Influência da sílica da casca de arroz nos estados fresco e endurecido de concretos autoadensáveis

Orientador: Carlos Eduardo Marmorato Gomes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: O concreto autoadensável (CAA) deve conter, em sua dosagem, um elevado teor de componentes finos, de modo a garantir sua estabilidade na condição fresca e, ao mesmo tempo, assegurar suas propriedades no estado endurecido. Nesse sentido surge a sílica da casca de arroz (SCA), uma pozolana proveniente da queima controlada da casca de arroz em sistema via leito fluidizado, tratando-se de um material amorfo, com qualidade constante e elevada área superficial específica, características que a tornam apropriada para aplicação em concreto. Entretanto, ainda que apresente respostas satisfatórias quando empregada em concreto convencional e de alto desempenho, o conhecimento da atuação da SCA no CAA é incipiente, necessitando de mais pesquisas sobre a temática. Esta dissertação, portanto, demonstrou a aplicabilidade da pozolana como substituto parcial do cimento Portland para a formulação de concretos autoadensáveis. Para tanto, a primeira etapa do procedimento experimental consistiu em realizar ensaios em pastas a fim de definir o teor do aditivo superplastificante em combinação com o aditivo modificador de viscosidade, assim como as quantidades ideais de SCA para compor os concretos. Em seguida, de posse dos resultados observados na fase anterior e do estudo de dosagens extraídas da literatura, ocorreu o desenvolvimento dos traços dos CAA¿s a partir de distintos teores de substituição em massa (0%, 5%, 10% e 15%) do cimento pela pozolana. A caracterização do CAA no estado fresco, conduzida de acordo com as prescrições da ABNT NBR 15823:2017, revelou a influência positiva da SCA nas misturas, as quais atenderam aos critérios estabelecidos pelo documento normativo. Comparativamente ao concreto de referência, os CAA¿s com a incorporação da pozolana permaneceram com adequada capacidade de preenchimento e habilidade passante, apresentaram maior resistência à segregação e mostraram-se mais viscosos com o acréscimo do consumo de SCA. Quanto ao comportamento físico e mecânico, também averiguado por normas brasileiras, a presença da sílica novamente provocou alterações frente ao CAA de controle. Graças à evolução da reação pozolânica da SCA ao longo do tempo, houve um incremento máximo de 13% na resistência à compressão, 8% na resistência à tração por compressão diametral, 9% no módulo de deformação, além da redução de 19% e 17% nas análises da absorção e do índice de vazios, respectivamente. Dessa forma, os dados mostraram a viabilidade técnica da substituição do cimento pela SCA, especialmente no teor de 5%, levando em conta o custo das misturas Abstract: The self-compacting concrete (SCC) must contain, in its dosage, an elevated content of fine components in order to guarantee its stability in the fresh condition and, at the same time, maintain its properties in the hardened state. In this way the rice husk silica (RHS) emerges, a pozzolan originating from the controlled burning of the rice husk in a fluidized bed system, obtaining an amorphous material, with constant quality and elevated specific surface area, characteristics that make it appropriate for application in concrete. However, though RHS has been presented satisfactory behavior when employed in both conventional and high performance concrete, the knowledge of its effects in the SCC is incipient, needing more investigations on this topic. Therefore, the aim of this research was to demonstrate the applicability of such pozzolan as a partial replacement for Portland cement in self-compacting concretes. For this purpose, the first stage of the experimental procedure was carried out tests in pastes in order to define the content of superplasticizer admixture in combination with the viscosity modifying admixture, as well as the percentages of RHS to produce the mix proportions of concretes. Next, based on the results observed in the previous step and on the study of concrete mix designs extracted from literature the SCC was produced from different contents of cement replacement (0%, 5%, 10% e 15%) by pozzolan. The properties of concrete in the fresh state, assessed according to ABNT NBR 15823:2017, showed the influence of RHS in the mixtures, in which all of them satisfied the parameters present in that document. When it was compared to control concrete, SCC with RHS maintained both their filling and passing ability, showed better segregation resistance and there was increase in their viscosity with higher percentage of rice husk silica. In the hardened state, also verified by Brazilian standards, the RHS concretes presented some changes in comparison to control mix. As a result of pozzolanic reaction of RHS over time, there was a maximum increase about 13% in compressive strength, 8% in splitting tensile strength, 9% in modulus of elasticity, in addition a decrease around 19% in absorption and also 17% in porosity. Thus, the results showed the technical viability of cement replacement by RHS mainly in the SCC containing 5%, due to the economic evaluation Mestrado Construção Mestre em Engenharia Civil CAPES 05-P-04770-2018