Atividade pozolânica de adições minerais pelas NBR 5751/2012 e NBR 5752/2012 : uma análise crítica a partir de métodos complementares

Orientador : Prof. Dr. Marcelo Henrique Farias de MedeirosCo-orientador : Prof. Dr. Juarez Hoppe FilhoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 24/04/2014Inclui referênciasArea de concentração : Materiais e estruturasResumo: A incorporação de adições minerais na composição do cimento Portland é imprescindível, pois reduz o impacto ambiental da indústria cimenteira, além de destinar, adequadamente, resíduos de outros setores industriais, possibilitando vantagens econômicas e ambientais, além de interferir na microestrutura da matriz hidratada, alterando a durabilidade de concretos e argamassas. A hipótese deste trabalho é de que as normas brasileiras atualmente em vigor apresentam inconsistências, classificando erroneamente algumas pozolanas. Desta forma, o programa experimental consistiu na aplicação das técnicas de investigação de pozolanicidade de adições minerais, sendo elas normatizadas ou não no Brasil, utilizando adições minerais: cinza de casca de arroz, metacaulim, sílica ativa, fíler quartzoso, fíler calcário e material cerâmico com diferentes graus de moagem e calcinação em forno mufla. Foram realizados ensaios de caracterização das amostras e a atividade pozolânica foi determinada pelos ensaios de índice de atividade pozolânica (IAP) em argamassa com cimento Portland (NBR 5.752) e com cal hidratada (NBR 5.751), ensaio Chapelle modificado (NBR 15.895) e difração de raios - X (DRX) de pastas idênticas às utilizadas nas argamassas preconizadas pelas normas, que permitem analisar o consumo de portlandita, um indicativo imprescindível da atividade pozolânica. A análise conjunta do IAP com a DRX visou demonstrar que algumas pozolanas apresentam baixo desempenho quando avaliadas por intermédio da resistência à compressão de argamassas, porém são capazes de fixar grande quantidade de cal na formação de compostos hidratados. As normas não consideram parâmetros importantes para a atividade pozolânica, como a área específica, as características físico-químicas, o teor de materiais amorfos e a taxa de reação ao longo do tempo, os quais interferem na resistência da argamassa. Palavras-Chave: atividade pozolânica, adições minerais, resistência à compressão.Abstract: The incorporation of mineral additions into the Portland cement composition is indispensable, because it reduces the environmental impact of the cement industry and also destine, properly, residues from others industrial segments. This measure brings environmental and economic advantages, apart from interfering in the microstructure of the hydrated matrix, altering the durability of concretes and mortars. The hypothesis of this work is that Brazilian norms currently in vigor present inconsistencies by misclassifying some pozzolanes. Therefore, the experimental program consisted in applying investigation techniques of pozzolanicity of mineral additions, these being normalized or not in Brazil, using: rice husk ashes, metakaolin, silica fume, quartzose filler, calcarium filler and ceramic materials with different milling degrees (0,5; 1,0; 1,5 hour) and calcination in mufla oven. Characterization trials of the samples were made and the pozzolanic activity was determined by tests of the index pozzolanic activity (IPA) in Portland cement mortars (NBR 5.752) and mortar with hydrated lime, modified Chapelle test (NBR 15.895) and X-ray diffraction (XDR) of pastes identic to those used in mortars recommended by standards, which allows analyzing portlandite consumption, a very important indicative of pozzolanic activity. The analysis of IPA and XDR aims to demonstrate that some pozzolanes present low performance when evaluated through mortar compressive strength but are able to fasten high quantities of lime through the formation of hydrated compounds. The standards ignore important for the pozzolanic activity parameters such as specific area, physicochemical characteristics, the amorphous content and reaction rate over time, which interfering in the mortar compressive strength. Key words: pozzolanic activity, mineral additions, compressive strength

Pozolanas de elevada reatividade: uma avaliação crítica do ensaio de Índice de Atividade Pozolânica (IAP) com cal usando Difração de Raios X

As adições minerais pozolânicas estão presentes em grande parte dos cimentos utilizados na produção de concreto estrutural. A seleção de pozolana requer caracterização prévia de seu potencial reativo, o que é realizado, diretamente, por meio do ensaio Chapelle modificado ou, indiretamente, por meio do ensaio de resistência à compressão de argamassa com cimento Portland ou cal hidratada. O objetivo deste trabalho é quantificar o IAP com cal da cinza de casca de arroz, metacaulim e sílica ativa, além da utilização de fíler calcário e quartzoso como materiais inertes de referência. A difração de raios X (DRX) de pastas idênticas às utilizadas nas argamassas preconizadas pelas normas permite analisar o consumo de portlandita, um indicativo imprescindível da atividade pozolânica. A análise conjunta do IAP com cal e a DRX visa investigar o consumo de hidróxido de cálcio nas misturas preconizadas pelo procedimento normalizado, possibilitando de analisar criticamente sua adequação. Os resultados indicam que o procedimento da NBR 5751 não é adequado para avaliar o potencial reativo de superpozolanas, já que houve o consumo total da cal, inviabilizando a avaliação comparativa baseada no resultado de resistência à compressão

Teste acelerado de argamassas e a combinação de adições minerais ativas com agregado potencialmente reativo

The accelerated test of mortar bars (AMBT) is the fastest to detect the reactivity of aggregates. However, it presents several limitations regarding the classification, limits and the conditions to accelerate the test. When AMBT is used to classify mineral additions that potentially inhibit RAS, NaOH solution and high temperature are crucial factors. The present work aims to investigate the effect of AMBT on the development of RAS in combinations of cement with rice husk ash and sílica fume. The induced expansion was used to assess the kinetics of RAS. In addition, the chemical and physical properties of the hydrated matrix under normal conditions of temperature and humidity and under test conditions were characterized by XRD, TGA and MIP. The fineness and particle size of rice husk ash were determinant in the mitigation of RAS. AMBT conditions are too aggressive to discard a material just by the determination of expansion. The mechanisms of action of mineral additions subjected to RAS must be better understood and evaluated by using tests that do not compromisse their development.O teste acelerado de barras de argamassa (AMBT) é o mais rápido para detectar a reatividade de agregados. Porém, apresenta diversas limitações quanto à classificação, limites determinados e as condições de aceleração do ensaio. Quando se trata do AMBT para classificar adições minerais potencialmente inibidoras da RAS, a solução de NaOH e a alta temperatura são fatores cruciais. O presente trabalho visa investigar o efeito do AMBT no desenvolvimento da RAS em combinações de cimento com cinza de casca de arroz e sílica ativa. A expansão induzida foi usada para avaliar a cinética da RAS. Além disso, as propriedades químicas e físicas da matriz hidratada em condições normais de temperatura e umidade e em condições do ensaio foram caracterizadas por DRX, TGA e MIP. A finura e o tamanho das partículas da cinza de casca de arroz foram determinantes na mitigação da RAS. As condições do AMBT são agressivas demais para descartar um material apenas pelos resultados de expansão. Os mecanismos de atuação das adições minerais frente a RAS devem ser mais bem entendidos e avaliados perante o uso de ensaios que não comprometam seu desenvolvimento

Atividade pozolânica de adições minerais para cimento Portland (Parte II): Índice de atividade pozolânica com cimento Portland (IAP), difração de raios-X (DRX) e termogravimetria (TG/DTG)

A hierarquização de adição mineral para utilização como pozolana requer a determinação de sua reatividade,o que pode ser realizado via método indireto, por meio do ensaio de resistência à compressão de argamassacom cimento Portland (NBR 5.752). As adições minerais de alta reatividade, como a sílica de casca de arroz,a sílica ativa e o metacaulim, apresentam como característica peculiar a elevada área específica, o que potencializaa fixação de cal por atividade pozolânica e incrementa a resistência à compressão da matriz hidratada.A classificação, conforme a diretriz da norma NBR 12.653, está fundamentada na resistência à compressãoaxial proporcional mínima de argamassa cimentícia pozolânica em relação à argamassa de referência. Asubstituição volumétrica parcial do cimento por adição mineral reduz a resistência à compressão do sistema,a ser compensada, total ou parcialmente, pelos compostos hidratados formados por atividade pozolânica. Opresente artigo constitui a parte II do trabalho intitulado “Atividade pozolânica de adições minerais para cimentoPortland” e contempla a avaliação da atividade pozolânica de sistemas cimento Portland -- adição mineral,conforme as prerrogativas da norma NBR 5.752, além da aplicação de difratometria de raios-X e análisetermogravimétrica (TG/DTG) em pastas idênticas às contidas nas argamassas para análise complementarao método indireto. A parte I deste trabalho concluiu que há inadequabilidade na metodologia proposta naNBR 5.751 (IAP com cal) para a hierarquização de adições minerais de alta reatividade em virtude do esgotamentoda reserva alcalina, embora a classificação seja admissível. Já a metodologia da NBR 5.752 (IAPcom cimento Portland) permitiu a classificação e a hierarquização das adições minerais de alta reatividade(sílica de casca de arroz, sílica ativa e metacaulim) quando da realização do ensaio com cimento Portland dealta resistência inicial, apesar da extrapolação do limite máximo permissível de água de amassamento

Atividade pozolânica de adições minerais para cimento Portland (Parte I): Índice de atividade pozolânica (IAP) com cal, difração de raios-X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e Chapelle modificado

A seleção de adição mineral pozolânica para compor a matriz de cimento Portland requer determinação préviade sua reatividade, o que é realizado diretamente, por meio do ensaio Chapelle modificado (NBR 15.895),ou indiretamente, pelo ensaio de resistência à compressão de argamassa com cal (NBR 5.751). O teor de hidróxidode cálcio fixado pela pozolana e, consequentemente, os compostos hidratados formados, são subsídiosna avaliação e discussão dos métodos normativos utilizados para caracterizar a atividade pozolânica. Adeterminação do teor de cal fixado requer, impreterivelmente, disponibilidade alcalina no sistema durante operíodo de ensaio estabelecido nas normas técnicas. O esgotamento precoce da cal invalida a determinaçãodo teor de hidróxido de cálcio fixado, interfere na resistência à compressão da argamassa e, por fim, subestimaa reatividade da pozolana. O presente trabalho aborda a avaliação da atividade pozolânica de sistemashidróxido de cálcio -- adição mineral, a partir dos métodos prescritos nas normas brasileiras pertinentes, e aanálise complementar ao método indireto, baseado na resistência à compressão de argamassa com cal, pormeio de difratometria de raios-X (DRX) e termogravimetria (TG/DTG) aplicadas em pastas em proporçõesde mistura idênticas às contidas nas argamassas. A análise conjunta do índice de atividade pozolânica (IAP)com DRX e TG/DTG visa analisar o consumo/esgotamento de portlandita nos sistemas e demonstrar quealgumas pozolanas apresentam baixo desempenho quando avaliadas pela resistência à compressão de argamassascom cal, mesmo se capazes de fixar elevado teor de hidróxido de cálcio para formar compostos hidratados.Assim sendo, o método indireto, conforme a NBR 5.751, não é adequado para hierarquizar pozolanasde alta reatividade, como a sílica ativa e o metacaulim

Comparison of the Force Released by Intermaxillary Elastics Used for Different Time Periods

Objective:The objective of the present study was to compare the strength degradation of the force of intermaxillary elastic used for different periods.Methods:The sample included intermaxillary elastics used for 20 adult patients with bilateral Class II or III malocclusion in orthodontic treatment with fixed appliances, with a mean age of 27.25 years. Latex orthodontic elastics with 3/16 inch of diameter were used, with an average stretching of three times its diameter. The elastics were used in the same patient bilaterally for different periods, with each pair of elastics used for 1, 12, 24, and 48h. Thus, the sample consisted of 200 elastics, with 40 being used in each period (one pair used by each patient) and 40 new elastics without use tested as control. Elastics were tested using a universal testing machine, stretched with a velocity of 30 mm/min, and the force was evaluated in stretches of 15, 20, 25, and 30 mm. The degradation force was compared in the four different times of use and control by one-way ANOVA (analysis of variance) and Tukey tests.Results:There were significant differences among the groups in all evaluated stretches (15, 20, 25, and 30 mm). The control elastics presented higher average forces numerically and statistically significant for all tested times, except for the elastic used for 1h. The elastics used for 1, 12, and 24h had similar forces among them, with a significant difference to the elastics used for 48h.Conclusion:It is recommended to change the intermaxillary elastics after 24 h of use

Efeitos de uma abordagem multi-profissional sobre variáveis antropométricas e de perfil alimentar de adolescentes com sobrepeso ou obesidade

Introduction: To investigate the effects of a multiprofessional approach on anthropometric parameters and body composition and the level of food processing in adolescents. Methods: Twelve overweight/obese male adolescents between 13-17 years old participated in a series of 12-week multiprofessional interventioms led by physical education, nutrition and psychology professionals. The participants were assessed before the intervention as well as at 6 and 12 weeks into it. Anthropometric assessments were performed, including body weight, stature and body mass index; body composition, with fat mass (FM), body fat (%BF), skeletal muscle mass (SMM) and resting metabolic rate (RMR) and by filling in a three-day food record, in order to calculate the ingested foods, by the level of processing of the food: fresh, minimally processed, processed and ultra-processed.  Results:  No differences were observed for the anthropometric parameters performed at different stages (p>0.05). Reductions for FM and %BF and increases in SMM and RMR (p<0.05) were identified, all after 12-week of the intervention. There was an increase in the consumption of natural foods/g, and an increase in the caloric consumption of processed foods/kcal, after 12-week of interventions (p<0.05). Conclusion: The model resulted in decreases in FM and %BF, an increase in SMM, RMR, natural foods/g and processed foods/kcal.Introdução: Investigar a qualidade nutricional de adolescentes com sobrepeso ou obesidade é substancial para orientar estratégias de alimentação saudável. Objetivo: Avaliar os efeitos de uma abordagem multiprofissional sobre os parâmetros antropométricos, de composição corporal e o nível de processamento de alimentos em adolescentes. Método: Doze adolescentes do sexo masculino com sobrepeso/ obesidade, entre 13-17 anos participaram de uma série de intervenções multiprofissionais ao longo de 12 semanas, que foram conduzidas por profissionais de educação física, nutricionistas e psicólogos. Os participantes foram avaliados antes da intervenção, após 6 e após 12 semanas. As avaliações antropométricas foram realizadas, incluindo o peso corporal, a estatura e o índice de massa corporal; para a composição corporal foram incluídas: a massa gorda (MG), percentual de gordura corporal (%G), massa muscular esquelética (MME) e taxa metabólica basal (TMB), bem como o preenchimento do registro alimentar de três dias, para avaliar os alimentos ingeridos, via nível de processamento: in natura, minimamente processado, processado e ultraprocessado. Resultados: Não foram observadas diferenças significativas nos parâmetros antropométricos realizados nas diferentes etapas (p>0,05). Reduções na MG e %G e aumentos na MME e TMB (p<0,05) foram identificados após 12 semanas de intervenção. Houve um aumento do consumo de alimentos in natura/g e aumento do consumo calórico de alimentos industrializados/kcal, após 12 semanas de intervenção (p<0,05). Conclusão: O modelo proposto resultou em uma diminuição da massa gorda e percentual de gordura corporal, aumento da massa muscular esquelética, taxa metabólica basal, consumo de alimentos naturais/g e alimentos processados/kcal

Gerenciamento de risco de barragens do Estado do Paraná: uma abordagem bibliográfica

O gerenciamento de risco de barragens identifica, avalia, trata e monitora riscos, tendo como objetivo minimizar ou mesmo eliminar a possibilidade de impactos negativos do empreendimento na vida de pessoas e do meio ambiente. Neste estudo, uma revisão bibliográfica analítica foi realizada para identificar a classificação dos riscos das barragens do Paraná, Brasil através de uma análise quantitativa e qualitativa dos riscos em barragens e da análise do gerenciamento de segurança das barragens. Dentre as diversas literaturas encontradas, foram verificadas informações atualizadas sobre fiscalização e classificação das barragens paranaenses por órgão como o Instituto de Água e Terra (IAT), Agência Nacional de Águas (ANA), Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e Agência Nacional de Mineração (ANM); a existência de diversos métodos quantitativos e qualitativos que podem ser utilizados para determinar falhas em barragens, sendo a FMEA (Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos) a técnica que se destaca; e a identificação de práticas adequadas para um gerenciamento eficaz. Essa revisão possibilitou concluir que a identificação, classificação e fiscalização das barragens no Estado do Paraná são realizadas pelo IAT que apresenta relatórios anuais das condições das barragens para conhecimento público e segurança da população. Além disso, pode-se concluir que a aplicação de uma metodologia adequada para análise de riscos é a forma mais adequada de prevenir uma catástrofe com possíveis perdas de vida

Gerenciamento de risco de barragens do estado do Paraná: uma abordagem bibliográfica

O gerenciamento de risco de barragens identifica, avalia, trata e monitora riscos, tendo como objetivo minimizar ou mesmo eliminar a possibilidade de impactos negativos desse tipo de empreendimento na vida de pessoas e do meio ambiente. Neste estudo, uma revisão bibliográfica analítica foi realizada para identificar a classificação dos riscos das barragens do Paraná, Brasil, com base em uma análise quantitativa e qualitativa desses riscos e na análise do gerenciamento de segurança dessas barragens. Nas diversas literaturas encontradas, foram verificadas informações atualizadas sobre: fiscalização e classificação das barragens paranaenses realizadas por órgãos como o Instituto de Água e Terra (IAT), a Agência Nacional de Águas (ANA), a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e a Agência Nacional de Mineração (ANM); a existência de diversos métodos quantitativos e qualitativos que podem ser utilizados para determinar falhas em barragens, sendo a Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos (Failure Mode and Effect Analysis – FMEA) a técnica que se destaca; e a identificação de práticas adequadas para um gerenciamento eficaz. Essa revisão possibilitou concluir que a identificação, classificação e fiscalização das barragens no estado do Paraná são realizadas pelo IAT, que apresenta relatórios anuais das condições das barragens para conhecimento público e segurança da população. Além disso, pode-se concluir que a aplicação de uma metodologia apropriada para análise de riscos é a forma mais adequada de prevenir uma catástrofe com possíveis perdas de vida.</p