Ataque Por Sulfatos

7/21/2019 Ataque Por Sulfatos

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Ataque de Sulfatos ao Concreto de Cimento PortlandProf.. Eduardo C. S.

ThomazNotas de aula

Influncias sobre o concreto( Einflsse auf Beton )

Prof. A. Kleinlogel , Prof. F. Hundeshagen , Prof. Otto Graf.Editora : Wilhelm Ernst & SohnBerlin 1930

Ataque de Sulfatos argamassa de cimento Portland

Esgoto de FbricaAlemanha 1930O Sulfato j havia destrudo 20cm do concreto no topo do vertedouro.


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Tubo enterrado em solo com sulfatos.Concreto com pouco cimento. A parte interna no foi atacada, mas mostracomo o concreto era poroso

Pedaos do tubo mostrado acima


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Fotos divulgadas pelo Eng. Jorge [email protected]

2013

gua do Canal certamente contendo sulfatos .

gua do Canal certamente contendo sulfatos .
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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TWENTY-YEAR ( 19391959 ) REPORT ON THE LONG -TIMESTUDY OF CEMENT PERFOMANCE IN CONCRETE

Hubert Woods - PCA.R&D.Ser.1096.1 - PCA.R&D.Ser.1118 - USAPCA = Portland Cement Association

Fig.7 shows definite deterioration and sloughingaway(descamao) ofthe concrete, in all three concrete mixes.Cement 18 , with C3A of 12,2% , was used in the 3 piles shown.We consider this deterioration to be result of sul fate attack, and evidencethat high C3A cement should not be used in warm sea water.

Ver tambm :aquarius.ime.eb.br/~webde2/prof/ethomaz/fissuracao/exemplo116.pdf

aquarius.ime.eb.br/~webde2/prof/ethomaz/fissuracao/exemplo126.pdf

w3.ufsm.br/ppgec/wp-content/uploads/Karina Kozoroski Veiga_Dissertao de Mestrado.pdf

http://www.asocem.org.pe/bivi/sa/dit/icem/rd097.pdf

http://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdf

http://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/7566/1/Pinheiro-Alves.pdf

http://www.dcc.ufpr.br/mediawiki/images/7/78/TC031_Durabilidade_x.pdf

http://www.slagstar.at/upload/web/doc/Advanced_Supersulfated_Cements_-_Worldcement_09_2009.pdf

http://www.cementdistribution.com/industryinfo/articles/slagstar_high_quality_binder_without_calciningprocess.pdf
http://www.asocem.org.pe/bivi/sa/dit/icem/rd097.pdfhttp://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdfhttp://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/7566/1/Pinheiro-Alves.pdfhttp://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/7566/1/Pinheiro-Alves.pdfhttp://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdfhttp://www.asocem.org.pe/bivi/sa/dit/icem/rd097.pdf


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5UM CIMENTO MAIS SUSTENTVEL

FRENTE A UM ATAQUE SEVERO POR SULFATOS

M. Teresa Pinheiro-Alves, Ferrn Gom, e Said JalaliCongresso Construo 2007- 3. Congresso Nacional-17 a 19 de Dezembro, Coimbra,

Universidade de vora, Universidade Politcnica da Catalunha, Universidade do Minhoe-mail:[email protected],[email protected], [email protected]

1 - IntroduoO ataque por sulfatos encontra-se entre os problemas de durabilidade dos betes desdeh algum tempo e tem recebido ateno dos investigadores ao nvel mundial.

Este tipo de ataque pode acontecer quando exista uma fonte interna de sulfatos no beto,ou quando exista uma fonte externa de sulfatos.

Durante muitos anos apenas se considerou a formao de gesso e de etringita comonica forma de ataque por sulfatos e s mais tarde foi encontrada outra forma de ataque,a taumasita.

Enquanto as primeiras dependem de uma fonte de almina, a segunda depende de umafonte de slica e carbonato.A estrutura da etringita muito parecida com a da taumasita e no de estranhar quedurante muitos anos ambas tenham sido confundidas.

2 - Mecanismo de formao de gesso e etringitaAs primeiras patologias que apareceram em betes atacados por sulfatos estiveramsempre associadas formao de gesso e etringita, e so quase to antigas como odescobrimento do prprio cimento Portland por Smeaton [1].Sabe-se com base em estudos de campo e laboratrio que h uma forte correlao entre

o contedo de aluminato triclcico ( C3A)do cimento Portland e a expanso provocadapelo ataque por sulfatos .A entrada de sulfato no beto produz uma sulfatao, ou seja, produz sulfato clcico apartir da portlandite(CH)existente no cimento hidratado do beto que juntamente comgua provoca a formao de gesso:

Nomenclatura : .C=CaO ; A=Al2O3 ; S=SiO2; H=H2O ; F=Fe2O3 ; S =SO3.

2HSCHSHC

(portlandite + sulfato + gua gesso)

O sulfato de clcio, associada com o aluminato triclcico hidratado, forma o

monosulfo aluminato clcico hidratado :

12HSA

4C10H

2HSCA

3C

( aluminato triclcico + gesso + gua monosulfato )O monosulfato com gesso provoca a formao da etringita (tri-sulfo-aluminatoclcico hidratado):

..

32H

3SA

5C16H

2HS2C

12HSA

4C

( monosulfato + gesso + gua etringita )
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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Estas reaes so as que provocam a expanso causando a apario de lascas nasuperfcie de uma argamassa ou beto na presena de sulfato.

Estas reaes ocorrem nas argamassas ou betes desde o momento em que a guaentra em reao com o cimento anidro na formao da pasta durante as primeiras

48 horas.Enquanto a pasta ainda no est rgida ela consegue absorver os esforosresultantes do aumento do volume sem provocar danos.

Argamassa imersa em soluo com 5% Na2SO4a 20oC

Exemplos de Micrografias de Etringita

Exemplo 1 : Agulhas de EtringitaGregerov M. Masaryk University, Czech Republic,[email protected] P.Brno University, Czech Republic,[email protected]:A Etringita foi descoberta em 1874 em Ettringer naAlemanha.

Exemplo 2 : Agulhas de EtringitaImagem da fratura de uma pasta endurecida decimento Portland mostrando agulhas de etringita eplacas hexagonais de hidrxido de clcio.http://www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/pavements/pccp/04150/chapt14.cfm

etringita
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/7566/1/Pinheiro-Alves.pdf#page=3


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3 - Mecanismo de formao de taumasita

Existem duas hipteses para explicar a apario da taumasita.

A primeira, conhecida como Formao de Taumasita (TF) defende que a taumasitaaparece devido a uma evoluo da etringita. Esta hiptese e a formao de etringita

no so consideradas como muito graves, no entanto cabe salientar que podeevoluir para a segunda hiptese de formao de taumasita, a Taumasita comoForma de Ataque por Sulfatos (TSA), que muito mais agressiva que a primeira.

A transferncia de ons de 4Si3Al como substituio, e a presena de2

3CO como adio, explica esta primeira hiptesede formao:

Etringita

O2

2H

34

SOO

2

H24

26OHAl

6

Ca

Taumasita ..

23CO

34SOO

2H24

26OHSi

6Ca

A ao destrutiva na primeira hiptese similar ao mecanismo expansivo dogesso e da etringita.

A taumasita tal como a etringita pode precipitar nos espaos vazios e fissuras sema necessidade de provocar qualquer dano .

A segunda hiptese muito mais agressiva que a primeira e menoscompreendida.A formao de taumasita est dependente de um maior provimentode C-S-H (silicatos clcicos hidratados) e no do contedo de C3A como aconteciacom a etringita, portanto os chamados Cimentos Portland Resistentes aos Sulfatos(CP -RS), que so cimentos com baixos contedos de C3A, no inibem a formaode taumasita.

Um beto tem aproximadamente o pH no interior dos seus poros de 13 oumais.Durante a sua vida til o contacto com sulfatos provenientes do exterioraltera a composio dos fluidos nos poros e as fases lquidas em equilbrio, os onssulfato que venham do exterior reagem com o C-S-H existente para formaretringita e enquanto existir alumina a etringita continuar a se formar.

Quando a etringita parar de se formar, e se continuarem as entradas de onssulfato, estes sero forados a encontrar um novo hspede.


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A portlandita (CH ) ter estado a reagir com os ons sulfato para formar gesso,mas na presena de ons carbonato ou bicarbonato disponveis, a taumasitaformar-se- em vez da etringita.A taumasita forma-se com valores de pH que variam entre 10,5 a 13 e qualquer

on magnsio que se encontre no fluido dos poros precipitar-se- na forma debrucita 2

OHMg .

Argamassa imersa em soluo com 5% MgSO4 a 20oC.

Exemplos de Micrografias de Taumasita

Exemplo 1 : Bastes de TaumasitaGregerov M. Masaryk University, Czech Republic,[email protected] P.Brno University, Czech Republic,[email protected] formation affected by aggregatecomposition in concrete in the Czech Republic

Exemplo 2 : Bastes de TaumasitaF. Mittermayr - [email protected]. Klammer - [email protected],D. Hllen, S. Khler, M. DietzelGraz University of Technology-http://www.egam.tugraz.aThaumasite Formation in Concrete - An IsotopicApproach

taumasita
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]://www.egam.tugraz.at/http://www.egam.tugraz.at/http://www.egam.tugraz.at/mailto:[email protected]:[email protected]


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Delayed Ettringite Formation in ConcreteBauhaus-University Weimar / GermanyJochen Stark, Katrin Bollmann

Bauhaus-University Weimar / Germany

Structure model of ettringiteaccording to Dr. J. Neubauer / University Erlangen / Germany


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Delayed Ettringite Formation in ConcreteBauhaus-University Weimar / GermanyJochen Stark, Katrin Bollmann

Bauhaus-University Weimar / Germany

Very slender ettringite crystals forming needle-shaped formations with hexagonalcross-section and a thickness of about 2 m;

Very slender ettringite crystals with thicknesses in the range between 20 and 200 nmlaid close to one another and forming thick needle-like formations


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Argamassa 1:4 de Cimento Aluminoso, aps 2 anos em soluo 2.5% de MgSO4

Ing. E. Probst - KarlsruheGermany - 1928

Os sulfatos existentes na guas dos esgotos domsticos e industriais, nas guas dosolo, nas guas do mar , nos silos de carves minerais , nos poos de petrleo... etc, atacam os cimentos Portland hidratados dos concretos.

Nas tubulaes de esgotos , nas estaes de tratamento de esgoto , sempreexistem danos aos concretos.

Inicialmente, os sulfatos reagem com o Ca(OH)2 do cimento hidratado, formando oGesso.

Em seguida, os sulfatos reagem com os aluminatos do cimento hidratado, formando a

etri ngita = O2.30.H

3SA

6C

Na regio onde o nvel da gua, contendo sulfatos, varia ao longo do tempo, comonas tubulaes de esgoto, ou em obras martimas , a concentrao de sulfatos noconcreto aumenta muito e o ataque mais intenso.

Revestimento

= Argamassade CimentoAluminoso

Ncleo da amostra= concreto

Usar cimentos combaixo teor de C3A

( 5%)

10 cm


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Ataque de Sulfatos argamassa de cimento Portland .

Bacilo do Cimento, isto , Etringita, produzido por sntese.

Microscpio tico . Largura do Campo 1280 micra

Autores : H.Passov & M. SchnbergT.I.Z 1917, Nr 63 , pg 428-Germany

Estrelas com ncleo branco de Al2O3, no ligado, so bem visveis.

Foi W.Michaelis (Alemanha), em 1892, quem identificou a etringita com a composio =OHSAC

2.30.

36. ( revista T.I.Z = Ton Industrie ZeitungNr 6 . Pg 105Berlin 1892 )

W.Michaelis a denominou de bacil o do cimento, pelo efeito desagregador que elaexerce sobre o cimento hidratado.

Sal de Candlot o nome dado etringita na Frana.

A etringita foi identificada por E. Candlot em 1906. ( Ciment et Chaux HidrauliquesAnnex. I.pg. 410 ff. Paris 1906 )

Estrelas =etringita

AFt

250m

200m


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Ataque de Sulfatos argamassa de cimento Portland .

Microscpio ticoLargura do campo 0,80mm

Ing. H. Nitzche , ( Revista Zement 1918, Nr 34 pg. 199 )

A quantidade de gua de cristalizao, na etringita, muito grande e daresultaum grande aumento de volume .

Surgem fissuras na pasta endurecida de cimento ao redor da etringita.

O Comit Euro-International du Beton ( 1982) mostra uma faixa de variaopara a quantidade de gua na etringita :

O2

.H.(30.a.32)3

SA6

C

FissurasMicroscpio tico.Ing. Nitzsche-1917

100m


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Microscpio tico . Largura do Campo 217 micra

Autores : H.Passov & M. SchnbergT.I.Z 1917, Nr 63 , pg 428-Germany

Bacilo do Cimento, isto , Etringita, produzido por sntese , todoAl2O3 estando ligado.

A forma de estrela sumiu.

As agulhas, extremamente finas, se cruzam totalmente.

20m

Agulhasde

etringita


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Argamassa de cimento Portland ( cimento: areia = 1:3 em peso )

Diferentes tipos de areia produziram argamassas com diferentes resistncias aosulfato:

As 2 amostras de cima foram feitas com areia comum contendo clcio.

As 2 amostras de baixo foram feitas com areia quartzosa ( slica) , comgranulometria contnua selecionada.

Soluo, a 10% , de sulfato de magnsio MgSO4 .

Imerso durante 1 ano.

Ensaio de Ing. E. Probst 1928KarlsruheGermany.


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Concreto Estrutura , Propriedades e Mater iais( traduo )

Povindar Kumar Mehta & Paulo J. M. MonteiroEditora Pini - 1994

Ataque do concreto por Sulfato

Ataque por sulfato no concreto na Barragem de Fort Peck (1957).

Viso aps 20 anos.

Parede do canal de descarga da gua.

As guas subterrneas da bacia tem 10000 mg de SO4/ litro de gua, (sulfato de

sdio).

Concreto com a/c=0,49 e 335 kg/m3 de cimento, resistncia fc=48 a 60MPa.

Cimento Tipo I ( comum ) .

O concreto deteriorado estava pastoso e se desintegrava facilmente.

Grandes quantidades de gipsita ( gesso) se formaram custa de CH e C-S-H.


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ConcretoEstrutura , Propriedades e Materiais( traduo )

Povindar Kumar Mehta & Paulo J. M. MonteiroEditora Pini -1994


Ataque por sulfato no concreto na Barragem de Fort Peck ( 1957 )

Viso aps 20 anos.

Parede do canal de descarga da gua.

Construo , manuteno e reparos do U.S. Corps of Engineers.

O tipo de cimento usado , tipo I , possua 7% a 9% de C3A .

Aps 14 anos( 1957 a 1971) , a profundidade do concreto deterioradoaumentou 20 cm.

As guas subterrneas da bacia tm 10000 mg de SO4/ litro de gua, sulfato desdio.

Concreto com a/c=0,49 e 335 kg/m3 de cimento, resistncia fc=48 a 60MPa.


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Concreto Estrutura , Propriedades e Mater iais( traduo )

Povindar Kumar Mehta & Paulo J. M. MonteiroEditora Pini - 1994


Ataque por sulfato no concreto na Barragem de Fort Peck ( 1957 )

Exame do concreto danificado, com raio X, radiao K do cobre .

Grandes quantidades de etringita e gipsita esto presentes nas amostras ao invsde C-S-H , CH e AFm , que esto normalmente presentes em concretos maduros decimento Portland.

A presena do agregado de quartzo na da pasta de cimento responsvel pelopico de quartzo, no padro XRD.


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Combating Sul fate Attack in Corps of Engineers Concrete ConstructionThomas J. Reading

ACIPublication SP-47Durability of Concrete / 1975


Tubos de Drenagem na parede do Vertedouro da Barragem de Fort Peck.

Ataque do sulfato na camada superficial da Parede de concreto .

Teor de sulfato de sdio , Na2SO4, na gua : 1000 a 2000 ppm .

A deteriorao e a expanso no so causadas apenas pela etringita,mas tambm

pela cristalizao do sulfato de sdio , formando a mirabilita , Na2SO4. 10H2O,dentro dos poros do concreto.

Essa cristalizao pode ter origem, tanto na evaporao da gua carregadade sulfatos em soluo, como na molhagem da Thenardita, Na2SO4.

A deteriorao do concreto, nesse caso, seria apenas uma conseqncia daao mecnica da expanso dos sais cristalizados.


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Concreto Estrutur a , Propr iedades e Mater iais( traduo )

Povindar Kumar Mehta & Paulo J. M. MonteiroEditora Pini -1994


Efeito do tipo de cimento e da quantidade de cimento .

Autor : G.J.VerbeckPerformance of concrete , edio E. G. SwensonUniversity of Toronto Press. ( 1968 )

O uso de um elevado teor de cimento mais eficiente que o uso do cimento com baixoteor de C3A ( resistente ao sulfato ).

Cimento tipo I - 10% C3A Cimento tipo II 6% C3A Cimento tipo III10% C3A Cimento tipo IV4% C3A Cimento tipo VResistente ao sulfato4% C3A

225 k /m3

310 kg/m3

Cimento V =Resistente a sulfato

3% C3A

390 kg /m3


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Dimensional ChangesJames J. Beaudoin

Handbook of Analytical Techniques in Concrete Science and Technology- Principles,

Techniques and Applications - V.S. Ramachandran & James J. BeaudoinNoyes Publications2001


limite usual

5% C3A

1 ano

28 dias

0.1%

Ensaio de barras de argamassa

Sulfato adicionado argamassa : Teor de SO3 = 7% da massa do cimento

Ensaio realizado, em 1968, pelo U. S. Corps of Engineers - Bryan Mather

Expanso a 28 dias e a 1 ano.

Esses ensaios foram os precursores do ensaio padro ASTM C1038-89 quedetermina a expanso da argamassa, feita com cimento Portland.


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Scanning Electron Microscopy, X-Ray Microanalysis of ConcretesShondeep L. Sarkar

Handbook of Analytical Techniques in Concrete Science and Technology- Principles,Techniques and Applications - V.S. Ramachandran & James J. Beaudoin

Noyes Publications - 2001


Imagem MEV de Eltrons Retro-Espalhados de uma argamassa decimento Portland, sob ao de sulfato de magnsio

Quando o ataque do Sulfato de Sdio a reao inicial :OHNaOHgessoOHCaSOOHSONaOHCa

282)(

22.

4210.

422)(

Uma camada de gesso, CaSO4.2H2O ( A ), com espessura de 20 micra a 60micra,se forma ao redor do gro de quartzo ( B )

Ocorre uma grande expanso volumtrica, pois o volume slido mais do que dobra.

Em conseqncia, ocorrem fissuras.

Se a gua corrente supre, continuamente, o Na2SO4 . 10H2O, e se a gua remove oNaOH, a reao vai at o final. ( ver exemplo do Fort Peck) . Caso contrrio, areao encontra um ponto de equilbrio intermedirio.

Aps a reao com o Ca(OH)2, a reao ocorre como se o ataque fosse do sulfato declcio.

Gro dequartzo

Camadade gesso

Fissura

Fissura


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Ataque do Sulfato de clcio argamassa de cimento

MEV - Eltrons Retro-Espalhados - Cristais de etringita secundria ( AFt )

Quando o ataque do sulfato de clcio a reao :

)....(...)......(.........2

.31.36

2)(

231.

43.

32.3

216))(

22.

4(3

219.

32.4

CHaportlanditAFtetringitaCHOHSAC

OHCaOHCaSOOAlCaO

OHgessoOHCaSOOHOAlCaO

A quantidade de gua de cristalizao, na etringita, muito grande e da resultaum grande aumento de volume .

Surgem fissuras na pasta endurecida de cimento ao redor da etringita.

Como resultado, temos aumento da permeabilidade devido s fissuras.

A seguir, maior ataque de Sulfatos ....

Dai Degradao progressiva

etringita Fissuras


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Ataque do Sulfato de calcio argamassa

MEV- E.R.E.- Poro esfrico ( A ) totalmente cheio de taumasita fibrosa.

Aps a formao da etringita, pode ocorrer a sua carbonatao, resultando naformao de taumasita.

A Taumasita pior que a etringita secundria, porque afeta a fase C-S-H,retirando o Si .

A estrutura da taumasita similar estrutura da etringita.

A taumasita tem estrutura semelhante das agulhas da etringita .

A diferena entre elas pode ser observada na anlise EDS ou no Raio X:

Etringita....32

.3

.62

2.3

)4

.(2

]2

12.6

)(3

[ HSACOHSOOHOHAlCa

Taumasita... )3)(CO4O](SO2.12H6Si(OH)3[Ca ....= 15..3 HCSSC

Thaumasita


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Noyes Publications -2001

Ataque do Sulfato de Clcio argamassa de cimento Portland

Etringite....EDS da Etringita : picos Ca, Al, S e O

EDS da Taumasita : picos Ca, Si, S , O e C

Etringita....32

.H3

SA.6

C2

2.3)

4.(

2]

212.

6)(

3[ OHSOOHOHAlCa

Taumasita... )3)(CO4O](SO2.12H6Si(OH)3[Ca = 15..3 HCSSC

A estrutura da Taumasita similar estrutura da Etringita.

A carbonatao da Etringita resulta na formao de Taumasita, que pior que aEtringita secundria, porque afeta a fase C-S-H, retirando o Si do C-S-H.


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X-Ray DiffractionA. K. Chatterjee


Noyes Publications2001

Ataque do Sulfato de Clcio argamassa de cimento Portland

E = Etringita

T = Thaumasita

G = Gesso

M =mono-sulfato de clcio hidratado

B = Boehmita = padro interno : 2 teta=14.48o

E=9.08o

T=9.14o

G=11.69o

E= 15.78o

T= 16.00o

B=14.48o

Raio X da mistura de fases que contm Sulfato, com a Boehmita, que um padrointerno.

E=Etringita............32

H3

SA6

CO2

.2H3

)4

.(SOO2

.12H6

Al(OH)3

Ca 2

][ = Fase AFt

T=Taumasita....... .)3).(CO4.(SOO2.12H6Si(OH)3Ca ][ = 15..3 HCSSC

M=Monosulfato .... 124212.3.32.4 HSACOHSOOAlCaO =.. Fase AFm

G=Gesso ...........CaSO4.2H2O =2

HSC

As fases Etringita e Taumasita tm estruturas muito semelhantes e, por isso, oespectro de Raio X apresenta picos muito prximos. necessrio o uso de um padro interno que d grande preciso ao espectro ,

permitindo identificar os picos .

B= Boehmita = Padro interno a usar : 2 teta = 14.48o


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The Chemistry of Cement and Concrete, 3rdedition 1971F. M. Lea - ( First Edition 1935 )

Chemical Publishing Co., Inc. New York

Ataque do Sulfato de magnsio ao concreto de cimento Portland

Concreto feito com cimento Portland contendo Escria de alto forno

Esse cimento obtido moendo clinquer de Cimento Portland com a escriagranulada ( < 65% ) de alto forno.

Cimento Portland + Escria =59,0% CaO + 8,1% Al2O3 + 22,8% SiO2 + 1,0% Fe2O3 + 3,5% MgO +

1,7% SO3 + 0,5% S + 0,5% FeO

Amostra imersa em soluo 5% de MgSO4 aos 28 dias Fotografia feita aps 2 anos de imerso


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Ataque do Sulfato de magnsio ao concreto de cimento Portland

Concreto feito com cimento Portland comum

Cimento Portland Comum =

64,1% CaO + 5,5% Al2O3 + 22,0% SiO2 + 3,0% Fe2O3 + 1,4% MgO +

2,1% SO3

Amostra imersa em soluo 5% de MgSO4 aos 28 dias

Fotografia feita aps 2 anos de imerso


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Ataque do Sulfato de magnsio ao concreto de cimento Aluminoso

Concreto feito com Cimento Aluminoso , imerso no MgSO4

Cimento Aluminoso = 37,7% CaO + 38,5% Al2O + 5,3% SiO2 + 12,7% Fe2O3 +0,1% MgO + 3,9% FeO + 0,1% SO3

Amostras imersas aos 28 dias em soluo 5% de MgSO4

Fotografia aps 2 anos de imerso


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Concrete Construction Handbook 3rd edition -Mcgraw-Hill ,Inc.-1993Joseph J. Waddell & Joseph A. Dobrowolski

Ataque do Sulfato de Sdio ao Concreto de Cimento Portland

Laje de concreto, com 61m x3m X10cm, desintegrada pelo ataque do sulfato. Solo contendo Sulfato de Sdio Na2SO4 A gua necessria para que exista o ataque dos sulfatos . Em pisos ao ar livre temos : gua de chuva e gua do solo. Usar cimento resistente aos sulfatos , com teor de C3A < 4% Usar gua / cimento : A / C < 0,45 cimento Usar teor elevado de cimento : C > 450 kg /m3


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Gatorade Floor: Quenching Thrist , Joints , Cracks, and CurlDonald A. Bailey, Edward J. Barbour et al.

ACI- Concrete International : Floors , Slabs, and Foundations-January 2001

A expanso que ocorre durante a formao da Etringita pode seraproveitada para compensar a retrao do concreto. Usa-se um cimentocontendo um componente com sulfatos no teor adequado. a chamada .3.323.434. SOOAlCaOSACKleinita

Uso de Cimento com Retrao Compensada = Cimento K

Fbrica da Gatorade em Atlanta =38500m2 O concreto levapouca gua.

Pisos para veculos, que se deslocam sobre colches de ar, no devem ter juntas.

O cimento Tipo K , com retrao compensada, a contar dos 7 primeiros dias, ter amesma retrao que o Cimento Portland Comum .

A diferena entre os 2 cimentos o que acontece no cimento Tipo K nos 7 primeiros diasaps a mistura da gua.

Um composto chamado anhydrous - tetracalcium trialuminate sulfate =3

.32

3.434

SOOAlCaOSACKleinite , adicionado ao cimento tipo K.

Quando o cimento tipo K misturado com a gua, a hidratao comea e a etringitacomea a se formar e a expandir a massa do concreto.

Este cristal de etringita estruturalmente so , quimicamente resistente, e causaruma expanso no concreto.


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ACI- Concrete International : Floors , Slabs, and Foundations - January 2001


Juntas a cada 38m

Quando o concreto tipo K endurece ( 24 horas) , a aderncia do concreto com aarmadura se forma .

O concreto, tenta se expandir mas impedido pela armadura.

O concreto fica comprimido e a armadura fica tracionada.

Aps 7 dias , todo o composto expansivo, 3.323.434 SOOAlCaOSAC , j foi

consumido pela reao qumica.Toda a etringita j se formou , e a retrao hidrulica do concreto K comea a

predominar , como um concreto Portland comum.

Antes de ficar tracionado, o concreto K precisa sofrer uma retr ao hidrulicacoma mesma extenso com a qual ele tentou se expandir antes, mas que foi impedida

pela armadura.

Um concreto K bem projetado nunca estar sujeito a tenses elevadas de trao.

possvel projetar lajes com poucas juntas de retrao, isto , com juntas muitoespaadas. Na fbrica da Gatorade essa distncia de 38m.


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ACI- Concrete International : Floors , Slabs, and Foundations-January 2001


Laje executada com

cimento expansivo tipo K

Pisos para veculos, que se deslocam sobre colches de ar, no devem ter juntas.

2

Mecanismo de expanso do cimento Tipo K :

EtringitaHSACOHCHHSCSAC 3236

32

7462

834

O volume da pasta de cimento aumenta, causando expanso do concreto.

15 20 25 30 35 40


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Sulfate Resistance of Expansive Cement ConcretesP.K.Mehta & Milos Polivka

ACIPublication SP-47Durability of Concrete/ 1975

Corpos de Prova usados.

Prismas de concreto aps100 dias de exposio asoluesde sulfatos.

Segundo Ivan Odler Special Inorganic Cements- E&FN SPON2000, as

reaes que levam formao de Etringita so :

Cimento Expansivo tipo S: )(3236

)(26)(2

3A3

C etringitaHSACguaHgessoHSC

Cimento Expansivo tipo K :)(

32363)(74)(6)(

28S

3A

4C etringitaHSACguaHaportlanditCHgessoHSC

Cimento Expansivo tipo M:)(

3236)(24)(2)(

23CA etringitaHSACguaHaportlanditCHgessoHSC

25cm

7,5cm

Ao Inox.

Barrasde ao

Inox.

fc.28=25MPa

Se M= Trincas cheias de Cristais de Gessoe com Raras Etringitas

Segundo Lea :MgSO4 dissolve a etringita e forma o gesso

S e M= Muita etringita + calcita


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Sul fate Resistance of Expansive Cement ConcretesP.K.Mehta & Milos Polivka

ACIPublication SP-47Durability of Concrete / 1975

Tipo de Cimento

Tipo VComposio

( % )

Tipo KComposio

( % )

Tipo MComposio

( % )

Tipo SComposio

( % ) SiO2 21,1 20,9 18,3 18,4

Al2O3 2,8 5,3 7,6 8,2Fe2O3 5,0 2,9 2,4 1,7CaO 66,3 62,1 60,4 64,2MgO 1,1 1,1 3,3 1,1SO3 2,4 5,8 4,7 4,9

RazoAl2O3 / SO3

1,17 0,91 1,62 1,67

Equivalente Na2O 0,53 0,30 0,20 0,38

CaO livre 0,50 0,70 1,40 1,70Resduo insolvel 0,30 0,40 0,40 0,20Perda na ignio 0,80 1,60 2,80 1,00

Finura Blaine( cm2/g)

3670 4010 3820 3530

Clculo do Al2O3, reativo, disponvelpara o ataque dos sulfatos ( % )

Al2O3 total no cimento 5,3 7,6 8,2SO3 total no cimento 5,8 4,7 4,9Fe2O3 total no cimento 2,9 2,4 1,7Al2O3 ligado como C4AF 1,9 1,6 1,2Al2O3 ligado em soluo slida

com alita e belita1,0 1,0 1,0

Al2O3 Total inativo = 2,9 = 2,6 = 2,2Al2O3 fixado como etringita,no cimento hidratado, pelo SO3

presente no cimento.

2,5 2,0 2,0

Al2O3 reativo, potencialmentedisponvel para o ataque dosulfato.

5,3-2,9-2,5== ZERO

7,6-2,6-2,0== 3,0 %

8,2-2,2-2,0== 4,0 %

OAl2O3, reativo e no usado , quer em forma de C3A ou CA no cimento tipo M , quer em forma de C3A ............. no cimento tipo S , responsvel pela formao do indesejvel monosulfato hidratado s custas da

etringita : X43423236 HSACCHCAHSAC ... Cimento tipo M

X43..........323236 HSACACHSAC ... Cimentos tipo M e tipoS


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FES = Formao ( retardada ) de etringita secundria.

Cristais de etringita secundria. Esse cristais se formam em concreto curado a vapor.

A expanso causada pela cristalizao forma fissuras. As fissuras reduzem a resistncia a

compresso do concreto em cerca de 20%.

A Etringita primria , formada no incio da hidratao do cimento , se decompe atemperaturas mais elevadas.

A etringita primria, decomposta , permanece alojada no Gel de C-S-H e reaparece maistarde, na forma de agulhas , quando sujeita a umidade relativa elevada e a temperaturaelevada.

A temperatura de 90oC, a que fica sujeito o concreto durante a cura a vapor ( 90 oC ),

suficiente para causar a formao das etringitas secundrias..

A cura a vapor muito usada em usinas de pr-fabricados , para acelerar o endurecimento doconcreto e permitir a retirada rpida das formas.

Micrografias em concretos pr-fabricados, mostraram a tendncia das agulhas de etringitasecundria se formarem na interface Pasta - Agregado e dentro das Fissuras pr-existentes napasta endurecida de cimento.

Fissura

AgulhasdeEtringitasecundria


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Handbook of Analytical Techniques in Concrete Science and TechnologyPrinciples, Techniques and Applications - V.S. Ramachandran & James J. Beaudoin

Noyes Publications -2001

FES = Formao ( retardada ) de etringita secundria

Ca

S

Al

2.920 KeV Ettringite5.5 >

< .4

FS=8K

Espectro EDS das agulhas de Etringita secundria ( retardada )

OHSACOHCaSOOAlCaOEtringitaAFt2

.31.36

......2

31.4

3.32

.3......... .. .

As condies consideradas necessrias para a deteriorao causada pela etringitasecundria ( retardada ) so :

o Umidade suficiente

o Vazios e fissuras, na pasta de cimento, que servem de espao para a nucleaoda etringita.

o Cimento com alto teor de sulfatos

o Alta permeabilidade do concreto.

A etringita secundria ( retardada ) pode levar 1 ano para se formar e causardeteriorao do concreto.


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Damage by Delayed Ettringite Formation - A holistic approachand new hypothesis

Mario CollepardiConcrete InternationalACI - January - 1999


Fissuras

dormentes

no usados

Dormentes sem usoDormentes de concreto protendido , curados a vapor, emtemperatura maior que 65oC .

Fissuras em dormentes de concreto protendido , sem uso.

Os danos causados pela ocorrncia de FES, foram idnticos, tanto em dormentescurados a vapor como em dormentes sem cura a vapor.

Dormentes estocados, e sem uso, sofreram os mesmos danos que os dormentes em uso,que esto sujeitos a grandes tenses e vibraes, devidas passagem de trens de altavelocidade.

Dormentes no expostos chuva , seja nos estoques protegidos, seja dentro de tneis, nodeterioraram.


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Damage by Delayed Ettringite FormationA holistic approach and new hypothesis

Mario CollepardiConcrete InternationalACIJanuary - 1999


Microscpio tico de campo

Fissura

dormente em uso

Dormentes de concreto protendido em uso, curados a vapor, com temperatura maior que65oC .

Fissuras em dormentes de concreto protendido , em uso.

Os danos causados pela ocorrncia de FES, foram idnticos, tanto em dormentes

curados a vapor como em dormentes sem cura a vapor. Dormentes estocados, e sem uso, sofreram os mesmos danos que os dormentes em uso,

que esto sujeitos a grandes tenses e vibraes, devidas passagem de trens de altavelocidade.

Dormentes no expostos chuva , seja nos estoques protegidos, seja dentro de tneis, nodeterioraram.


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Damage by Delayed Ettringite Formation

A holistic approach and new hypothesisMario CollepardiConcrete InternationalACIJanuary -1999

FES = Formao ( retardada ) de Etringita Secundria

Fissurao na Base, de Concreto Armado, de uma Torre de Rede Eltrica .O Concreto foi executado, no local, com cimento de alto teor de Sulfatos.,

Liberaoprolongadade sulfatos

Clinquer com alto teorde enxofre Agregado contaminadopor gesso

Exposio gua

Exposio chuva

Alto nvel deumidade relativa

Micro-fissurasFES

Retrao trmica Retrao por secagem Cura com vapor a alta

temperatura Tenses excessivas em

estruturas de concretoprotendido, pr-moldado

FES = Formao deetringita secundria


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Sulfate Attack on Concrete : Separating Myths From RealityP. Kumar MehtaConcrete InternationalACIAugust- 2000

Ataque por Sulfatos - Fonte Externa ou Interna de ons de Sulfato

Um concreto muito permevel, pode deteriorar, quando exposto a guas com sulfatos,inclusive s guas das chuvas contendo sulfatos , ou quando em contato com solos com

sulfatos.

Essa deteriorao o resultado de ataque fsico ou de ataque qumico.

Qualquer alvenaria porosa pode tambm sofrer esse ataque.

As manifestaes tpicas desse ataque so :

o Eroso da superfcie

o Lascas atribudas presso de cristalizao dos sais dentro dos poros.

o Lascas atribudas transformao de fase de sais que sofrem grandeaumento de volume, quando sujeitos a ciclos de temperatura e de umidade.

Em laboratrio, em testes de imerso em argamassas e concreto, feitos com cimentoPortland, com alto teor de C3A, o fenmeno qumico envolvendo a interao dos ons de

sulfatos com os constituintes da pasta de cimento, se manifesta na forma de expanso efissurao, que pode ser associada formao de etringita

Em estruturas reais, feitas com concreto de baixa qualidade, e expostas a condiesadversas de clima, o ataque de sulfatos se manifesta na forma de perda gradual de coeso eresistncia.

Essa desagregao causada pela decomposio gradual ou completa dos produtos dahidratao do cimento , CH e C-S-H , nessa seqncia.

A formao de etringita , gesso e taumasita um sintoma, e no a causa primria dadeteriorao, por ataque de sulfatos.

Independentemente, se a fonte de ons sulfato externa ou interna , a presena de micro-fissuras interconectadas e a presena de gua so componentes necessrias desagregao devida aos sulfatos.


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Mechanisms of Delayed Ettringite Formation in Portland Cement SystemsJames J. Beaudoin & Yan Fu

ACI Materials Journal / July-August - 1996

FES = Formao ( retardada ) de Etringita Secundria

Formao de etringita da superfcie de fissura pr-existente

Micrografia MEV

Espectro EDS do material ( etringita) da superfcie da fissura de uma argamassa decimento Portland Tipo 50 .

Para a Formao de Etringita Secundria (FES)os requisitos so os seguintes:

Presena de uma fonte interna de sulfatos.

A alta absoro dos sulfatos pelo gel de C-S-H curado a vapor ( T >65oC ), e ades-absoro em idades posteriores uma importante fonte de sulfato.

Difuso dos reagentes, atravs das solues dos poros do concreto, em direo sfissuras pr-existentes .

Quanto mais gua , inclusive durante a cura, maior a difuso .

Cristalizao preferencial da etringita nas fissura pr-existentes.

Essas concluses so idnticas s de Mario Collepardi e de P. Kumar Mehta.


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43PCA - RESEARCH AND DEVELOPMENT BULLETIN RD097.017

Durability of Concrete in Sulfate-Rich-Soils

Autor : David Stark - PCA Portland Cement Association -1989


Como parte dos estudos que a PCA realiza, comeou em 1982 a quarta etapa da investigao

sobre a resistncia do concreto aos sulfatos. Os ensaios so feitos nos laboratrios para

ensaios de solos em Sacramento na Califrnia.

As variveis nos ensaios nessa etapa incluram :

Teor de cimento

Relao gua / Cimento

Adies minerais

Revestimentos da superfcie externa.

Foram fabricadas vigas com 6 x 6 x 30 que foram submersas horizontalmente at a metade

da altura em um solo rico em sulfatos .

As vigas foram submetidas a ciclos peridicos de molhagem e secagem.

Os resultados de cinco anos confirmam a importncia que tem a relao A /Cpara a

permeabilidade do concreto. ( Obs : A /C= gua/Quantidade total de material cimentcio )

Independentemente do tipo de cimento utilizado ASTM C 150tipo I, IIou V foram

produzidos concretos altamente resistente aos sulfatos, quando as relaes A /Ceram

menores que 0,40.

Alm disso quando as relaes A /Ceram maiores que 0,60 foram observadas baixas

resistncias aos sulfatos independentemente do tipo de cimento usado, fosse tipo I, IIou V.

Para uma determinada relao A /C a substituio de 20% a 40% do cimento (em peso) por

cinza volante ou de 40 a 65% do cimento (em peso) por escria granulada de alto forno , em

geral , resultou em uma reduo da resistncia aos sulfatos.

Revestimentos epxicos ou de leo de linhaa melhoraram um pouco a resistncia aos sulfatos ,

mas esse efeito foi apenas temporrio, exigindo manuteno.

Referncia : Stark, David ,Durability of Concrete in Sulfate-Rich Soils, Portland Cement

Association , Research and Development Bulletin RD097 , Skokie , Illinois 1989 , 14pp
http://www.asocem.org.pe/bivi/sa/dit/icem/rd097.pdfhttp://www.asocem.org.pe/bivi/sa/dit/icem/rd097.pdfhttp://www.asocem.org.pe/bivi/sa/dit/icem/rd097.pdf


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44RESEARCH AND DEVELOPMENT BULLETIN RD097.017


Autor : David Stark - PCA Portland Cement Association - 1989


Ensaios feitos durante anos pela PCA. Ver o ANEXO A do arquivo,no link acima, com todas as fotoscoloridas dos corpos de prova destrudos pelos sulfatos.

Performance aps : 5 anos

Tipo de Cimento : ASTM I

Teor de Cimento : 391 kg/m3 de concreto

gua/Cimento : 0,39

Avaliao visual : 1,5( boa )

Performance aps : 5 anos

Tipo de Cimento : ASTM V


gua/Cimento : 0,37

Avaliao visual : 1,3( boa )

Avaliao visual 1 = Desempenho timo , sem danos

Avaliao visual 5= Desempenho pssimo, com muitos danos1 bag per cubic yard (U.S.) = 55,8 kg/m

3


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Desempenho aps : 5 anos

Tipo de Cimento : ASTM II

Teor de Cimento : 307 kg/m3 = ( 246 kg ASTM II+ 61 kg cinza volante classe F )

gua/(Cimento+Cinza) : 0,50

Avaliao visual : 4,2 ( muito ruim )

Desempenho aps : 5 anos

Tipo de Cimento : ASTM II

Teor de Cimento : 391 kg/m3 = ( 313 kg ASTM II+ 78 kg cinza volante classe F )

gua/(cimento+cinza F) : 0,39

Avaliao visual : 1,4 (boa)


Avaliao visual 5 = Desempenho pssimo, com muitos danos

1 bag per cubic yard (U.S.) = 55,8 kg/m3


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Desempenho aps : 5 anosTipo de Cimento : ASTM II


gua/Cimento : 0,71

Avaliao visual : 3,9 ( ruim )

Desempenho aps : 5 anosTipo de Cimento : ASTM II

Teor de Cimento : 307 kg/m3 = ( 107 kg ASTM II+ 199 kg escria AB )

gua/(cimento+escria) : 0,47

Avaliao visual : 4,0 ( ruim)


Avaliao visual 5 = Desempenho pssimo, com muitos danos

1 bag per cubic yard (U.S.) = 55,8 kg/m3


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47PCA - CONTINUING STUDIES OF CONCRETE IN SULFATE SOILS

David Stark,Construction Technology Laboratories, Inc. - 1997http://www.cement.org/tech/pdfs/pl972.pdf

Em 1989, na California, foram executadas pela PCA, vrias vigas de concreto, paraavaliar novos materiais como Microslica e os Vedantes Silano e Siloxano, quanto

resistncia aos sulfatos .O resultado negativofoi o mau desempenho do concreto com microslica frente aossulfatos. Observou-se que quando a presena dos sulfatos intermitente, ora seca, oramolhada, o concreto com microslica se desagrega em poucos anos ( 7 anos )

O resultado positivofoi o bom desempenho do concreto protegido por selantes comoo Silano e o Siloxano.

Neste resumo esto descritos os resultados aps 7 anos de exposio as sulfatos.

Cimento. Foi usado em todas as vigas o cimento Portland ASTM tipo II (teor delcali equivalente = 0.52% Na2O ). A composio calculada do cimento era :C3S = 53% ; C2S = 22% ; C3A = 7% ; C4AF = 9%

Os teores de C3S e de C2S do cimento ASTM Tipo II usado esto assinaladoscomo quadrados na figura acima, no ano de 1990. Esto dentro das faixas.

C3S

C2S

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

C2S(%)eC3S(%)

ano

C3S e C2S


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48 Microslica - Foi usada com uma dosagem de 8% da massa de cimento em duas

misturas, No. 54 e No. 55, para reduzir a permeabilidade do concreto, minimizandouma possvel deteriorao devida ao ataque de sulfatos.

Redutor de gua - HRWR - Foi usado na mistura No. 54 ( com 8% de microslica)e na mistura No.57 ( sem microslica )

Tratamento da superfcie - Duas misturas foram usadas como selante . Aplicadasaps 28 dias de cura mida seguidos de 7 dias ao ar, secando em uma umidade relativade 50% e em uma temperatura de 23oC. Uma mistura selante era com base em Silanoe a outra era com base em Siloxano.

1997 - Vigas de concreto aps 7 anos em solo rico em sulfatos, nas instalaes de testeda PCA em Sacramento / USA

Cada viga foi enterrada at meia altura, 75mm, em solo contendo sulfato de sdio

Na2SO4com uma dosagem de 65000 ppm SO4, deixando a face superior um poucoacima do solo.

O tipo de cimento Portland ASTM usado tem se mostrado de pouca importncia quando ofator (gua /cimento) alto ou quando baixo. Quando (w/cm) baixo no h degradaosignificativa, quando alto a degradao sempre grande, independente do cimento usado.

Mas quando o fator (gua/cimento) intermedirio, isto , 0,45 < w/cm < 0.55 , acomposio do cimento, em especial o teor de C3A, de grande importncia .Nesse caso, quando 0,45 < w/cm < 0,55 , o baixo teor de C3A contido no cimento ASTMtipo II e no cimento ASTM tipo V resulta em uma maior resistncia aos sulfatos.


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49PCA - CONTINUING STUDIES OF CONCRETE IN SULFATE SOILS

David Stark,Construction Technology Laboratories, Inc. - 1997http://www.cement.org/tech/pdfs/pl972.pdf

Resultados da pesquisa experimental - 1997

Ilustrao da faixa de durabilidade , da esquerda para a direita, graus 1.1 , 2.5 e 5.0.

O grau 1,0 de nenhuma deteriorao e o grau 5,0 de deteriorao total.

A tabela 2,adiante, mostra os resultados, aps 7 anos de exposio aos sulfatos dosolo.

Durante cada avaliao dos concretos das vigas a soluo de sulfatos era drenadapara melhor observar os concretos .

Aconteceram de 10 a 15 interrupes por ano, para drenagem dos sulfatos eobservao dos concretos. Durante essas secagens os sais de sulfato precipitavamna face superior das vigas.

Aps 7 anos, todas as vigas haviam sofrido deteriorao. O grau de deterioraovariou de viga para viga .

1,1 2,55,0


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PCA - CONTINUING STUDIES OF CONCRETE IN SULFATE SOILS

David Stark,Construction Technology Laboratories, Inc. - 1997

A menor deterioraofoi observada nos concretos tratados com selantes ( No. 58 e No.60).

O grau de deteriorao foi 1,3 para o selante a base de silano e foi 1,7 para o selante a base de siloxano.

SILANO SILOXANO

Trs misturas mostraram a maior deteriorao.A No. 51, mistura de controle, com cimento = 307 kg/m3 e com w/cm=0,52 obteve o grau 4,2.A No. 54, mistura com 8% de microslica, com cimento = 282 kg/m3, com redutor de gua, e com w/cm=0,52 obteve grau 4,0.A No. 55, mistura com 8% de microslica, com cimento = 205 kg/m3 e com w/cm=0,56 obteve o grau 4,3.

Molhar e secar o concreto em solues contendo sulfatos mais severo que uma imerso permanente nessas solues.Esses resultados diferem dos resultados de outras pesquisas devido ao fato de o contato com o sulfato ter sido alternado :ora seco, ora molhado. Diferente do que feito usualmente nos laboratrios, onde as amostras ficam permanentementemolhadas pelos sulfatos.

O tipo de agregado no teve maior influncia nos resultados.

A reduo do fator (gua/cimento) a maneira mais eficiente de melhorar o desempenho do concretoexposto a solues contendo sulfatos, independentemente do tipo de cimento.


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PCA - CONTINUING STUDIES OF CONCRETE IN SULFATE SOILS - David Stark- 1997

RESULTADO DAS PESQUISAS APS 7 ANOS DE ATAQUE DOS SULFATOS AO CONCRETO

Em situaes onde a exposio aos sulfatos intermitente, ora seca ora molhada, a adio de microslica no eficiente.

Selantes a base de Silano e Selantes a base de Siloxano se mostraram muito eficientes.


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PCA - C O N C R E T E T E C H N O LOGY - 2007http://members.cement.org/EBiz50/ProductCatalog/Product.aspx?ID=331

Effects of Substances on Concrete and Guide to Protective TreatmentsBeatrix Kerkhoff

Fig. 1 - Substncias agressivas podem comprometer a durabilidade do concreto.

Na foto as vigas de concreto expostas a solues contendo alto teor de sulfatos.

Instalaes de teste PCA / CALTRANS em Sacramento / Califrnia / USA

( David Stark 2002 )


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PCA - C O N C R E T E T E C H N O LOGY - 2007



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54PCA - C O N C R E T E T E C H N O LOGY - 2007


Fig. 3 - Avaliao mdia, em 16 anos, de vigas de concreto em solos comsulfatos, feitas com 3 cimentos Portland diferentes, com vrios fatores ( gua

/ cimento ) diferentes ( David Stark 2002 )

O grau (rating) 1,0 de nenhuma deteriorao e o grau 5,0 dedeteriorao total.

Usar baixo fator ( gua/cimento ) a melhor soluo, independente do

cimento usado.


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55PCA - C O N C R E T E T E C H N O LOGY - 2007


Fig. 5 - Efeito dos revestimentos do concreto na resistncia aos sulfatos aps8 anos de exposio muito severa aos sulfatos. ( David Stark 2002 )

O grau (rating) 1,0 de nenhuma deteriorao e o grau 5,0 dedeteriorao total.

Usar baixo fator ( gua/cimento ) a melhor soluo, independente dorevestimento usado.


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56Nos 2 links abaixo mais informaes :

Blocos de fundao de torresaquarius.ime.eb.br/~webde2/prof/ethomaz/fissuracao/exemplo116.pdf

Tubulao de esgotoaquarius.ime.eb.br/~webde2/prof/ethomaz/fissuracao/exemplo126.pdf


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Cement Chemistry ( 2nd Edition )

H.F.W.Taylor

Thomas Telford Publishing1998

ATAQUE DO SULFATO DE MAGNSIO AO CONCRETO PORTLAND

MEV- E.R.EPasta de Cimento Portland em soluo de MgSO4

Comentrio : gua do Oceano AtlnticoTeores em grama / litro

pH Na(+)

Cl()

SO4(2)

Mg(2+)

HCO3()

K(+)

Ca(2+) Br()

7,8 a 8,3 11 20 2,9 1,4 0,08 traos traos traos

Sulfato de Magnsio = Mg.SO4


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CONCRETE PETROGRAPHYDonald A. St. John, AlanW. Poole, Ian Sims

Editora: ARNOLD 1998

Ataque ao concreto pelo Sulfato de Sdio Na2SO4 existente no solo. Postes de uma cerca em terreno junto a uma laguna salgada (sabkah) com lenol

fretico prximo da superfcie, a apenas 50cm abaixo da superfcie do terreno.

O maior dano ocorre pouco acima do terreno.


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CONCRETE PETROGRAPHYDonald A. St. John, AlanW. Poole, Ian Sims

ARNOLD 1998

Textura do ataque pelo sulfato de sdio Na2SO4 A zona atacada pelo sulfato contm um grande sistema de finas fissuras

formando uma textura de esfoliao aproximadamente paralela superfcie.

Muitas dessas fissuras so preenchidas pelos cristais de gesso.

Largura do campo da figura = 2,2mm.


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60DESEMPENHO DO CIMENTO PORTLAND BRANCO COM ESCRIA DE ALTO-FORNO E ATIVADOR

QUMICO FRENTE AO ATAQUE POR SULFATO DE SDIO

Karina Kozoroski Veiga- Santa Maria , RS - 2011w3.ufsm.br/ppgec/wp-content/uploads/Karina Kozoroski Veiga_Dissertao de Mestrado.pdf

Orientador : Prof. Dr. Antnio Luiz Guerra Gastaldini

Ver pgina 58

Donald A. St. John, AlanW. Poole, Ian SimsCONCRETE PETROGRAPHY

Esquema mostrando a ascenso capilar e aevaporao em um muro em contato com solomido. Fonte: Scherer (2004)

De acordo com o autor, a gua subterrnea sobe pela parede em uma taxa que decrescecom a altura, enquanto que a evaporao da superfcie ocorre de maneira quase uniforme.

Na base, onde a taxa de ascenso maior comparada com a de evaporao, h um filmelquido na superfcie do muro.

Mais acima do muro, onde a taxa de ascenso da gua mais baixa, a soluo pode setornar supersaturada, ocorrendo eflorescncia.

Na altura hs ( ver Figura ), a taxa de suprimento de gua por capilaridade se iguala taxade evaporao; acima dessa regio, a gua evapora dentro do muro, resultando em sub-fluorescncia.

Elevadas presses de cristalizao requerem a supersaturao do lquido dentro dos poros.

No caso do sulfato de sdio, a supersaturao resulta da diferena de solubilidade entre asfases anidra e deca-hidratada.

Este fenmeno faz com que o sulfato de sdio seja um dos sais mais destrutivos danatureza.


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Karina Kozoroski Veiga- Santa Maria , RS - 2011

Ataque qumico por sulfato

Esta forma de ataque merece mais ateno, pois origina produtos expansivos,fissurao, lascamento (Figura 3), alm de poder se manifestar na diminuioprogressiva da resistncia e perda de massa do concreto.

Os ons sulfato participantes do ataque por sulfato podem estar presentes no concretono momento da mistura (ataque interno) ou podem entrar no concreto a partir de umafonte externa, caracterizando o ataque por sulfato externo.

A Figura 3 mostra a deteriorao do concreto ( lascamento ) pela ao de ons sulfato.

Figura 3 Lascamento devido ao ataque por sulfato.

Fonte: http://theconstructor.org/2010/04/sulphate-attack-in-concrete-and-its-prevention/


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62Medio da expanso da argamassa


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Microscopia Eletrnica de Varredura

na


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...

...


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DESEMPENHO DO CIMENTO PORTLAND BRANCO COM ESCRIA DE ALTO-FORNO E ATIVADORQUMICO FRENTE AO ATAQUE POR SULFATO DE SDIO


...


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68SULFATE ATTACK AND THE ROLE OF INTERNAL CARBONATE

ON THE FORMATION OF THAUMASITE

Thomas Schmidt - 2007http://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdf

A formao da Etr ingi ta conduziu expanso e por tanto separao das duas par tes

da pasta de cimento, como indicado pelas setas brancas na figur a

Imagens no microscpio eletrnico da zona de tr ansio, entre a zona ainda no atacada pelossulfatos e a zona j atacada pelos sulfatos. Pode-se observar : Figura a: as zonas j com formao de Etringita e tambm as partculas de Clinquer do

Cimento Portland Comum ainda no hidratado e ainda os gros no reagidos de CalcitaCaCO3,adicionados ao cimento Portland.

F igura b : as zonas j com formao de Taumasita e tambm os componentes C-S-H( interno e externo) do Cimento Portland j hitratado.

Esse Cimento Portland Comum tinha uma adio de 5%( peso ) de Calcrio CaCO3

etringita

taumasita

rea j atacada pelos sulfatos

rea ainda no atacada pelos sulfatos
http://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdfhttp://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdfhttp://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdf


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69SULFATE ATTACK AND THE ROLE OF INTERNAL CARBONATE

ON THE FORMATION OF THAUMASITE

Thomas Schmidt - 2007http://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdf

Microestrutura tpica das regies de argamassa de cimento Portland puro, semadies de calcrio CaCO3, imersas em uma soluo de Na2SO4.

Na regio da superficie ( 0 a 1,0 mm ) das amostras, a microestrutura secaracteriza pela formao de fissuras entre os agregados ou ao redor dosagregados.

As fissuras so paralelas ou ortogonais superficie da amostra.

Durante a exposio ao sulfato as amostras com adio de 5% ( em peso) de

calcrio mostraram a menor profundidade das fissuras ( < 0,5mm) ao passo queas amostras com 25% (em peso) de calcrio mostraram as fissuras maisprofundas ( at 1,0mm) .

As amostras com cimentos sem adies de calcrio apresentaram aprofundidade das fissuras entre 0,5mm e 0,8mm
http://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdfhttp://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdfhttp://infoscience.epfl.ch/record/104737/files/EPFL_TH3853.pdf


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Concrete

Sidney Mindess, J. Francis Young & David Darwin2nd Edition - Prentice Hall -2002

Sulfate Attack pg. 486

Postes de concreto danificados junto ao solo, que continha sulfatos.( Fotografia PCA )

O ataque por sulfatos nem sempre se caracteriza por grande aumento de volume daparte afetada do concreto.

Observaes de campo mostram que a pasta de cimento hidratado sofre umamolecimento e desintegrao do C-S-H , ficando pastosa, parecendo mingau.

Quanto maior a quantidade de sulfatos no solo ou na gua, maior a destruio doconcreto.


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Concrete

Sidney Mindess , J. Francis Young & David Darwin2nd Edition - Prentice Hall -2002

Sulfate Attackpg. 489

Usar uma baixa relao gua/cimento (w/c < 0,40) mais eficiente do que usar umcimento com baixo teor de C3A e com uma maior relao gua/cimento.

A proteo do concreto contra o ataque de sulfatos requer portanto uma altaresistncia, isto :

o Alto teor de cimento (400 kg/m3) e

o Baixa relao gua/cimento ( < 0,40 ).

No caso de dutos de concretos que conduzem esgotos, vrias alternativas paraproteger o concreto so usadas, a saber :

o Tratar o esgoto com cloro para evitar a formao do cido sulfrico.

o Adicionar cal para aumentar o pH.

o Aumentar a velocidade de escoamento do esgoto dentro dos dutos.

o Ventilar os dutos para evitar a presena dos gases sulfdricos que atacam aparte no molhada dos dutos.

CimentosASTM

CimentosASTM


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The Chemistry of PORTLAND CEMENTROBERT HERMAN BOGUE

EDIO : REINHOLD PUBLISSHING CORPORATION19552nd edition

ATAQUE DO SULFATO AO CONCRETO

Bogue, R. H. , Lerch, W. & Taylor W. C. Ind. Eng. Chem.26 , 1049 PCAF Paper 28 -1934Bogue, R. H. , Special publication , PCAF Paper 55 -1949

Cubos de argamassa com teor decrescente de C3A. Quanto menos C3A melhor . Aps imerso em solues de sulfatos durante 6 meses.

Teores de Al2O3 e de C3S eram constantes . Traos (mix) 1:2= massa =1 de cimento + 2 de areia + gua necessria para obter uma

argamassa padro e1:4 =1 de cimento + 4 de areia .

Na2SO4

MgSO4


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ATAQUE DO SULFATO AO CONCRETOBogue, R. H. , &Lerch, W. , Res.Reports , PCAF, July, 1934 ; Jan., 1944, Oct. 1936

Porcentagem de corpos de prova desintegrados em solues de sulfatos, emfuno do teor de C3A.

Nenhumcorpo de prova com baixo teor de C3A,entre 0%e 3%, foi afetado,

mesmo aps 5 anos de imerso em solues de sulfatos,tanto emMgSO4comoemNa2 SO4.

Todos os corpos de prova com alto teor de C3A, entre 11% e 20%, foramdestruidos em menos de 2 anos de imerso em soluo de sulfatos, tanto em

MgSO4como em Na2 SO4. Os cimentos atuais , em 2013 , possuem teor de C3A entre 4% e 12%.


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Na2SO4

MgSO4


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ATAQUE DO SULFATO AO CONCRETOBogue, R. H. , & Lerch, W. , Res. Reports , PCAF, July, 1934 ; Jan., 1944, Oct. 1936

Expanso de barras de argamassa 1:2 em soluo de 2% de Na2SO4, emfuno do teor de C4AF.

At um teor de 15% de C4AF no foi observada grande expanso daargamassa.

Para teores maiores, a expanso foi muito grande , com destruio da argamassa.

Os cimentos atuais , em 2013, possuem teor de C4AF entre 6% e 14%.


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Assessment of the Conditions required for the Thaumasite form of sulphate attackAvaliao das condies necessrias para o ataque de sulfato que forma a Taumasita.

N.J. CRAMMOND & M.A. HALLIWELL

Simpsio MRS - Mechanisms of Chemical Degradation of Cement-based SystemsEditores : K.L.Scrivener & J.F.Young

E&Fn SPON - 1997

O ataque de sulfatos ao concreto, formando Taumasita, transforma o concretoendurecido em uma pasta mole.

Taumasita : CaSiO3. CaCO3.CaSO4. 15H2OPara que se forme a Taumasita so necessrios :- Uma fonte de silicato de clcio, presena de ons de carbonatos e de sulfatos.

- Ambiente frio ( 5oC a 15

oC )

- Umidade

O C-S-H do cimento hidratado que atacado. O C-S-H o principal componente docimento hidratado, e o principal responsvel pela coesodo concreto endurecido. Porisso o concreto perde a coeso e vira uma pasta mole ( mingau). Foto acima.

A formao de taumasita dependente de um maior provimento de C-S-H (silicatosclcicos hidratados) e no do contedo de C3A como acontece com a etringita, portanto oschamados Cimentos Portland Resistentes aos Sulfatos (CPRS ), que so cimentos combaixos contedos de C3A, no inibem a formao de taumasita.


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SULFATE ATTACK ON CONCRETE

JAN SKALNY , JACHES MARCHAND & IVAN ODLER

MODERN CONCRETE TECHNOLOGY SERIES10

SPON PRESS - 2002

Concreto da fundao de uma ponte, deteriorado pelos Sulfatos. DETR - Department of the Environment, Transport and the Regions : The thaumasite form of sulfate attack : risks,

diagnosis, remedial works and guidance on new construction.

Report of the Thaumasite Expert Group, DETR, London, January 1999 - The Tredington-Ashchurch bridge.

Coluna e sapata da ponte, enterradas em solo argiloso com sulfatos.6m

O concreto das colunas foi analisado com ensaios de Difrao de Raio X , Microscopiatica , Microscopia eletrnica de Varredura e com uma Anlise Qumica.

Foi identificado que o Concreto tinha um teor de Cimento Portland Comum = 370 kg/m3e fator gua/cimento= 0,5.

A deteriorao se deu na sapata e na coluna at cerca de 3 metros acima da sapata.

A temperatura no terreno na base do pilar variava de +8oC em abril a +12

oC em outubro

Baixas temperaturas favorecem a formao da Taumasita, se o ambiente for rico emsulfatos

Todos os pilares foram demolidos e substitudos por novos pilares, mais robustos efeitos com cimento resistente aos sulfatos.

COLUNA


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DETR- Department of the Environment, Transport and the Regions : The thaumasite formof sulfate attack : risks, diagnosis, remedial works and guidance on new construction.

Report of the Thaumasite Expert Group, DETR, London, January 1999 - The Tredington-

Ashchurch bridge.

Ataque de sulfato com formao de taumasita TSA

TSA


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DETR- Department of the Environment, Transport and the Regions : The thaumasite formof sulfate attack : risks, diagnosis, remedial works and guidance on new construction .

Report of the Thaumasite Expert Group, DETR, London, January 1999 - The Tredington-

Ashchurch bridge.

Foto da pgina 77 ampliada


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SULFATE ATTACK ON CONCRETEJAN SKALNY , JACHES MARCHAND & IVAN ODLER

MODERN CONCRETE TECHNOLOGY SERIES10SPON PRESS -2002

BRE = Building Research Establishment / UKhttp://projects.bre.co.uk/sd1/pdf/PartBv6.pdf ; http://www.bre.co.uk/page.jsp?id=1849

Pedao do concreto da fundao da ponte, deteriorado pelosSulfatos.

O concreto severamente degradado era retirado at com amo.

Formao de Taumasita na superfcie do concreto at 3cmde profundidade.

Os 5cm externos ficaram reduzidos a uma pasta . Detalhe mostrando os halos ( aurolas) brancos,

ricos em Taumasita, ao redor dos agregadosdolomticos.

Dolomita = Ca Mg (CO3)2 = carbonato de clcio emagnsio

Todos os pilares foram demolidos e substitudos por novos pilares, mais robustos e feitos com cimentoresistente aos sulfatos.


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LES FISSURES DU CIMENT - causes et remdes

ALBERT JOISELtraduo espanhola da segunda edio francesa.

editores tcnicos associados - Barcelona -1969

Passarela de concreto armado em ambiente contendoenxofre na atmosfera.

A combusto de substncias que contenham enxofre, principalmente ocarvo, libera gases que contm sulfeto de hidrognio ( gs sulfdrico =

H2S ) e anidrido sulfuroso que se transforma em anidrido sulfrico.

Esse anidrido sulfrico ataca o concreto do mesmo modo que o cido

sulfrico.Os vapores sulfurosos tambm atacam as armaduras do concretoarmado.As armaduras da passarela de concreto armado da foto acima ( no sovisveis na foto) estavam corrodas e provocaram a fissurao doconcreto.

A grade tambm estava corroda, apesar da proteo da tinta.


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Investigating Concrete PipelinesA systematic approach for determining causes of deterioration

STEVEN H. GEBLERConcrete International/ JUNE 2003

Tubos de Esgoto em Concreto com 1,50m de Dimetro e Pintados com Coal Tar Epoxy

Crown of sewer pipe exhibiting H2S attack; remnants of coal tar epoxy at thecrown.Topo do tubo de esgoto exibindo ataque de H2S ; restos do revestimento de CoalTar Epoxy( epxicom alcatro) no topo.O pH medido nas paredes do tubo de concreto variava entre 1.0 e 8.0 , a maioria

prxima de 1.0 , sendo portanto muito cido.

Thin-section photomicrograph of a cross section of concrete ( light brown) andgypsum crystals ( whitish layer).

Micrografia tica de uma lmina fina de concreto ( castanho claro) e cristais degesso ( camada branca). A existncia do gesso confirma a presena do cido H2S.

Concreto

Gesso

Coal tarepoxy


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83Avaliao do desempenho de cimentos CP II E e CPII F com diferentes

teores de pozolanas frente ao ataque de ons Sulfato

BRUNO TASCA DE LINHARES -Projeto de Diplomao

http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/26024/000754980.pdf?sequence=1

Orientadores : Denise C.C. Dal Molin e Luclia B. da Silva

UFRGS - Porto Alegre - 2010

Corroso e lascamento devido formao de etringitaBiczok I. Concrete Corrosion - Concrete Protection. Chemical publishing - 1972

Barra de argamassa ( 25mm x 25mm x 285mm) para ensaio emsoluo de sulfatos segundo a norma ASTM C 1012 -95a


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84Resultados dos ensaios com CIMENTO CP II E e MICROSLICA


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Resultados dos ensaios com CIMENTO CP II F e MICROSLICA


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Barras de argamassa imersas em soluo de sulfato de sdio

Barras de argamassa ( 25mm x 25mm x 285mm).


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88Avaliao do desempenho de cimentos CP II E e CPII F com diferentes

teores de pozolanas frente ao ataque de ons Sulfato

BRUNO TASCA DE LINHARES

CONCLUSES"...

..."


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89ATAQUE POR SULFATOS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

DANIELE KULISCHwww.dcc.ufpr.br/mediawiki/images/1/1e/DANIELE_KULISCH.pdf

Universidade Federal do Paran -CURITIBA - 2011

Orientador Prof

a

Dr

a

Laila Valduga Artigas

A agressividade do meio onde as estruturas de concreto esto inseridas pode reduzir a vidatil das mesmas significativamente, como ambientes urbanos, marinhos, industriais,esgotos, entre outros, que apresentam em comum oon sulfato.

Este on sulfatoreage quimicamente com os compostos do cimento e forma produtosexpansivos, provocando a fissurao e desagregao do concreto.

Nas Estaes de Tratamento de Esgotos, o sulfato responsvel por problemas de odor edeteriorao do concreto, ambos resultantes da reduo de sulfato a sulfeto de hidrognio ena seqncia, a cido sulfrico.

O presente estudo visa avaliar a quantidade de sulfatos presente em uma Estao deTratamento de Esgotosdeteriorada, comparando-a com os valores citados na literatura.

O valor encontrado de 45,35 mg de sulfato / Litro de gua condizente com a literatura,porm um valor relativamente baixo para causar deterioraes to severas quanto asobservadas.

Na seqncia, este trabalho busca comparar o efeito de diferentes concentraes de sulfatono concreto, utilizando o ensaio de variao dimensional.

realizado o ensaio com diferentes solues agressivas:

1 - concentrao da norma brasileira ( 100g de SO42-

/ Litro = equivalente a 67605 mg de

SO42-

/Litro)

2 - concentrao encontrada no primeiro ensaio ( 45mg de SO42-

/Litro)

3 - concentrao mnima (400 mg de SO42-

/Litro) segundo a norma europia EN

4 - concentrao mxima ( 1500 mg de SO42-

/ Litro ) segundo a norma europia EN

5 - soluo padro de gua saturada com cal , sem SO42-

Concluiu-se que a concentrao de SO42-

da norma brasileira causou expanso nas barras,enquanto as outras tiveram resultados difceis de quantificar ( manuteno do comprimentoe at retrao), concluindo que este ensaio consistente apenas para concentraes elevadasde sulfatos.Concluiu-se que o cimento utilizado, CP II F , no resistente a sulfatos.


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90Sulfato nos esgotosDe acordo com Mockaitis (2008), a forma mais estvel e difundida dos compostos de enxofre o on sulfato e este pode ser encontrado nos mais diversos tipos de guas de resduos, desdeo esgoto sanitrio, na concentrao de 20 a 50 mg/Lat em descartes industriais, emconcentraes que podem variar de 12000 a 35000 mg/L.

Dentre as emisses industriais, o autor destaca as indstrias de papel, de processamento dealimentos, de explosivos e atividades que fazem combusto de combustveis fsseis.

Segundo a WATER ENVIRONMENT FEDERATION - WEF(1995), a concentrao de sulfatoem esgotos domsticos pode variar de 30 a 250 mg/L.


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Figura 18 : Caixa de distribuio do reator Anaerbico UASB , de onde foiretirada a amostra da gua para ensaio ( 2011 )


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Figura 19 : Vista geral da ETE visitada para coleta de amostra de concreto . Emdestaque no crculo vermelho a comporta da prxima figura. ( 2011 )

Figura 20 : Comporta aberta, cujas paredes de concreto apresentavam uma camadaamarelada evidenciando a presena de enxofre. ( 2011 )

Figura 21 : Amostra de concreto extrada da parede lateral da comporta.( 2011)


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Fig. 39 : Grfico resultante do ensaio - expanses resultantes.Limite para cimento resistente a sulfatos = 0,03 %


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ATAQUE POR SULFATOS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

DANIELE KULISCH

Universidade Federal do Paran -CURITIBA - 2011

CONCLUSO

"...

A concentrao medida na gua da ETE era 45,35mg/L24

SO

.

...

..."


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CEMENT - principles of production and use

Friedrich W. Locher

Editora : BAU-TECHNIK - 2006

Influence of cement composition and additions on sulfate resistance

Foram ensaiados cimentos compostos de clinquer + escria de alto forno.

Ensaios divulgados em ZKG INTERN. 19 - 1966 - No 9 pp 395 - 401

ComponenteClinquer I

%

Clinquer II

%

Clinquer no Brasilsegundo Holdercim

%

C3S 45 55 50 a 65

C2S 31 17 15 a 25C3A 0 11 6 a 10

C4AF 19 12 3 a 8C2F 2 0CaO 59 a 67SiO2 16 a 26

Al2O3 4 a 8MgO 0,8 a 6,5

ComponenteEscria de alto

forno 11,0

%

Escria de altoforno 17,7

%

Escria de altoforno no Brasil

Segundo Acelor / Tubaro

%

CaO 44,6 44,7 41,60

SiO2 36,0 29,3 33,65

Al2O3 11,0 17,7 12,42

MgO 2,6 5,3 7,95

Argamassas j endurecidas, feitas com o Clinquer I , sem C3A, foram finamente modas ecolocadas em suspenso em solues de sulfatos.

Observou-se que os produtos da hidratao do Clinquer I, sem C3A, no reagem quimicamentecom os sulfatos.

Por isso os concretos feitos com cimentos no contendo C3A , ou contendo muito pouco C3A,so resistentes ao ataque de sulfatos.


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Friedrich W. Locher - 2006


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CEMENT - principles of production and useFriedrich W. Locher - 2006



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Friedrich W. Locher

Editora : BAU-TECHNIK - 2006


Concluses

Aresistncia aos sulfatos do cimento composto,

Clinquer Portland + Escria de Alto Forno, depende de:

porcentagem ( % ) de Escria de Alto Forno na mistura Clinquer +Escria.

o s uma porcentagem de escr ia entr e ( 65% e 80% ) eficiente.

o isso corresponde ao teor de escr ia do cimento CP I I I (70%) da ABNT

teor ( % ) de C3A do clinquer Portland

o s um teor de C3A < 5% eficiente

teor ( % ) de Al2O3da escria de alto forno

o o teor de Al2O3na escr ia da mistura deve ser < 11%

finura do clinquer Portland

o a finura do cli nquer Portland deve ser > 3000 cm2/g

finura da escria de alto forno

o a finura da escr ia deve ser > 4000 cm2/g

As figuras motram que, independente do teor de C3A no clinquer , aresistncia aos sulfatos inicialmente diminui com a adio de escria e saumenta a partir de 65% de teor de escoria.

Entre os teores 20 % e 55 % ( em massa) de escria a resistncia aossulfatos muito pequena, mesmo com o clinquer Portland no contendoC3A.


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Mechanismen des Sulfatangriffs auf BetonPhasenneubildungenund Expansionsdrcke in Mrteln unter Na2SO4BelastungMecanismos do ataque dos sulfatos ao Concreto - Transformaes de fases e

presses de expanso nas argamassas sob o ataque de sulfato de sdio Na2SO4http://d-nb.info/1044680431/34

WOLFRAM MLLAUERDissertation - Technischen Universitt Mnchen - 2013

Fases do clinquer Produtos da hidratao Produtos da reao com sulfato

Hidratao do cimento Portland e possveis reaes qumicas em um ataque de sulfatos aoconcreto.

Deve-se usar um clinquer com baixo teor de C3A . A DIN EN 1164 prescreve C3A < 3%.


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Resumo Geral por Eduardo Thomaz1. A degradao do concreto mostrada nas diversas fotos o resultado da reao qumica

dos sulfatos com o clcio e o alumnio do cimento formando GessoouEtringita.

( Obs. : Durante a fase inicial de hidratao do cimento a etringita tambm se forma,mas no causa problemas pois ainda h vazios suficientes para o aumento de volume )

2.Nessa reao qumica h um grande aumento de volume rompendo a parte externa doconcreto.

O produto dessa reao qumica uma pasta mole semelhante a um mingau , verpgina 76.

3. Para obter um concreto sem deteriorao na presena dos sulfatos, usar, pela ordemdecrescente de eficincia :

1 - Usar um fator (gua/cimento) 0.40, isto , fcm 55 MPa e fck 55-6,6= 48MPa

55


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2 - Usar muito Cimento RS no trao 400 kg/m3.

.

3 - Usar Microslica no teor de 5% da massa de cimento.Obs. : Em situaes onde a exposio aos sulfatos intermitente, ora seco ora molhado,a adio de microslica no eficiente.

55


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4 - Usar Cimento com baixo teor de C3A ( aluminato triclcico), que o chamadocimento resistente a sulfatos RS com C3A< 5%.

5o - Se for usado cimento composto de Clinquer Portland + Escria de Alto forno, o

teor da Escria de Alto Forno no cimento composto deve ser maior que 65% em massa.O cimento CP III da ABNT satisfaz se tiver esse teor > 65% .

6o- A cura mida prolongada indispensvel para aumentar a resistncia ao ataque desulfatos, pois evita que micro-fissuras surjam durante o endurecimento do concreto.

7o - J existem alguns cimentos super-sulfatados, sem qualquer teor de C3A, para usoem obras expostas a sulfatos. Ver links na pgina 4.

4. Revestimentos com Epxi so eficientes mas no se mostraram muito duradouros.

5. Selantes com base em Silano e Selantes com base em Siloxano se mostraram muitoeficientes. A manuteno tambm indispensvel.

6. Revestimentos com PVC podem ser usados.

7. Uma execuo correta com um cimento adequado aumenta a durabilidade.

Documents

Ataque Por Sulfatos