Dissertação
Efeito da realcalinização química e eletroquímica com soluções de Koh e NA2CO3 no desenvolvimento de reação álcali-agregado em concretos de cimento Portland.
Registro en:
POLLI, Felipe Hartman. Efeito da realcalinização química e eletroquímica com soluções de Koh e NA2CO3 no desenvolvimento de reação álcali-agregado em concretos de cimento Portland. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais) - Universidade Estadual de Ponta Grossa. Ponta Grossa. 2022.
Autor
Polli, Felipe Hartman
Institución
Resumen
The corrosion of the steel embedded in reinforced concrete is one of the main
pathological manifestations identified in structures and recovery techniques such as
chemical and electrochemical realkalinization have been used as prevention or
recovery measures. It happens that the alkali-silica reaction as a side effect of
realkalinization has not been widely understood. This work aims to fill this knowledge
gap. As the realkalinization treatment is intended to increase the pH and incorporate
alkali into the concrete, this procedure can increase the likelihood of manifesting
reactions between the alkali and siliceous aggregates, in order to evaluate this possible
side effect, concrete specimens were cast with potentially reactive and potentially
harmless aggregates These were subjected to carbonation and chemical and
electrochemical realkalinization in potassium hydroxide and sodium carbonate
solutions. Different solutions were chosen with the intention of comparing their
efficiencies in the treatments and to verify their behavior regarding the development of
AAR. For the collection of evidence, tests of corrosion potential, scanning electron
microscopy, optical microscopy, EDS, XRD and XRF were used. With the corrosion
potential, it was possible to analyze whether the reference, carbonated and
realkalinized concretes had a high or low probability of corrosion, and to verify the
efficiency of the treatments in reducing the probability of corrosion after their
performance. By means of the phenolphthalein indicator in the concrete, it was
possible to observe the realkalinization and by visual analysis it was noticed a
decrease in the corrosion of the reinforcement when compared to the carbonated
concretes that were not treated. The images in electron and optical microscopy allowed
to verify the degradation of the aggregates and the appearance of gel on their surface,
characteristic effects of alkali-silica reaction, mainly in reactive aggregates and in
concretes treated with electrochemical realkalinization, possibly due to the electrolysis
of water in the proximities of the reinforcement, forming hydroxyls, which attack the
siliceous aggregates. With the present work, it was possible to bring more data from
the electrochemical treatment, regarding its efficiency and durability, and evidence of
the possible appearance of alkali-silica reactions due to realkalinization treatments,
showing that this side effect cannot yet be disregarded. A corrosão do aço presente no concreto armado é uma das principais manifestações
patológicas identificadas nas estruturas e técnicas de recuperação como a
realcalinização química (REQ) e eletroquímica (ERA) têm sido utilizadas como
medidas de prevenção ou recuperação. Ocorre que a reação álcali-sílica como efeito
colateral da realcalinização não foi amplamente compreendida. Este trabalho tem o
objetivo de complementar essa lacuna de conhecimento. Como a intenção do
tratamento de realcalinização é aumentar o pH e incorporar álcalis ao concreto, esse
procedimento pode aumentar a probabilidade de manifestar reações entre os álcalis
e os agregados silicosos. Com o objetivo de avaliar este possível efeito colateral,
foram moldados corpos de provas de concreto com agregados potencialmente
reativos e potencialmente inócuos. Estes foram submetidos à carbonatação e
realcalinização química e eletroquímica em soluções de hidróxido de potássio e
carbonato de sódio. Foram escolhidas diferentes soluções com a intenção de
comparar suas eficiências nos tratamentos e para verificar seu comportamento quanto
ao desenvolvimento da RAA. Para a coleta de evidências foram utilizados os ensaios
de potencial de corrosão, microscopia eletrônica de varredura, microscopia ótica,
EDS, DRX e FRX. Com o potencial de corrosão foi possível analisar se os concretos
de referência, carbonatados e realcalinizados estavam com alta ou baixa
probabilidade de corrosão, e constatar a eficiência dos tratamentos em diminuir a
probabilidade de corrosão após sua realização. Por meio de indicador de fenolftaleína
no concreto foi possível observar a realcalinização e por análise visual notou-se a
diminuição da corrosão das armaduras quando comparado com os concretos
carbonatados que não foram tratados. As imagens em microscopia eletrônica e óptica
permitiram constatar a degradação dos agregados e o aparecimento de gel na
superfície dos mesmos, efeitos característicos da reação álcali-sílica, principalmente
nos agregados reativos e nos concretos tratados com realcalinização eletroquímica,
possivelmente devido a eletrólise da água nas proximidades da armadura, formando
hidroxilas, as quais atacam os agregados silicosos. Com o presente trabalho, foi
possível trazer mais dados do tratamento eletroquímico, quanto a sua eficiência e
durabilidade, e evidências de possível aparecimento de reação álcali-sílica devido aos
tratamentos de realcalinização, mostrando que esse efeito colateral ainda não pode
ser desconsiderado.