Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Aplicação de concretos especiais com sílica coloid...
Documento Mestrado
Área Materiais e Mecânica dos Materiais
Data da defesa 22/04/2024
Autor BERNARDO, Lucas Modotte
Orientador CASTRO, Alessandra Lorenzetti de
Português
Título Aplicação de concretos especiais com sílica coloidal como material de reparo de estruturas de concreto
Resumo
As manifestações patológicas em estruturas de concreto são inúmeras, e resultam de problemas relacionados ao projeto, execução, manutenção e degradação do material, tornando essenciais as alternativas de reparo e reforço para prolongar a vida útil dos elementos estruturais. Os concretos especiais são bons candidatos para manutenção de estruturas, destacando-se o concreto com sílica coloidal. Esta adição garante ao material baixa porosidade e elevada resistência mecânica por conta de sua atuação na zona de transição entre o agregado e a pasta de cimento. Sendo assim, esta pesquisa avalia a aplicação deste concreto especial em situações de reparo de elementos estruturais de concreto convencional. Com este objetivo, foram confeccionados corpos de prova cilíndricos e prismáticos de concreto convencional que, posteriormente, foram danificados – rompidos ao meio – para serem reparados. Simultaneamente, o concreto especial foi caracterizado, fixando o teor de adição de sílica coloidal em 1% em relação à massa de cimento. Em seguida, a mistura de concreto especial desenvolvida foi utilizada como material de reparo – “ligação” – dos corpos de prova de concreto convencional danificados. A pesquisa verificou, na etapa de caracterização dos concretos especiais, que mesmo em pequenos teores da adição de sílica coloidal, as propriedades mecânicas do concreto endurecido melhoraram. Além disso, os elementos de concreto convencional reparados com o concreto especial demonstraram bons resultados em todas as propriedades medidas, destacando-se a manutenção da resistência à compressão dos corpos de prova reparados em comparação com os resultados de referência (corpos de prova de concreto convencional intactos).
Palavras-chave concretos especiais; material de reparo; sílica coloidal; adições minerais; nanotecnologia.

English
Title Application of special concretes with colloidal silica as a repair material for concrete structures
Abstract
Pathological manifestations in concrete structures are numerous, caused by problems related to the design, construction, maintenance, and degradation of this material, making repair and reinforcement alternatives essential to prolong the service life of structural elements. Special concretes are good candidates for the maintenance of structures, especially the concrete with colloidal silica. This addition guarantees to the material low porosity and high mechanical strength due to its action in the transition zone between aggregate and cement paste. For this reason, the present research evaluates the application of this special concrete in situations of repair of ordinary concrete structural elements. For this purpose, cylindrical and prismatic specimens of ordinary concrete were made and then damaged – broken in half – to be repaired. Simultaneously, the special concrete was characterized, fixing the addition content of colloidal silica at 1% of the cement mass. Then, the special concrete mixture developed was used as a repair material – "connecting element" – for the damaged ordinary concrete specimens. The research verified, in the characterization stage of special concretes, that even at small amounts of this addition the mechanical properties of the hardened concrete improved. Furthermore, the ordinary concrete elements repaired by special concrete demonstrated satisfactory results in all measured properties, highlighting the maintenance of the compressive strength of the repaired specimens in comparison with the reference results (intact ordinary concrete specimens).
Keywords special concrete; repair material; colloidal silica; mineral additions; nanotechnology