Nome do Projeto
AUTOCICATRIZAÇÃO DE FISSURAS EM MATRIZES CIMENTÍCIAS
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
10/10/2023 - 31/12/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
Os materiais cimentícios apresentam capacidade de se autorreparar, este fenômeno é definido como autocicatrização, e pode ser classificado em autógena e autônoma. É possível obter melhorias com o uso de aditivos químicos combinados com alto teor de finos, podendo ser as adições minerais, fílers ou até mesmo a substituição de cimento puros por cimentos compostos - adições minerais. Sabe-se que o fenômeno de autocicatrização de fissuras em materiais cimentícios sofre influência pela composição e características do concreto, da água e tamanho das fissuras. Outros fatores também acabam influência a capacidade do material, tais como: a relação água/aglomerante e a idade de abertura de fissuras (aparecimento das fissuras). A região sul do Estado, é responsável por gerar grande parte dos resíduos de casca de arroz produzidos no país. Buscar alternativas para utilização destes materiais é uma forma de contribuir para a sustentabilidade e atenuar problemas de destinação dos resíduos. O presente projeto tem por objetivo avaliar a autocicatrização de concretos produzidos com e sem a adição do resíduo de cinza casca de arroz.

Objetivo Geral

O objetivo deste trabalho é avaliar a autocicatrização de concretos produzidos com e sem a adição do resíduo de cinza de casca de arroz.

Justificativa

As fissuras são porta de entrada para diferentes tipos de agentes agressivos, desta forma encontrar maneiras de vedar as fissuras formadas ao longo do tempo nos materiais cimentícios é uma forma de contribuir para um aumento em sua vida útil. O concreto apresenta características que possibilitam sua autoreparação ao longo do tempo, este fenômeno é conhecido como autocicatrização. Buscar maneiras de contribuir para que esta reparação ocorra naturalmente é uma forma de minimizar custos na construção civil.
Atualmente há uma série de novos materiais e tecnologias que podem auxiliar no fechamento de fissuras. Dentre as possibilidades para o reestabelecimento da integridade do concreto tem-se o emprego de injeção de resina, opção esta que apresenta alto custo. Contudo, sabe-se que o próprio concreto apresenta características que podem contribuir para o selamento das fissuras. Este fenômeno é conhecido como autocicatrização (Self-healing). A autocicatrização é definida como a capacidade de um material para cicatrizar, recuperar e/ou reparar danos, de forma autônoma, sem que seja necessária qualquer intervenção externa. Logo, é uma combinação de processos químicos e mecânicos, sendo estes: a precipitação de carbonato de cálcio, o bloqueio das fissuras com impurezas da água e partículas soltas de concreto, hidratação tardia dos grãos anidros de cimento e/ou pela formação do C-S-H secundário (WU et al., 2012).
O comitê do RILEM 221 SHC, define autocicatrização como qualquer processo do próprio material envolvendo sua reparação e/ou melhoria de desempenho. Este comitê também estabelece uma classificação mais simplificada quanto aos fenômenos de cicatrização, sendo eles, a cicatrização autógena e a cicatrização autônoma (ROOJI et al., 2013).
A cicatrização autógena consiste em um processo natural, no qual a fissura é preenchida e/ou selada sem auxílio de nenhuma ação externa, apenas com componentes intrínsecos do concreto. Desta forma, o processo de autocicatrização será considerado autógeno quando a reparação utilizar apenas os materiais constituintes da matriz cimentícia que foram empregados com outras finalidades no meio.

Metodologia

Para se alcançar os objetivos propostos neste projeto, foi desenvolvido um programa experimental que possibilitasse a análise do comportamento do concreto fissurado com resíduo de cinza de casca de arroz quanto à autocicatrização. Este programa baseia-se em um planejamento estatístico que permite trabalhar com variáveis controladas, no qual é possível empregar ferramentas de análise da influência de cada variável, permitindo, deste modo, uma maior confiabilidade nos resultados.
O planejamento experimental definitivo, será concluído após o embasamento teórico com a definição das variáveis de resposta e dos fatores controláveis, sendo estas necessárias para alcançar os objetivos propostos pela pesquisa. Mas, inicialmente o projeto está organizado em três fases.
A primeira fase consiste em uma revisão sistemática sobre o tema, avaliando e comparando artigos que tratam sobre o assunto visando compreender melhor o fenômeno da autocicatrização em matrizes cimentícias com o emprego de resíduos, tema até hoje pouco discutido nos trabalhos científicos.
Na segunda fase serão realizados ensaios que envolvem a caracterização química e física dos materiais que serão empregados na pesquisa. Para o cimento pretende-se realizar ensaios de fluorescência de raio-x, difração de raio-x, granulometria à laser, perda ao fogo, tempos de pega (inicio e fim), massa específica e resistência à compressão. Para os agregados, deve-se realizar ensaios de granulometria, massa específica, massa unitária, índice de vazios, absorção de água e material passante na peneira #75μm. Para a caracterização da CCA serão realizados ensaios de de fluorescência de raio-x, difração de raio-x, granulometria à laser, área superficial e massa específica.
Na terceira fase do projeto, pretende-se produzir concretos com a adição de cinza de casca de arroz, em teores que serão definidos após os resultados da segunda etapa. Para avaliar o fenômeno da autocicatrização, os concretos serão fissurados nas idades de 3 e 28 dias, simulando fissuras que ocorrem nas primeiras idades e em idades mais avançadas. Para o controle tecnológico do concreto serão realizados ensaios de caracterização, tais como resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e absorção de água por capilaridade. Também serão realizados ensaios de acompanhamento da autocicatrização/fechamento das fissuras ao longo do tempo, tais como velocidade de propagação de ondas ultrassônicas e microscopia ótica. E finalizando a etapa, será realizada a caracterizados os produtos formados pelos diferentes mecanismos de autocicatrização, através de microscopia eletrônica de varredura e termogravimetria.
A quarta e última fase contempla a análise dos resultados e a sua divulgação, através de artigos científicos submetidos a revistas e a congressos científicos com o objetivo de difundir o tema e os resultados obtidos.

Indicadores, Metas e Resultados

Acredita-se que a incorporação do resíduo de cinza de casca de arroz possa auxiliar na autocicatrização dos concretos, visto que o resíduo apresenta algumas características que podem contribuir para esta resposta.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANGELA AZEVEDO DE AZEVEDO5
CAROLINA BAGER FREIRE
GUILHERME ZITZKE CARDOSO DA SILVA
JULIANA PERALTA FERREIRA
LAURA BITTENCOURT RAMOS
NATALIA DOS SANTOS PETRY7
NIKOLE MACKEDANZ DE CAMPOS LEITE

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