Avaliação da influência de aditivos cristalizantes na resistência à penetração de íons cloreto em concretos fissurados

Abstract

Em estruturas de concreto, o aparecimento de fissuras é recorrente, sendo a manifestação patológica de maior ocorrência. O aumento da espessura das fissuras leva a uma maior exposição da armadura ao ambiente, deixando-a suscetível à corrosão. A autocicatrização de matrizes cimentícias, com o uso de novos materiais adicionados à matriz, pode ser considerada como opção para prevenir a deterioração das estruturas por fissuração. Os aditivos cristalizantes, classificados como impermeabilizantes hidrófilos ou também como aditivos redutores da permeabilidade hidrostática, podem ser utilizados para contribuir com a autocicatrização de matrizes cimentícias. Este trabalho tem como objetivo verificar a influência dos aditivos cristalizantes na resistência à penetração de íons cloreto em concretos fissurados. Foram confeccionados concretos utilizando três aditivos cristalizantes de diferentes marcas comerciais, além de um concreto de referência e um concreto com adição de 5% de sílica ativa para comparação. Os concretos foram caracterizados por meio dos ensaios de resistência à compressão e de absorção de água por capilaridade. Para a avaliação da autocicatrização nos concretos, foram realizados os ensaios de resistência à penetração de íons cloreto e microscopia ótica. Para tanto, os corpos de prova foram fissurados na idade de 3 dias e submetidos a ciclos de molhagem/secagem (2 dias de imersão em água potável renovável e 12 dias fora da imersão) até as idades de 28 e 91 dias, nas quais foram realizados os ensaios. Os resultados mostraram que a utilização de aditivos cristalizantes e de sílica ativa não comprometeu a resistência à compressão e contribuiu para a redução da absorção de água por capilaridade dos concretos, sendo que a adição de sílica ativa proporcionou redução de 44% em relação ao concreto de referência. No ensaio de resistência à penetração de íons cloreto, a incorporação de aditivos cristalizantes não mostrou benefícios em relação ao concreto de referência. Já o concreto contendo sílica ativa apresentou os melhores resultados, intensificando sua eficiência quanto maior a idade de ensaio. Nos corpos de prova não fissurados, aos 91 dias de idade, verificou-se uma redução de 63% na carga passante em relação ao concreto de referência, o que gerou um aumento de 135% na vida útil estimada. Nos corpos de prova fissurados, a redução foi de 46% na carga passante, com aumento de 69% na vida útil estimada. No ensaio de microscopia ótica, foi possível observar o fechamento das fissuras apenas nas regiões de menor espessura. Além disso, observou-se a formação de produtos lixiviados com deposição superficial em alguns corpos de prova, apesar de não haver a autocicatrização total das fissuras.

The crack occurrence in concrete structures is recurrent, being the most common pathological manifestation. Increasing crack width leads to a greater exposure of the reinforcement to the environment, leaving it susceptible to corrosion. The cementitious matrixes self-healing, with addition of new materials, can be considered as an option to prevent the structures deterioration by cracking. Crystalline admixtures, classified as hydrophilic waterproofing or also as hydrostatic permeability reducers, can be used to contribute to cementitious matrix self-healing. This work aims to verify the influence of crystalline admixtures to resist chloride ion penetration in cracked concretes. Three concretes with crystalline admixtures from different commercial brands were casted, in addition to a reference concrete and a concrete with the addition of 5% silica fume for comparison. The concretes were characterized through compressive strength and water absorption by capillarity tests. The self-healing evaluation was done through rapid chloride permeability test and optical microscopy. Therefore, the samples were cracked at the age of 3 days and submitted to wet-dry cycles (immersion in tap water for 2 days and drying in air for 12 days) until the ages of 28 and 91 days, when tests were performed. The results showed that, compared to the reference mixture, the use of crystalline admixtures and silica fume did not compromise the compressive strength and contributed to water absorption by capillarity reduction, reaching a reduction of 44% for the concrete with silica fume. In the rapid chloride permeability test, the incorporation of crystalline admixtures did not show benefits in relation to the reference concrete. Otherwise, the concrete containing silica fume showed the best results, intensifying its efficiency the older the test age. In non-cracked specimens, at the age of 91 days, there was a reduction of 63% in the charge passed compared to the reference mixture, which generated an increase of 135% in the estimated service life for this concrete. In cracked specimens, the reduction in the charge passed was 46%, with an increase of 69% in the estimated service life. Through the optical microscopy test, it was possible to observe crack closure only in the regions that have a smaller crack width. In addition, it was observed the formation of leachate products with superficial deposition in some specimens, although there was no total self-healing of the cracks.