg/m3, 500 kg/m3 e 600 kg/m3 de ligante (cimento + cinzas volantes) e com uma quantidade de substituição de cimento por cinzas volantes fixa e igual a 60% (em massa). O seu comportamento foi caracterizado experimentalmente, incidindo na avaliação das suas principais propriedades relacionadas com a trabalhabilidade, com as resistências mecânicas e com a durabilidade Os resultados obtidos permitiram evidenciar que, para este tipo de betões, as exigências relacionadas com a resistência à compressão são, para a grande maioria das aplicações práticas, satisfeitas e que estes betões podem ser considerados de elevada durabilidade. Assim, é de esperar que a utilização mais generalizada deste tipo de betões permita edificar construções mais duráveis e contribuir significativamente para a sustentabilidade da construção

Ultra-high durable concrete: A way towards safe and durable structures

Durability of construction and building materials is a pivotal issue for any civil engineering project in the context of sustainable development. In this regard, developing any material with improved durability characteristics would be of great significance particularly for infrastructures encountered aggressive environments. Ultra-high performance concrete (UHPC) is one of this promising materials, as a high-tech self-compacting composite material, which shows advanced characteristics such as self-compactness, compressive strength higher than 150 MPa, and exceptional durability performances compared to other kinds of concrete. This material offers variety of sustainable applications. It enables designers to have slim sections with higher strength, ductility and durability for applications such as shell structures, interior and exterior architectural and structural elements in any shape and texture even in high-rise structures and aggressive environments. In this paper, the durability of a specific composition of UHPC was studied. The dense matrix of the designed UHPC exhibited ultra-high durability performance through long-term and intense carbonation and chloride-ion migration tests. As results demonstrated, even after 191 days, no carbonation depth was observed. No chloride depth was also detected after 14 days of being in the chloride solution with maximum voltage of 60 V

High-volume fly ash ultra-high performance concret

Ultra-high performance concrete (UHPC) is a kind of high-tech composite material which shows superb characteristics compared to other kind of concrete such as self-compactness, compressive strength higher than 150 MPa and exceptional durability performances. In this research, compared to known commercially available UHPCs, a more eco-efficient paste for UHPC was developed. In this regard, cement and silica fume, as two main constituents of the prevalent UHPC compositions and particularly with high cost and environmental impacts, were replaced by fly ash (FA) as a waste material up to 25% of cement weight while with 13% and 16% of it the highest fluidity and strength could be achieved. In the next step finer fly ash was studied also. Ultra fine fly ash (UFFA) with mean particle size of 4.48  showed its applicability to be used in UHPC with 20% of cement weight substitution resulting in a paste with 153 MPa strength and 37.5 cm flow diameter. Furthermore, addition of at least 5% silica fume seems to be a prerequisite regarding strength gain of UHPC paste. Metakaoline as another pozzolanic material improved the strength of the paste while reduced the fluidity demonstrating its inability to be applied in UHPC with required high workability criteria.info:eu-repo/semantics/publishedVersio