Tesis
Self-healing of high strength concrete by super absorbent polymers for autogenous shrinkage control
Fecha
2021-06-21Registro en:
SANTOS, Karyne Ferreira dos. Self-healing of high strength concrete by super absorbent polymers for autogenous shrinkage control. 2021. 215 f., il. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.
Autor
Santos, Karyne Ferreira dos
Institución
Resumen
O material autocicatrizante é uma tecnologia recente para aumentar a durabilidade das
estruturas e reduzir os custos de manutenção. Atualmente, encontra-se sob investigação o uso
de polímeros superabsorventes como agente cicatrizante autógeno. Além disso, o uso de
polímeros superabsorventes já está consolidado para controlar a retração autógena. No entanto,
para concretos de alta resistência, onde SAP é usado principalmente para mitigar a retração
autógena, há uma lacuna no potencial de auto cicatrização desses polímeros. Este estudo teve
como objetivo investigar o grau de cicatrização que um polímero superabsorvente com a função
de controlar a retração autógena pode atingir em concretos de alta resistência. A pesquisa foi
dividida em duas etapas, uma desenvolvida no Brasil para investigar um concreto de alta
resistência com reforço de fibra de aço para controlar a abertura da fissura, e outra em Portugal
investigando um concreto sem adição de fibras. Na primeira etapa, o conteúdo SAP máximo foi
avaliado com base nos testes de resistência à compressão e trabalhabilidade. Testes de tração
direta com correlação digital de imagens foram conduzidos para investigar os mecanismos de
fissuração das fibras de aço com SAP. Na segunda etapa, foram avaliadas a retração autógena
e as propriedades mecânicas do concreto sem fibras e, em seguida, desenvolvida uma nova
metodologia de fissuração. Com base nesta metodologia, foram investigadas quatro formas de
avaliar a auto cicatrização: recuperação mecânica, fechamento de fissuras por imagens
microscópicas, testes de permeabilidade ao ar e à água. Com base nesta metodologia, foram
avaliados dois teores de SAPs (0,3% e 0,6%) para uma fissura de 200 µm e ciclos diários de
molhagem e secagem por quatro meses, com duas idades de fissuração (7 e 28 dias). A
metodologia foi validada e pode-se concluir que é simples e fácil de ser implementada em outros
laboratórios, de baixo custo e com alta repetibilidade, pode isolar o efeito do agente de
cicatrização sem a interferência do reforço da fibra. A metodologia de fissuração produziu uma
única fissura no tamanho desejado em um padrão linear e uniforme, apresentando mínima
influência com o material e mantendo a largura da fissura durante o processo de cicatrização.
Os resultados mostraram um baixo nível de cicatrização para uma fissura com 200 µm durante
os quatro meses de ciclos de molhagem e secagem diários. A adição de SAP para controle da
retração autógena apontou para um pequeno aumento nas propriedades de auto cicatrização.