Internal Sulphate Reaction (ISR) as degradation of the cement matrix: behavior of pastes dosed with different amounts of contamination by sulfate
Abstract
The present work, developed in the scope of the R&D Program of ANEEL, project 6491-0301/2013, aims to evaluate how different levels of sulfide contamination interfere with the microstructural and mechanical characteristics of the cement pastes when they are submitted to two exposure conditions: wetting and drying cycle and aerated tank. For an analysis of the deteriorating mechanism, four series of cement pastes, one reference and three contaminated by sulfur, were evaluated by non-fresh tests (consistency and specific mass) and resistance (axial compression and flexural tensile strength, dimensional variation and XRD). At the end of the study period (84 days) it was noted that the auxiliary assays did understand the mechanism but that it would still be at an early stage.
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References
AFNOR. NF P 541: Granulats – Granulats Pour Beton Hydrauliques – Specifications 2Eme Tirage. França, 1994.
American Concrete Institute. Guide to Durable Concrete. Detroit – USA, 1991. (ACI 201).
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5736: Cimento Portland pozolânico. Rio de Janeiro, 1991.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13276: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Preparo da mistura e determinação do Ãndice de consistência. Rio de Janeiro, 2005.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13278: Argamassa para assentamento de paredes e revestimento de paredes e tetos – Determinação da densidade de massa e teor de ar incorporado. Rio de Janeiro, 2005.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13279: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão. Rio de Janeiro, 2005.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7211: Agregados para concreto - Especificação. Rio de Janeiro, 2005.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13583: Cimento Portland – Determinação da variação dimensional de barras de argamassa de cimento Portland expostas à solução de sulfato de Sódio. Rio de Janeiro, 2014.
Araújo, G. S. (2008) “La reacción sulfática de origen interno em presas de hormigón. Propuesta metodológica de análisisâ€. Tesis Doctoral Universitat Politácnica de Catalunya. Departament d´Enginyeria de la Construcción. Barcelona.
Biczok, I. (1972) “Concrete Corrosion and Concrete Protection.†Chemical Publishing Company, Inc., New York.
Casanova, I.; Aguado, A.; Agulló, L. (1997) “Aggregate Expansivity due to sulfite oxidation. Physico-chemical modeling of sulfate attack.†Cement and Concrete Research. Vol 27. Nº 11. p.1627-1632.
Centurione, S. L., Kihara, Y., Battagin, A. F. (2003) “Durabilidade de concreto submetidoa ataques de Ãons sulfatoâ€. Anais do 47º Congresso Brasileiro de Cerâmica. João Pessoa.
Chinchón-Payá, Aguado, A., Chinchón, S. (2012) “A comparative investigation of the degradation of pyrite and pyrrhotite under simulated laboratory conditions.†Engineering Geology 127. pp 75-80.
Czerewko, M. A., Cripps, J. C. (1999) “Sources of sulfur species – Identification and quantification. Thaumasite and other forms of concrete deterioration and protection.†Halifax Hall: University of Sheffield.
Coutinho, J. S. (2001) “Ataque por Sulfatosâ€. Faculdade de Engenharia do Porto (FEUP). Portugal.
Gomides, M. J. (2009) “Investigação de agregados contendo sulfetos e seus efeitos sobre a durabilidade do concreto†Tese de Doutorado Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre.
Hasparik, N. P., Nascimento, J. F. F., Andrade, M. A. S., et al. (2003) “Estudos de laboratório com concretos contendo agregados obtidos a partir de rocha com sulfetosâ€. In: Reunión Técnica de la AATH - Seminario sobre Hormigones Especiales, 15ª, Argentina.
Kantro, D. L. (1980) “Influence of water reducing admixtures on properties of cement pastes - A miniauture slump test.†Cement Concrete Aggregates.
Katsiadramis, N. J., Sotiropoulou, A. B., Pandermarakis, Z. G. (2010) “Rheological and mechanical response modifications for a self-leveling mortar.†14th International Conference on Experimental Mechanics. France.
Khelil, N. et al. (2014) “Development of an accelerated test for Internal sulfate attack study†Université de Toulouse. France.
Oliveira, I. C. (2013) “Análises de dados para a elaboração de diretrizes visando à detecção de sulfetos e sulfatos na composição de CCRâ€. Dissertação mestrado, Universidade Federal do Paraná. Curitiba.
Ouyang, W., Chen, J., Jiang, M. (2014) “Evolution of surface hardness of concrete under sulfate attack.†Construction and Building Materials, Vol. 53, p. 419 – 424.
Pan, Z. et al. (2002) “Hydration products of alkali-activated slag-red mud cementitious material.†Cement and concrete research. Volume 32, pp. 357-362.
Pereira, E., Bragança, M. O. G. P., Oliveira, I. C, Godke, B., Portella, K.F. (2014) “Ataque interno por sulfatos em estruturas de concreto contaminadas por pirita: Uma revisão da literaturaâ€. 1º Congresso Brasileiro de Patologias das Construções. Foz do Iguaçu, Paraná.
Pereira, E. (2015) “Investigação e monitoramento do ataque por sulfatos de origem interna em concretos nas primeiras idadesâ€. Tese de Doutorado apresentada a Universidade Federal do Paraná. Curitiba.
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