Investigação da instabilidade da etringita no cimento supersulfatado: influência da cura

With the exception of water, concrete is the most consumed material in the world in terms of mass. An annual increase of 50% in the production of Portland cement (PC) is expected by 2050. Considering that the production of one ton of Portland cement emits an almost equivalent amount of carbon dioxid...

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Autor principal: Pinto, Leticia Poggere
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26121
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spelling riut-1-261212021-10-08T06:05:51Z Investigação da instabilidade da etringita no cimento supersulfatado: influência da cura Investigation of ettringite instability in supersulfated cement: curing influence Pinto, Leticia Poggere Luz, Caroline Angulski da https://orcid.org/0000-0002-8007-1620 http://lattes.cnpq.br/6643847967478272 Luz, Caroline Angulski da https://orcid.org/0000-0002-8007-1620 http://lattes.cnpq.br/6643847967478272 Belancon, Marcos Paulo https://orcid.org/0000-0001-5018-2613 http://lattes.cnpq.br/5440773107691592 Almeida, Vicente Rodrigues de https://orcid.org/0000-0002-5646-9890 http://lattes.cnpq.br/3717005560588498 Concreto de alta resistência Cimento - Composição Agregados (Materiais de construção) Resistência de materiais High strength concrete Cement - Composition Aggregates (Building materials) Strength of materials CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS BIOQUIMICOS Engenharia/Tecnologia/Gestão With the exception of water, concrete is the most consumed material in the world in terms of mass. An annual increase of 50% in the production of Portland cement (PC) is expected by 2050. Considering that the production of one ton of Portland cement emits an almost equivalent amount of carbon dioxide (CO2), the search for sustainable materials has renewed interest in the supersulfated cement (SSC), since it is constituted by blast furnace slag (up to 90%), calcium sulphate (10-20%) and a low amount of alkaline activator (up to 5%). However, despite presenting advantages such as reduced environmental impacts caused by exploration and heating of its raw materials, good durability in chemically aggressive environments and low heat of hydration, research is still needed regarding its long-term physical and chemical characteristics. It is known that its main hydration products are ettringite (Aft) and hydrated calcium silicate (C–S–H). Ettringite is responsible for conferring resistance to CSS at early ages and matters regarding its instability throughout the curing process are little explored in the literature. Thus, this study aimed to investigate the influence of CSS's curing process on its formation. For this purpose, CSS pastes were produced, which were subjected to four different curing processes. The hydration process was followed by pH measurements, mechanical resistance tests, X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetry (TG/DTG), from 7 to 92 days. The best mechanical strength results were obtained at 58 days for all systems evaluated, with a considerable drop in strength at 92 days. The hydration products were unstable at 58 and 92 days in all the curing processes investigated, with formation of hemihydrate at the expense of ettringite. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Com exceção da água, o concreto é o material mais consumido no mundo em termos de massa. Espera-se um aumento anual de 50% na produção de cimento Portland (CP) até 2050. Considerando que a produção de uma tonelada de cimento Portland emite quantidade quase equivalente de dióxido de carbono (CO2), a busca por materiais sustentáveis renovou o interesse pelo cimento supersulfatado (CSS), uma vez que este é constituído por escória de alto-forno (até 90%), sulfato de cálcio (10-20%) e uma baixa quantidade de ativador alcalino (até 5%). Entretanto, apesar de apresentar vantagens como redução dos impactos ambientais causados pela exploração e aquecimento de suas matérias-primas, boa durabilidade em ambientes quimicamente agressivos e baixo calor de hidratação, ainda se fazem necessárias pesquisas a respeito da estabilidade de suas características físico-químicas em períodos prolongados. É sabido que seus principais produtos de hidratação são a etringita (Aft) e o silicato de cálcio hidratado (C–S–H). A etringita é responsável por conferir resistência ao CSS em idades iniciais e questões acerca da sua instabilidade ao longo do processo de cura são pouco exploradas na literatura. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo investigar a influência do processo de cura do CSS em sua formação. Para tanto, foram produzidas pastas de CSS, as quais foram sujeitas a quatro processos distintos de cura. O processo de hidratação foi acompanhado por potenciometria (pH), ensaios de resistência mecânica, difratometria de raios-X (DRX) e termogravimetria (TG/DTG), dos 7 aos 92 dias. Os melhores resultados de resistência mecânica foram obtidos aos 58 dias para todos os sistemas avaliados, com queda de resistência considerável aos 92 dias. Os produtos de hidratação se mostraram instáveis aos 58 e 92 dias em todos os processos de cura investigados, havendo formação de sulfato de cálcio hemihidratado em detrimento da etringita. 2021-10-07T13:44:06Z 2021-10-07T13:44:06Z 2021-07-30 masterThesis PINTO, Leticia Poggere. Investigação da instabilidade da etringita no cimento supersulfatado: influência da cura. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26121 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Brasil Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos UTFPR
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Pinto, Leticia Poggere
Investigação da instabilidade da etringita no cimento supersulfatado: influência da cura
description With the exception of water, concrete is the most consumed material in the world in terms of mass. An annual increase of 50% in the production of Portland cement (PC) is expected by 2050. Considering that the production of one ton of Portland cement emits an almost equivalent amount of carbon dioxide (CO2), the search for sustainable materials has renewed interest in the supersulfated cement (SSC), since it is constituted by blast furnace slag (up to 90%), calcium sulphate (10-20%) and a low amount of alkaline activator (up to 5%). However, despite presenting advantages such as reduced environmental impacts caused by exploration and heating of its raw materials, good durability in chemically aggressive environments and low heat of hydration, research is still needed regarding its long-term physical and chemical characteristics. It is known that its main hydration products are ettringite (Aft) and hydrated calcium silicate (C–S–H). Ettringite is responsible for conferring resistance to CSS at early ages and matters regarding its instability throughout the curing process are little explored in the literature. Thus, this study aimed to investigate the influence of CSS's curing process on its formation. For this purpose, CSS pastes were produced, which were subjected to four different curing processes. The hydration process was followed by pH measurements, mechanical resistance tests, X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetry (TG/DTG), from 7 to 92 days. The best mechanical strength results were obtained at 58 days for all systems evaluated, with a considerable drop in strength at 92 days. The hydration products were unstable at 58 and 92 days in all the curing processes investigated, with formation of hemihydrate at the expense of ettringite.
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citation PINTO, Leticia Poggere. Investigação da instabilidade da etringita no cimento supersulfatado: influência da cura. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021.
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