Avaliação da autocicatrização de fissuras em concretos com aditivos cristalizantes

Abstract

As estruturas de concreto armado são propensas ao surgimento de fissuras, que se caracterizam como pontos de entrada de agentes agressivos, como os cloretos, os quais aceleraram os processos de corrosão das armaduras e consequente redução da vida útil das estruturas. Tornar as matrizes cimentícias capazes de se autorreparem logo após o aparecimento das fissuras representa economia com inspeções e processos de reparo da estrutura. Os materiais de autocicatrização possuem a capacidade de reparar danos, podendo ser estimulados com a utilização de agentes externos. Nesse sentido, os aditivos cristalizantes são inseridos na matriz cimentícia para contribuir com o desenvolvimento do fenômeno da autocicatrização de fissuras. Esse trabalho tem como objetivo avaliar a influência de diferentes aditivos cristalizantes na autocicatrização de fissuras em concretos de cimento Portland. Os experimentos adotaram três diferentes aditivos cristalizantes disponíveis no mercado, sílica ativa e uma relação a/c de 0,4. A abertura de fissuras ocorreu aos 3 dias, e os corpos de prova foram expostos a 2 e 6 ciclos de molhagem e secagem para intensificar a ocorrência da autocicatrização. Quanto às análises, foi realizada a avaliação da autocicatrização por meio da difusão de cloretos e análise de imagens por microscopia ótica. As conclusões obtidas da análise dos resultados foram: (i) a utilização de aditivos cristalizantes e sílica ativa promoveu aos concretos uma redução da absorção de água por capilaridade e não comprometeu a resistência à compressão; (ii) através do ensaio de microscopia ótica não foi possível observar o fechamento das fissuras em todos os concretos ao longo do tempo; (iii) nos corpos de prova não fissurados, a passagem de cloretos ao longo do tempo não ocorreu em nenhum dos concretos avaliados; (iv) quanto ao ensaio de difusão de cloretos, a incorporação dos aditivos cristalizantes reduziu a passagem de cloretos pelos concretos fissurados em relação ao concreto de referência. Após 6 ciclos de molhagem e secagem, verificou-se uma redução de 59,72% na difusão de cloretos e um aumento de 37 anos na previsão de vida útil. O concreto com a sílica ativa apresentou um aumento de 32,15% da difusão de cloretos em relação ao concreto referência e consequentemente, uma redução de 15,3 anos da previsão de vida útil.

The reinforced concrete structures are prone to the appearance of cracks characterized as entry points for aggressive agents, such as chlorides, which accelerate the corrosion processes of the reinforcement, leading to a structure’s service life reduction. Making cementitious matrices capable of self-repairing soon after the appearance of such cracks represents savings with inspections and processes for structure repairing. Self-healing materials have the internal capacity to self-repair, which can be stimulated by external agents. In this sense, crystalline admixtures are inserted in the cementitious matrix to contribute to develop the phenomenon of self-healing of cracks. This work aims to evaluate the influence of different crystalline admixtures on the self-healing of cracks in Portland cement concrete. The experiments adopted three different crystalline admixtures available on the market, silica fume, and an a/c ratio of 0.4. The crack opening occurred at 3 days, and the specimens were exposed to 2 and 6 wetting and drying cycles to intensify the occurrence of self-healing. The self-healing evaluation was carried out through the natural diffusion of chloride and image analysis by optical microscopy. The achieved conclusions based on the analysis of the results were: (i) the use of crystalline admixtures and silica fume promoted the concretes a reduction in the absorption of water by capillarity and did not compromise the compressive strength; (ii) through the optical microscopy test it was not possible to observe the closure of cracks in all concretes over time; (iii) in samples without crack, the passage of chlorides over the time did not occur in any of the evaluated concretes; (iv) in the chloride diffusion test, the incorporation of crystalline admixtures reduced the passage of chlorides through cracked concretes in relation to the reference concrete. After 6 wetting and drying cycles, there was a reduction of 59.72% in the diffusion of chlorides and an increase of 37 years in the service life prediction. The concrete with the silica fume presented an increase of 32.15% in the diffusion of chlorides in relation to the reference concrete and, consequently, a reduction of 15.3 years of the service life prediction.