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Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) O concreto é um material amplamente empregado nas construções civis e, por esse motivo, sua deterioração pode causar danos econômicos e ambientais. A corrosão do concreto pode ocorrer de diversas formas: por estresses mecânicos, mudanças climáticas, variações de temperatura e ataques químicos, como a transposição de sais para dentro dos poros do concreto. Além de acelerar a degradação da armação de aço, esse último processo pode concentrar os sais em alguns pontos, os quais se cristalizam, aumentando a pressão interna nos poros e causado trincas e fissuras, tornando toda a estrutura mais suscetível a outros agentes de deterioração. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é analisar numericamente o transporte acoplado de calor, umidade e sal no meio poroso do concreto. Inicialmente, as equações governantes de transporte foram modeladas e então discretizadas utilizando o Método dos Volumes Finitos. Para a solução do sistema de equações algébricas foi utilizado o Algoritmo MTDMA, do inglês, Multi-TriDiagonal Matrix Algorithm, que permite a resolução simultânea das 3 equações governantes. O modelo proposto foi verificado por meio de comparações feitas a partir de outro estudo disponível na literatura. Outras simulações foram executadas para analisar a influência da umidade e da temperatura no transporte de sal. A partir dos resultados obtidos pode-se observar a importância do processo de imbibição e secagem para o transporte de sal, bem como a influência do gradiente de temperatura nessa análise. Concrete is a material widely applied in civil construction and for this reason its deterioration can cause economic and environmental damage. The corrosion of concrete can occur in several ways: due to mechanical stresses, climatic changes, temperature changes and chemical attacks such as the transposition of salts into concrete pores. In addition to accelerating the degradation of the steel frame, this last process can concentrate the salts in some points, which crystallize, increasing the internal pressure in the pores and causing fissures and cracks, making the whole structure more susceptible to other agents of deterioration. Thus, the objective of this work is to analyze numerically the coupled transport of moisture, heat and salt in the porous medium of concrete. Initially, the governing equations were modeled and then discretized using the finite volume method. For the solution of the system of algebraic equations was used the Multi Tri-Diagonal Matrix Algorithm (MTDMA), which allows the simultaneous resolution of the 3 governing equations. The proposed model was verified through comparisons with a model available in literature. Other simulations were performed to analyze the influence of humidity and temperature on the transport of salt. From the results obtained, it is possible to observe the importance of the imbibition and drying process for the transport of salt, as well as the influence of temperature in this analysis.

A presente tese refere-se ao desenvolvimento de novos compósitos para a construção civil, utilizando como matérias-primas o resíduo do minério de ferro (RMF), resíduos de concreto (RC), resíduos da produção da cal (RPC) e resíduos da produção de celulose (RPCEL), todos estes com elevada alcalinidade, sobre tudo o RMF com pH 10,21 proveniente da barragem denominada “Fundão” do município de Mariana MG. Realizou-se os ensaios de DRX, MEV e EDS para explicar o considerável ganho de resistência, acompanhando as mudanças das propriedades mecânicas, estruturas morfológicas e os processos físico-químicos de formação de novas estruturas. Durante o intervalo de tempo de 720 dias, foi utilizado 1045 corpos de prova, distribuídos em 19 composições para a realização dos ensaios de: resistência à compressão, coeficiente de resistência a água, absorção de água por imersão e coeficiente de expansão linear, atendendo as exigências das normas brasileiras. As composições de número 16 e 17 destacaram-se, visto que as suas propriedades são as mais satisfatórias dentre as demais obtendo suas resistências à compressão de 4,07MPa e 6,92MPa aos 28 dias de cura comprovando a formação das estruturas dos novos materiais. O aumento dos valores das propriedades mecânicas observadas durante a cura ocorre em função da neutralização e dissolução das superfícies agora com baixa alcalinidade com potencial hidrongênico pouco acima de 7,50 ocasionando a síntese das novas formações amorfas e cristalinas. Os resultados desta tese permitem concluir que estes resíduos industriais associados, utilizados em materiais de construção civil, contribuem para diminuir a extração de recursos naturais, além de propiciar uma destinação correta aos resíduos depositados inadequadamente, oferecendo perigo constante ao meio ambiente e a sociedade que vive ao seu entorno. Ainda para comprovar a eficiência da composição 17 foi realizado a moldagem de dois materiais de construção em tamanho real. The present thesis refers to the development of new composites for civil construction, using as raw materials concrete waste (RC), waste from lime production (RPC), waste from cellulose production (RPCEL) and waste from ore iron (RMF), all of them with high alkalinity, above all RMF with pH 10.21 from the dam called “Fundão” in the municipality of Mariana MG. XRD, SEM and EDS tests were performed to explain the considerable resistance gain, following changes in mechanical properties, morphological structures and the physical-chemical processes of formation of new structures. During the period of 720 days, 1045 specimens were used, distributed in 19 compositions for the performance of the tests of: compressive strength, water resistance coefficient, water absorption by immersion and linear expansion coefficient, meeting the requirements Brazilian standards. The compositions number 16 and 17 stood out, since their properties are the most satisfactory among the others, obtaining their compressive strengths of 4.07MPa and 6.92MPa at 28 days of curing, proving the formation of the structures of the new materials. The increase in the values of the mechanical properties observed during the curing occurs due to the neutralization and dissolution of the surfaces now with low alkalinity with hydrogenic potential just above 7.50, causing the synthesis of the new amorphous and crystalline formations. Also to prove the efficiency of the composition 17, two realsize building materials were molded. The results of this thesis allow us to conclude that these associated industrial wastes, used in civil construction materials, contribute to reduce the extraction of natural resources, in addition to providing a correct destination for waste that is improperly deposited, offering constant danger to the environment and the society that lives around it. its surroundings.