Análise global dos danos da DEF em concretos com e sem cinza volante

Resumo

A formação da etringita tardia (DEF) é uma reação expansiva que ocorre no interior do concreto já endurecido, podendo danificá-lo. A DEF é fortemente influenciada pela temperatura, quando acima de 60-65°C, e outros fatores envolvendo a química do cimento, principalmente, características físicas e os materiais constituintes do cimento. O ambiente de exposição ao longo do tempo também promove uma condição propícia para aumentar a deterioração por DEF. As expansões resultantes da formação da etringita tardia são progressivas e podem levar o concreto a microfissuras, afetando seu desempenho e durabilidade ao longo do tempo. Diversas estruturas de concreto são apontadas como severamente atacadas por DEF, sendo necessário um melhor entendimento desta patologia a fim de promover medidas preventivas específicas e adequadas para evitar danos futuros. Além disso, em comparação com a reação álcali-sílica, a DEF ocorre de forma mais rápida e agressiva, e muitas vezes de modo prematuro, dependendo de vários fatores, como tipo de cimento, concreto, condição de exposição, entre outros. Este trabalho envolve uma análise geral do comportamento de concretos com dois tipos de cimentos Portland (cimento de alta resistência e outro cimento pozolânico, com cinza volante) em relação ao processo DEF. Várias informações de estudo laboratorial são apresentadas e discutidas após a indução de DEF por um procedimento específico com cura térmica. As análises envolveram a avaliação das propriedades físicas, mecânicas e expansivas, além do monitoramento microestrutural de amostras de concretos ao longo do tempo. Esses experimentos permitiram detectar altos valores de expansões de DEF (até 1,2%), principalmente no concreto sem pozolana. As propriedades mecânicas foram severamente afetadas por esse processo deletério; com o aumento das expansões, foram constatadas perdas nas propriedades. Considerando níveis de expansão da ordem de 0,5%, a redução foi muito elevada e, em cerca de 1% as perdas foram relevantes tanto para as resistências (tração e compressão) e módulo de elasticidade, de 60% e 80%, respectivamente, na presença de cimento sem cinzas volantes. A microestrutura do concreto indicou formações maciças de etringita bem como microfissuras e a fragilidade da matriz de cimento como consequências da DEF. Por outro lado, a expansão de até 0,2% não promoveu efeitos negativos importantes nas propriedades do concreto, principalmente com o cimento pozolânico testado. Além disso, uma abordagem geral com várias correlações entre as propriedades físicas e mecânicas foi feita para obter diferentes níveis de deterioração do concreto por DEF.

Palavras-chave:
concreto; formação da etringita tardia (DEF); expansão; propriedades físicas e mecânicas; microestrutura; cinza volante; deterioração