Avaliação da autocicatrização de concretos com adição de cristalizantes : análise em obra e em laboratório

Abstract

Sabe-se que a água pode ser um dos grandes causadores de manifestações patológicas no concreto armado. Em subsolos, sua ação pode ser aliada à sua alta pressão, e se somada ao aparecimento de fissuras podem ocorrer problemas de infiltração. Uma maneira amplamente estudada para mitigar esse problema é a chamada autocicatrização do concreto, definida como a capacidade de um material se recuperar, sem intervenção externa, de danos na sua estrutura. As soluções mais utilizadas em subsolos são lajes de subpressão e cortinas de concreto armado com adição de cristalizantes/impermeabilizantes. Essa adição visa potencializar o processo de autocicatrização e reduzir a permeabilidade do material. Este trabalho busca avaliar a autocicatrização de fissuras em um mesmo traço de concreto com adição de cristalizantes, tanto em estrutura real (fissuras presentes em cortinas de concreto armado, no subsolo da edificação estudada), como em ensaios de laboratório. Além de avaliar a influência de quatro diferentes ambientes de exposição (ambiente natural, ciclos de molhagem/secagem, submersas com e sem renovação) na capacidade de autocicatrização do concreto, e verificar se existe correlação entre algum dos ambientes simulados e o ambiente real de exposição. Para tanto, foram moldados corpos de prova cilíndricos (100x200)mm para análise da resistência à compressão e para análise da autocicatrização em laboratório, conforme NBR 5738 (ABNT, 2016). Em laboratório, as amostras foram serradas em fatias de dimensões 100x50mm, fissuradas e submetidas aos ambientes de exposição. Foram realizados ensaio de velocidade de propagação de onda ultrassônica, conforme NBR 12142 (ABNT, 2010) e análise de imagem por microscopia ótica nas amostras fissuradas, no dia da fissuração e após 6 meses. Em obra, foi realizado levantamento de fissuras presentes nas cortinas de concreto armado e, posteriormente, leitura através de microscopia ótica no primeiro dia de análise e após 4 meses. Em laboratório, as amostras que permaneceram em ambiente submerso, com ou sem renovação de água, apresentaram os melhores resultados quanto ao percentual de fechamento (85%), seguidas pelas que passaram por ciclos (61%) e as expostas ao ambiente natural (50%). Em obra, a estrutura presente no subsolo 2 apresentou maior número de fissuras e melhor índice de fechamento, em relação ao subsolo 1. As espessuras encontradas estão dentro da faixa de 0,10 a 0,40mm, e o maior percentual de fechamento foi percebido nas que apresentam menor dimensão. O ensaio de propagação de onda ultrassônica aponta que as amostras expostas aos ciclos de molhagem/secagem apresentam maior percentual de recuperação, o que pode indicar uma maior recuperação interna. Por fim, foi possível visualizar o fenômeno de autocicatrização em concreto com adição de cristalizantes e confirmar a necessidade da presença de água para a ativação do mecanismo. Ao comparar as análises em laboratório e em ambiente real, observouse que os resultados encontrados para o subsolo 2 se assemelham aos encontrados para as amostras submersas, visto que a autocicatrização foi melhor percebida nessas situações. Já o subsolo 1 apresenta resultados que podem ser comparados aos das amostras expostas ao ambiente natural, nas duas situações a autocicatrização não pôde ser visualizada de forma satisfatória.

It is known that water could be a major cause of pathologicals manifestations in reinforced concrete. When at underground levels, its action can be combined with its high pressure and if added to the appearence of cracks, serious infiltration problems can occur. A widely studied solution to mitigate this problem is the concrete self-healing, which can be defined as the ability of a material to recover, without external intervention, from a damage to its structure. For underground levels, the most used solutions are the anti-flotation slabs and reinforced concrete walls with the use of crystalline admixtures. Adding those admixtures to the cement matrix potentializes the self-healing process and reduces the material permeability. This study aims to evaluate the self-healing process in concrete samples with the addition of crystalline admixtures on construction site (crackings found in reinforced concrete walls, located at underground level) and on laboratorial samples. It also aims to evaluate the influence of four types of environmental exposure (natural environment, wet/dry cycles, submerged with and without water renewal) on the self-healing capacity and to check if there is a correlation between any of the laboratorial simulated environments and the real construction environment related to the self-healing capacities of the concrete. Cylindric test samples (100x200)mm were molded on laboratory to analyze the compressive strength and the self-healing capacity, according to NBR 5738 (ABNT, 2016). To evaluate the self-healing capacity, the specimens were sliced into 100x50mm slices, cracked and sent to each analysis environment. The cracked samples were subjected to the following tests at the cracking day and 6 months later: ultrasonic pulse propagation test, according to NBR 12142 (ABNT, 2010) and optical microscopy image analysis. At the construction site, a search was made to find and catalogue the cracks in the reinforced concrete walls. Afterwards, a optical microscopy was conducted at the first day of analysis and 4 months later for each of the registered cracks. In the laboratory, samples that remained in a submerged environment, with or without water renewal, showed the best results in terms of percentage of closure (85%), followed by those exposed to the cycles environment (61%) and those exposed to natural environment (50%). In the construction site, the reinforced concrete walls present in the underground level 2 showed a greater number of cracks and the most effective closure index, compared to the underground level 1. The thickness of the studied cracks were between 0,10 and 0,40mm and it was possible to see that those with less thickness obtained a higher percentage of closure. The ultrasonic pulse propagation test shows that samples that showed the highest percentage of recovery were those that was exposed to wetting/drying cycles, which may indicate greater internal recovery of the samples. After the final tests it was possible to verify the self-healing phenomena in concrete with crystalline admixtures and to confirm how important is the presence of water for the activation of the mechanism. When comparing laboratorial samples and construction site analysis it was possible to see that the results found for the underground level 2 are similar to those found for the submerged samples since selfhealing showed greater results in these situations. Subsoil 1, on the other hand, presents results that can be compared to those of samples exposed to the natural environment, in both situations the self-healing could not be viewed satisfactorily.