Influência da utilização de filler de resíduo de cerâmica vermelha em concreto autoadensável exposto a elevadas temperaturas

Abstract

O concreto autoadensável (CAA) é um material cimentício com capacidade de fluir e preencher completamente todos os espaços das fôrmas pela ação de seu peso próprio, dispensando a necessidade de vibração ou outras influências externas. Contudo, para alcançar tais características, esse concreto geralmente é dosado com um maior teor de materiais finos e/ou com aditivo modificador de viscosidade. Entretanto, maiores quantidades de filler no CAA reduzem a porosidade, tornando-o mais vulnerável à deterioração em elevadas temperaturas e mais suscetível ao spalling. Portanto, considerando suas propriedades frescas e endurecidas, os materiais utilizados e sua importância na indústria da construção, compreender o comportamento do CAA após exposição a elevadas temperaturas é de suma importância. Além disso, acredita-se que o resíduo de cerâmica vermelha (RCV) pode ter grande potencial ao ser utilizado como filler no CAA em elevadas temperaturas, devido à sua porosidade e pozolanicidade inerentes, unido à oportunidade de oferecer uma destinação nobre para esse resíduo, que tem baixa demanda no mercado. Dessa forma, este trabalho apresenta os resultados experimentais sobre resistência residual e comportamento de deterioração após exposição a elevadas temperaturas de concreto autoadensável produzido com filler de resíduo proveniente da indústria de cerâmica vermelha. Foram produzidas três misturas: concreto convencional, concreto autoadensável com filler não pozolânico e concreto autoadensável com filler de resíduo de cerâmica vermelha. Foram investigadas propriedades no estado fresco (espalhamento e tempo de escoamento) e no estado endurecido (absorção por capilaridade, resistência à compressão, módulo de elasticidade, fissuração, spalling, mudança de cor, perda de massa e velocidade de pulso ultrassônico nos corpos de prova). As propriedades residuais dos concretos foram determinadas após aquecimento a quatro temperaturas (200, 400, 600 e 800°C), com taxa de aquecimento de 1 °C/min. Os resultados confirmam que o uso do resíduo de cerâmica vermelha provoca uma melhora na resistência à compressão em relação aos outros concretos estudados, após exposição a elevadas temperaturas e diminui a ocorrência de spalling, no entanto resulta em uma maior absorção por capilaridade. A velocidade de pulso ultrassônico indicou um comportamento semelhante do CAA-RCV ao do CAA. Ademais, todas as famílias de concreto indicaram degradação das propriedades residuais conforme a elevação da temperatura.

Self-compacting concrete (SCC) is a cementitious material with the ability to flow and completely fill all spaces in the formwork due to the action of its own weight, eliminating the need for vibration or other external influences. However, to achieve such characteristics, this concrete is generally dosed with a higher content of fine materials and/or a viscosity modifying additive. However, greater amounts of filler in CAA reduce porosity, making it more vulnerable to deterioration at elevated temperatures and more susceptible to spalling. Therefore, considering its fresh and hardened properties, the materials used and its importance in the construction industry, understanding the behavior of SCC after exposure to elevated temperatures is of paramount importance. Furthermore, it is believed that clay brick waste (CBW) has great potential when used as a filler in SCC at elevated temperatures, due to its inherent porosity and pozzolanicity, combined with the opportunity to offer a noble destination for this waste, which has low demand in the market. Therefore, this work presents experimental results on residual strength and deterioration behavior after exposure to eleavted temperatures of self-compacting concrete produced with waste filler from the red ceramic industry. Three mixtures were produced: conventional concrete, self-compacting concrete with non-pozzolanic filler and self-compacting concrete with clay brick waste filler. Properties were investigated in the fresh state (slump flow and slump flow time) and in the hardened state (absorption by capillarity, compressive strength, modulus of elasticity, cracking, spalling, color change, mass loss and ultrasonic pulse speed in the specimens). The residual properties of the concretes were determined after heating at four temperatures (200, 400, 600 and 800°C), with a heating rate of 1°C/min. The results confirm that the use of clay brick waste causes an improvement in compressive strength in relation to other concretes studied, after exposure to elevated temperatures and reduces the occurrence of spalling, however it results in greater absorption by capillarity. The ultrasonic pulse speed indicated a similar behavior of CAA-RCV to that of CAA. Furthermore, all concrete families indicated degradation of residual properties as the temperature increased.