Resumo O graute é um material normalmente aplicado para melhorar as propriedades mecânicas da alvenaria estrutural. Assim, a demanda pela utilização do grautes vem crescendo paralelamente à demanda por alvenaria estrutural. Sem diretrizes específicas para dosagem, esses produtos geralmente são preparados no local com base nos mesmos conceitos para preparo de concretos comuns. Várias propriedades do graute ainda precisam ser investigadas e compreendidas como ineficiência dos parâmetros de dosagem, resultando na produção de grautes não ecoeficientes. Desta forma, existe uma demanda por estudos técnico-científicos que auxiliem no desenvolvimento de diretrizes para dosagens de grautes. Este trabalho avalia as propriedades reológicas e do endurecidas de composições de grautes que simulam condições de campo para mostrar a inadequação do método de dosagem, demonstrando uma maneira de entender essa lacuna na tecnologia. A pesquisa investiga como as mudanças na relação água/cimento, para aumentar trabalhabilidade, afetariam as propriedades de estado fresco e endurecido de grautes para alvenaria estrutural. A mistura dos grautes foi realizada em um reômetro que permitiu determinar o comportamento e os parâmetros reológicos durante a mistura e em diferentes condições de cisalhamento. A resistência à compressão, a porosidade e a permeabilidade ao ar foram as propriedades avaliadas no estado endurecido. Os resultados mostraram que composições com maior teor de cimento não necessariamente refletiram propriedades mecânicas melhores, uma vez que não houve alterações estatística, pois outras variáveis também foram alteradas. Os resultados da pesquisa sugerem que o método de projeto usado em obra pode não ser apropriado o que pode resultar no desperdício de materiais cimentícios e composições não ecoeficientes. estrutural Assim dosagem comuns ecoeficientes forma técnicocientíficos técnico científicos tecnologia águacimento água água/cimento trabalhabilidade cisalhamento compressão melhores estatística alteradas

Abstract Grout is a material usually applied to enhance the mechanical properties of structural masonry. As such, the demand for grout has been growing parallel to the demand for structural masonry. Without guidelines for grout mixing design, these products are often prepared on-site based on the same concepts used for preparing ordinary Portland cement-based concretes. Several grout properties still need to be investigated and understood due to this mixing-design approach, and consequently, the production of ecoefficient grouts is a secondary priority. Due to these obstacles, there is a demand for technical-scientific studies to aid with developing grout design guidelines. This work evaluates the rheological and hardened properties of grout compositions that simulate in-field conditions to show the inadequacy of the mixing design method and a way to understand this lack in the technology. The research investigates how the changes in the water-to-cement ratio, to increase the strength, would affect the fresh and hardened state properties of grouts for structural masonry. The grout’s mixing was done in a rheometer which made it possible to determine the rheological behaviour and parameters during mixing and under different shear conditions. Compressive strength, porosity, and air-permeability were evaluated in the hardened state. The results showed that compositions with more cement content does not necessarily reflect enhanced mechanical properties since the differences were not statistically significant, because other variables were also changed. The research findings suggest that the design method used in practice may not be appropriate and potentially result in the waste of cementitious materials and no-eco-friendly compositions. masonry such onsite site cementbased concretes mixingdesign approach consequently priority obstacles technicalscientific technical scientific infield field technology watertocement water ratio strength s porosity airpermeability air permeability significant changed noecofriendly no eco friendly

Resumo A utilização de cimento pré-hidratado na formulação de argamassas e concretos é comum, pois nem sempre há um controle efetivo na produção do cimento, moagem, transporte e posterior armazenamento. Este trabalho apresenta um estudo de caso sobre a otimização de aditivo para uso com cimento pré-hidratado, avaliando as mudanças nas propriedades reológicas do cimento Portland pré-hidratado artificialmente. O cimento foi pré-hidratado artificialmente por exposição à umidade relativa (URs) de 90%, em ambiente de solução saturada de NH4Cl. Adicionalmente, as pastas de cimento foram avaliadas com e sem superplastificante. O teste de fluxo escalonado usando uma geometria de placas paralelas foi o método escolhido para avaliar o comportamento reológico, viscosidade aparente, tensão de escoamento e área de histerese de cada pasta em idade precoce. A reometria oscilatória foi realizada para avaliar o módulo de armazenamento (G'), comparando a consolidação com a cinética de hidratação obtida pela avaliação calorimétrica das mesmas suspensões. Os resultados iniciais do reômetro indicam que a amostra pré-hidratada apresenta menor nível de tensão de cisalhamento do que a amostra de referência, devido à maior reatividade da amostra não pré-hidratada.

Abstract The use of pre-hydrated cement in formulation of mortar and concrete is common because there is not always effective control on the cement production, grinding, transportation and subsequent storage. This paper presents a case study on the optimization of admixture for use with prehydrated cement by assessing changes in the rheological properties of Portland cement artificially pre-hydrated. The cement was artificially pre-hydrated by exposure to relative humidity (RHs) of 90%, in an environment of NH4Cl saturated solution. Additionally, the cement pastes were evaluated with and without superplasticizer. Stepped flow test using a parallel-plate geometry was the method choose to evaluate the rheological behavior, apparent viscosity, yield stress and hysteresis area of each paste at the early age. Oscillatory rheometry was conducted to evaluate the storage modulus (G’), comparing the consolidation with the hydration kinetics obtained by calorimetric evaluation of the same suspensions. Initial rheometer results indicate that the pre-hydrated sample presents lower level of shear stress than the reference sample, because of the higher reactivity of the non-pre-hydrated sample.

Resumo A adição do TiO 2 em argamassas de revestimento é realizada para promover a autolimpeza por meio da atividade fotocatalítica. Contudo, a adição influencia a trabalhabilidade da argamassa e, consequentemente, a etapa de aplicação, visto que o TiO 2 utilizado pode apresentar grandes quantidades de partículas finas e elevada área superficial, aumentando a demanda por água de amassamento, necessitando de ajustes de consistência antes da execução do revestimento. Neste trabalho, três argamassas (duas com adição de diferentes tipos de TiO 2 e uma de referência) foram desenvolvidas em escala laboratorial com a finalidade de manter similar trabalhabilidade, utilizando-se o ensaio flow table. Assim, alterou-se a quantidade de água de amassamento para manter um espalhamento de 220±10 mm, e o teor de ar incorporado foi mantido constante, em torno de 25%. As argamassas foram avaliadas utilizando-se o método squeeze flow. Na sequência, foi realizado um teste cego para avaliação da sensibilidade do pedreiro durante o manuseio e aplicação do revestimento, e todas as argamassas foram consideradas similares. Porém, o rendimento das composições com adição TiO 2 foi menor comparado a composição de referência, sendo possível explicar os resultados com base nos parâmetros físicos das formulações e com uma análise mais aprofundada dos índices reológicos obtidos pelo ensaio squeeze flow.

Abstract Adding TiO2 tocoating mortars is carried out to promote self-cleaning through photocatalytic activity. However, this addition influences the workability of the mortar and, consequently, the application stage as the TiO2 used can present a large number of fine particles and a high surface area, increasing the demand for mixing water, requiring consistency adjustments before coating. In this work, three mortars (two with the addition of different types of TiO2 and one reference) were developed on a laboratory scale to maintain similar workability, using the flow table test. The amount of kneading water was changed to maintain a spread of 220 ± 10 mm and the content of air-entrained was kept constant, around 25%. The mortars were evaluated using the squeeze flow method. Then, a blind test was performed to assess the mason sensitivity during handling and application of the coating, and all mortars were considered similar. However, the yield of the compositions with TiO2 addition was lower compared to the reference composition, making it possible to explain the results based on the physical parameters of the formulations and with a more in-depth analysis of the rheological indices obtained by the squeeze flow test.

Resumo O resíduo de bauxita (BR), um subproduto da produção de alumina e alumínio, apresenta alto teor de alumínio, silício e ferro proveniente da bauxita, e sódio da digestão do minério durante o processo Bayer. Esse resíduo ainda está sendo descartado nos lagos de lama, causando alguns problemas ambientais. Assim, a busca por uma aplicação em larga escala tem ganhado cada vez mais atenção. Estudos relatados na literatura apontam que uma das aplicações mais promissoras está associada ao cimento Portland, o que também pode ajudar a reduzir o impacto ambiental causado pelas emissões de CO2 durante a produção do ligante hidráulico. Neste trabalho, uma avaliação combinada de reometria oscilatória e calorimetria isotérmica foi realizada para o monitoramento do estágio de endurecimento de composições de cimento Portland (PC) misturadas com BR geradas em diferentes locais no Brasil. O ensaio de varredura no tempo foi aplicado para monitorar o ganho de consistência das suspensões ao longo do tempo, permitindo avaliar os parâmetros físicos da consolidação, enquanto as mudanças na reação de hidratação mostraram as diferenças consideráveis realacionadas com a contribuição química. Como conclusão, ficou claro o impacto de cada BR, principalmente devido aos aspectos relacionados aos aluminatos, silicatos e sódio solúveis, que em associação com os íons solúveis do PC, afetaram a reação química e as forças de aglomeração/floculação das partículas.

Abstract Bauxite residue (BR), a by-product of alumina and aluminum production, consists of high aluminum, silica, and iron content, and sodium from the bauxite ore digestion during the Bayer process. This waste is still being disposal into the lakes of mud, causing some environmental problems. So, the search for its application has gained interest. Studies reported in literature point out that one of the most promising applications is in association with Portland cement, which can also help to reduce the environmental impact caused by the CO2-emissions in its production. In this work, a combined evaluation of oscillatory rheometry and isothermal calorimetry was performed for the monitoring of the hardening stage of Portland cement (PC) compositions blended with BR generated in different sites in Brazil. The time-sweep test was applied to obtain the consistency gain of suspensions over-time, allowing us to understand the physical parameters of consolidation, while the changes in the hydration reaction showed considerable differences in the chemical contribution. As a conclusion, it was clear the impact of each BR, mainly due to the aspects related to soluble aluminates, silicates, and sodium, which in association with the soluble ions from PC, affected the chemical reaction and agglomeration/flocculation forces of particles.

Resumo Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o impacto do tipo de substrato e do tratamento da superfície na resistência de aderência e na permeabilidade de argamassa de revestimento. Para tanto, uma mesma argamassa foi aplicada sobre blocos cerâmico e de concreto, e substrato-padrão de concreto, nos quais foram realizados tratamentos superficiais com hidrofugante e silicone para alterar os níveis de absorção de água sem mudar a rugosidade superficial. Todas as condições de mistura, aplicação e cura foram mantidas constantes e os resultados indicaram que há considerável diferença no espalhamento e no tempo em aberto das argamassas em função do tipo de substrato ou tratamento superficial; não houve diferença estatística nos resultados de resistência de aderência ou permeabilidade das argamassas aplicadas sobre os blocos cerâmico e de concreto, independente do tratamento da superfície, porém os valores foram menores do que para as argamassas aplicadas sobre o substrato-padrão de concreto; e apesar de o coeficiente de absorção de água dos substratos influenciar diretamente os parâmetros avaliados, para cada tipo de substrato foi observada uma tendência, indicando que a absorção é importante, porém não é a variável de maior interferência na aderência argamassa-substrato.

Abstract The main purpose of this study was to evaluate the impact of the substrate type and water absorption on the properties of rendering mortars. A mortar was applied on ceramic and concrete blocks and on standard concrete substrate, which received superficial treatments with water repellent and silicon. This strategy was used to alter the water absorption without changing the roughness. The mixture, application, and cure of the mortars were kept constant, and the results indicated that there are considerable differences in the spreading and open-time of mortars depending on the surface treatment and substrate type; there were no statistical differences in the adhesion or permeability of mortars applied on the ceramic and concrete blocks, regardless of surface treatment, but the values were much lower than those observed on the standard concrete substrate; and even with a direct influence of the coefficient of water absorption on adhesion and permeability, a different tendency was observed for each kind of substrate, indicating that, while absorption is important, it is not the main variable influencing the performance of coatings.

Resumo A redução do consumo de ligante em composições de concretos e argamassas juntamente com a utilização de materiais cimentícios suplementares (SCM) são alternativas que propiciam a redução do impacto ambiental no setor construtivo, o que possibilita a diminuição de custos e potencializa as características dos materiais cimentícios. A geração de lama vermelha (LV) pela indústria do alumínio, pelo processo Bayer, resulta em um passivo ambiental que muito tem a contribuir com esse propósito. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o impacto da utilização de diferentes teores de LV em associação com cimento Portland nas propriedades de ladrilhos hidráulicos. Foram avaliados os efeitos na cor, porosidade, absorção de água, resistência à abrasão e à flexão, e permeabilidade ao ar. Os resultados indicaram impacto significativo quanto à permeabilidade ao ar e à cor das peças, não sendo observados impactos estatisticamente significativos nas demais propriedades avaliadas.

Abstract The reduction of binder consumption in mortar and concrete compositions and the use of supplementary cementitious materials are alternatives that produce lower environmental impact, allowing cost reductions and enhancing the characteristics of cementitious materials. At the same time, the aluminum industry, through the Bayer process, generates a large amount of red mud, causing another kind of environmental impact. The main purpose of this project was to evaluate the impact of using different contents of red mud in association with different kinds of Portland cement in the composition of hydraulic tiles. The hardened properties were monitored by colorimetry, porosity by Archimedes immersion method, water absorption by capillarity, resistance to abrasion, flexure strength and air-permeability. The results indicate that the use of red mud had a significant impact on air-permeability, by reducing it, as well as on the colour of the tiles, however, no statistically significant impact was observed on the other properties evaluated.

Resumo A utilização de incorporadores de ar em argamassas de revestimento é comum no setor construtivo e estudada há muitos anos, seja na academia ou em centros privados de pesquisa. Por isso, uma gama muito ampla de informações obtidas com os inúmeros estudos são reportadas em literatura, na maioria dos casos ilustrando os efeitos da incorporação de ar, trabalhabilidade, espalhamento, módulo de elasticidade, aumento da permeabilidade ao ar, etc. No entanto, poucas informações são obtidas com relação às causas que resultam em tais efeitos, o que pode ser considerada a fonte das incertezas e empirismo durante o processo de desenvolvimento de tais composições cimentícias. Assim, neste trabalho é apresentada uma revisão sobre as variáveis que influenciam na incorporação de ar nos sistemas cimentícios, que aponta para o impacto da utilização do aditivo na água em presença de cimento (pasta) e na argamassa como um todo.

Abstract The use of air-entraining agents in rendering mortars has been studied for many years both at universities and private research centers. Hence, there is a wealth of information on this theme in the literature, mainly describing the EFFECTS of air-incorporation on workability, spreading, modulus of elasticity, air permeability increase, etc. However, very little information is available on the air-incorporation CAUSES which result in such effects, which may be considered the source of uncertainties and empiricism in the process of development of cementitious compositions. This study presents a review of the variables that may influence air-incorporation in cementitious systems, pointing to the impact of using air-entraining agent in water in the presence of cement particles (paste) and in the mortar.

Resumo A redução do consumo de cimento na composição de argamassas de revestimento é uma alternativa para a diminuição do impacto ambiental provocado na cadeia de produção do ligante. A utilização de materiais cimentícios suplementares (supplementary cementitious materials - SCM) e a dosagem com base nos conceitos de empacotamento e mobilidade de partículas são estratégias que podem resultar nas propriedades projetadas tanto no estado fresco quanto endurecido. O objetivo deste trabalho foi ilustrar a influência da alteração no consumo de ligante nas propriedades no estado fresco e endurecido de argamassas de revestimento mantendo-se constante a distribuição de tamanho de partículas, o que resultou em porosidade de empacotamento com insignificante variação. O consumo de cimento variou de 8% a 16% em massa, com adição de filler calcário como SCM, sendo que a consistência foi a mesma devido à alteração dos teores de água nas argamassas. Os resultados indicaram que a redução no consumo de cimento afeta negativamente as propriedades no estado endurecido, mas ainda assim atendem às exigências estabelecidas para esse tipo de revestimento.

Abstract The reduction of cement consumption in rendering mortar composition is an alternative to reduce the environmental impact in the binder production chain. The use of supplementary cementitious materials (SCM) and the dosage based on the concepts of particle packing and mobility are strategies that can result in designed properties both fresh as hardened state. The objective of this study was to illustrate the influence of the change in binder consumption in the properties of formulated rendering mortars keeping constant the particle size distribution, resulting in negligible variation in packing porosity. The cement consumption was ranged from 8 to 16% by mass, with the addition of limestone filler as SCM, with the consistency has being the same due to the alteration of the water content of the mortars. The results indicated that the reduction in cement consumption adversely affect the properties of the mortar in the hardened state, but still quite comply with the requirements for this type of rendering.

Resumo Squeeze flow é uma das principais técnicas para analisar o comportamento reológico de argamassas. Esses materiais podem ser considerados como suspensões concentradas, reativas e heterogêneas com grande extensão granulométrica, nas quais o comportamento reológico é influenciado pelas quantidades e características de seus constituintes. Para avaliar alguns fenômenos de maneira mais detalhada, é interessante reduzir os fatores que influenciam o fluxo. Assim, este trabalho avalia o comportamento reológico de suspensões concentradas de esferas macroscópicas de vidro em fluidos newtonianos de diferentes viscosidades (silicones: 100, 1.000 e 10.000 cSt) e visa analisar a interação entre as fases líquida e sólida e a ocorrência de segregação. As suspensões com 60% e 70% em volume de sólidos foram submetidas a ensaios de squeeze flow com diferentes velocidades. O aumento da quantidade de fluido altera os principais fenômenos relacionados ao fluxo: com baixo volume de líquido o atrito entre as partículas, a capacidade de lubrificação do fluido e a coesão decorrente da formação de meniscos são predominantes na suspensão, enquanto em suspensões com volume de líquido suficiente para afastar as partículas a viscosidade do fluido, a força de arraste e a permeabilidade do sistema granular influenciam no comportamento reológico e na ocorrência de separação de fases.

Abstract Squeeze flow is one of the main techniques used to evaluate the rheological behaviour of mortars. This type of material can be considered as a reactive, heterogeneous and concentrated suspension with a wide range of particle sizes, and its rheological behaviour is influenced by the quantity and characteristics of its constituents. In order to evaluate some phenomena in detail, it is interesting to reduce the factors that influence the flow of the material. Thus, this paper assesses the rheological behaviour of concentrated suspensions of macroscopic glass spheres in Newtonian fluids with different viscosities (silicone oils: 100, 1000 e 10000 cSt) aiming to analyse liquid and solid interactions as well as the occurrence of phase separation. Suspensions with 60% and 70%vol of spheres were subjected to squeeze flow tests at different displacement rates (0.01, 0.1 and 1.0 mm/s). The increase in liquid content changed the main phenomena governing the flow: (i) at low liquid volume, friction between particles, liquid lubrication capacity and cohesion generated by meniscus formation have a major effect; while (ii) in suspensions with liquid content enough to separate the particles, the fluid viscosity, drag force and permeability of the granular system determine the rheological behaviour of the suspension and the occurrence of phase separation.

RESUMO Grandes quantidades de materiais finos (na forma de pó) são coletados e armazenados nas pedreiras, constituindo um sério problema ambiental, pela falta de destinação específica para esse resíduo. No entanto, esses materiais poderiam ser utilizados como um fíler em concreto autoadensável (CAA), o qual necessita de um grande volume de finos na sua constituição. Desta forma, neste trabalho, foram investigados os efeitos do fíler calcário (empregado como referência), fíler diabásico e gnáissico, nas propriedades de CAAs. A influência da mineralogia, forma e tamanho das partículas foram avaliadas por meio de ensaios no estado fresco (monopontos e reométricos) e ensaios no estado endurecido de CAAs. Os resultados mostraram que concretos contendo fíler gnáissico ou diabásico podem apresentar propriedades reológicas similares aos concretos contendo fíler calcário, quando apresentam distribuição granulométrica e tamanho de partícula similar ao fíler calcário usualmente utilizado (d50 entre 30 e 40 µm). Além disso, CAAs contendo fíler diabásico apresentaram resistência à compressão superior aos concretos dosados com os demais fílers. Diante dos resultados, pode-se concluir que os fílers de diabásio e gnaisse apresentam potencial para serem utilizados como materiais alternativos ao fíler calcário em CAA, embora possam demandar maior quantidade de aditivo superplastificante para atingir propriedades comparáveis no estado fresco.

ABSTRACT Large amounts of powders have been collected in quarries and storage of these by-product dusts is a serious environmental concern. However, these materials may be used as a filler in self-compacting concrete (SCC), which requires a large amount of fines in its composition. Thus, in this paper, the effects of limestone filler, diabase, and gneiss quarry powder on the properties of self-compacting concrete were investigated. The influence of the mineralogy, shape and particle size distribution were evaluated by rheometry, and by fresh and hardened concrete properties. SCC containing gneissic or diabasic powder can show rheological parameters values very similar to those of SCC containing limestone filler when the material has the same particle size to that of an usual limestone filer (d50 between 30 e 40 um). SCC containing diabasic powder showed higher compressive strength than that of SCC containing limestone filler or gneiss powder. It was found that diabasic and gneissic quarry powders could be used successfully for producing SCC, although a higher superplasticizer content was required than that of SCC containing limestone filler.