Resumo Este trabalho foi realizado para avaliar o fenômeno de endurecimento de pastas formuladas com cimentos Portland compostos: calcário (CPIIF), escória granulada de alto forno (CPIIE) ou pozolana (CPIIZ). Ensaio Vicat, calorimetria de condução isotérmica e reometria oscilatória foram os métodos utilizados para monitorar tal transição. Os resultados do ensaio Vicat indicaram menor tempo de pega na composição com o cimento de pozolana, mas nenhuma informação anterior a esse tempo foi obtida. Usando calorimetria isotérmica foi possível monitorar as alterações relacionadas às reações químicas desde o primeiro contato com a água, e aplicando os conceitos de reometria, obteve-se informações sobre a taxa e força de aglomeração de partículas dos cimentos. O objetivo principal não foi explicar extensivamente os resultados destes três métodos, mas mostrar que são complementares para compreender melhor a transição do comportamento fluido para sólido em função de diferentes tipos de adição mineral. Os resultados obtidos para estes três ligantes, com diferentes SCMs, mostraram que seu desempenho é bastante diferente do ponto de vista da hidratação inicial, e consequentemente, pode ser questionado se podem ser considerados intercambiáveis em misturas de concreto ou argamassas com a mesma finalidade.

Abstract This work was conducted to evaluate the hardening phenomenon of pastes formulated with Portland cements blended with limestone filler (CPIIF), ground blast furnace slag (CPIIE) or pozzolan (CPIIZ). Vicat test, isothermal conduction calorimetry and oscillatory rheometry were the methods used to monitor this transition. The results of Vicat test indicates the faster setting time of pozzolan cement, but no information before this time was obtained. Using isothermal calorimetry was possible to monitor the related changes to the chemical reactions since the first contact with water, and using rheometry, the rate and force of cement particles agglomeration. The main purpose of this work was not extensively explain the results of these three methods, but show that they are complementary to better explain the transition from fluid-to-solid behavior in function of different kind of mineral addition.

Resumo A substituição parcial de cimento Portland por resíduo de bauxita (RB) resulta em produtos com, no mínimo, propriedades similares às dos produtos fabricados com o ligante puro. No entanto, as interações físico-químicas entre os diferentes tipos de cimento e o RB durante a reação de hidratação ainda é pouco explorada em literatura. A elevada quantidade de sódio e a presença de Al2O3, SiO2 e Fe2O3 são fatores que afetam a formação dos produtos hidratados e dependem do tipo de cimento utilizado na mistura. Sendo assim, este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o impacto da presença do resíduo de bauxita em associação ao cimento Portland simples nas primeiras idades de hidratação. Calorimetria de condução isotérmica, difração de raios X, análise termogravimétrica e espectroscopia de infravermelho foram as técnicas escolhidas para o monitoramento. Os resultados ilustraram que a presença do resíduo coletado na planta da Alcoa (Poços de Caldas) aumenta o tempo de indução, o consumo de portlandita, e as quantidades de etringita e monossulfoaluminato formadas. Ao mesmo tempo, houve formação de silicoaluminato de sódio e bicarbonato de sódio, devido às reações com silicatos, aluminatos e com o carbonato do cimento.

Abstract The partial substitution of Portland cement by bauxite residue (BR) results in products with, at least, properties similar of products with pure binder. However, the physicochemical interactions between Portland cement and BR during the chemical hydration reaction is still poorly explored in literature. The high amount of sodium and presence of Al2O3, SiO2 and Fe2O3 are factors that affect the formation of hydrated products and depends on the type of Portland cement used. The main purpose of this work was to evaluate the impact of use bauxite residue in substitution of part of cement on the early age of hydration. Isothermal conduction calorimetry, X-ray diffraction, thermogravimetry and FTIR were the methods to this monitoring. The results show that the presence of BR, from Alcoa (Poços de Caldas, Brazil), increases the induction period, the portlandite consumption and the amount of ettringite and monosulfoaluminate produced. At the same time, there are the formation of sodium silicoaluminate hydrate and sodium bicarbonate, due to the reactions with silicates, aluminates and with carbonate from cement.

Neste trabalho, são discutidos os métodos indiretos e método de Chapelle direto aplicados para a determinação da reatividade de materiais pozolânicos. O método Chapelle baseia-se na reação química cal-pozolana e quantifica a reatividade pozolânica de materiais destinados à aplicação pela indústria de cimento. A determinação do consumo de cal pela pozolana que ocorre por meio desta reação química pode ser feita empregando-se as proporções em massa cal: pozolana 1:1, como proposto originalmente por Chapelle, ou 2:1, conforme especificado nas normas técnicas brasileira e francesa. São apresentados os resultados comparativos com as duas proporções cal-pozolana para cinza de bagaço de cana-de-açúcar, cinza de casca de arroz, sílica ativa, cinza volante e metacaulim, comumente estudados em nosso país. Os cálculos estatísticos indicaram para alguns materiais com características semelhantes aos da cinza de casca de arroz (CCA), cinza volante (CV) e metacaulim (MC), pesquisados em questão, que os ensaios realizados com apenas 1 g de CaO podem estar subestimando os valores obtidos de CaO consumidos por grama de material pozolânico. As normas brasileira e francesa foram discutidas com base nos resultados de ensaios Chapelle e enfatizou-se a quantificação do consumo de cal, em massa, pela fase amorfa destes materiais, que pode ser determinada pela análise de difração de raios-X por meio do método de refinamento de Rietveld.

In this work, comments are made about indirect methods and direct Chapelle's method applied to the determination of the reactivity of pozzolanic materials. The Chapelle's method is based on the lime-pozzolan reaction and quantifies the pozzolanic reactivity of any material intended to be applied by the cement industry. This lime consumption determination by the pozzolan through this reaction can be made with mass proportions - lime:pozzolan 1:1, as originally proposed by Chapelle or 2:1, as specified in Brazilian and French Standards. Comparative results with both proportions are presented for sugar cane bagasse ash, rice rusk ash, silica fume, fly ash, and metakaolin, commonly studied in our country. Statistical calculations showed that for some materials of similar characteristics to the researched RHA, FA e MK at issue, essays carried out with only 1g of CaO may be underestimating the amounts of CaO consumed per gram of pozzolanic material that can be obtained. Comments were made about the Brazilian and French Standards based on this method and emphasized the expression of lime consumption per mass of the amorphous phase of these materials, as determined by X ray diffraction analysis with the Rietveld refinement method.

A reologia estuda a deformação e o escoamento da matéria buscando descrever as deformações dos materiais dependentes do tempo, quando os mesmos são expostos a ações mecânicas. O presente trabalho propõe o entendimento do comportamento no estado fresco de argamassas colantes, com base na caracterização reológica de diferentes composições comerciais, a partir do ensaio "Squeeze Flow". Neste ensaio, o escoamento do material decorre da aplicação de uma carga de compressão sobre a amostra no estado fresco, a qual ocasiona deslocamentos no seu interior, devido a esforços de cisalhamento radiais originados durante o fluxo. Foi realizada ainda a caracterização física das argamassas e a viscosidade da fração passante na peneira da fração passante na peneira de abertura 0,075 mm, com o objetivo de embasar a análise dos resultados obtidos com o Squeeze Flow. Observou-se que as argamassas estudadas apresentam diferenças de comportamento reológico, decorrente provavelmente, de ação sinérgica de alguns parâmetros da composição, com destaque para a distribuição granulométrica e morfologia das partículas.

Rheology studies the deformation and flow of matter and seeks to describe the deformations of material depending on the time they are exposed to mechanical actions. This paper proposes to understand the behavior of fresh mortar adhesives in Squeeze Flow tests based on rheological characterization of different commercial compositions. In the tests, flow of material results from the application of a compressive load on the sample in the fresh state which causes displacement due to stresses generated during radial shear flow. We performed further physical characterizations of mortars and viscosity on material passing the through a sieve with a 0.075 mm sieve opening with the objective of basing the analysis of the results obtained from Squeeze Flow tests. It was observed that the mortars studied showed differences in rheological behavior, probably resulting from synergistic action of some of the composition parameters, especially the particle size distribution and particle morphology.