RESUMO A construção de grandes edifícios tem requerido a execução de blocos de fundação de grandes dimensões, com volumes que chegam a milhares de m3 de concreto. Em geral, estas estruturas são executadas em concretos autoadensáveis e/ou de altas resistências, resultando em elevados consumos de aglomerante. Nesses casos, o emprego de cinza volante em substituição ao cimento Portland é uma alternativa bastante difundida, tanto para a redução do calor de hidratação quanto para a mitigação da formação da etringita tardia. Contudo, os elevados consumos de aglomerante geralmente empregados em tais concretos resultam em altas temperaturas, pondo em dúvida a eficácia desta adição mineral para a redução do calor liberado. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar simultaneamente o efeito da substituição do cimento Portland por cinza volante na elevação adiabática de temperatura e na resistência à compressão de concretos. Para isso, foram produzidos concretos com três classes de resistência à compressão (35, 45 e 55 MPa) e quatro teores de substituição do cimento por cinza volante (0, 15, 30 e 45%). A elevação de temperatura das misturas foi monitorada por um calorímetro adiabático, durante 72 horas. Aos 28 dias, foram determinadas as resistências à compressão de corpos de prova curados no regime adiabático e à temperatura ambiente. Ainda, foram confeccionadas pastas de cimento com as mesmas relações água/aglomerante e teores de substituição de cimento dos concretos, sumbetidas à análise termogravimétrica (TGA) aos 28 dias. Os resultados mostraram que, independente da classe de resistência ou do teor de substituição da cinza volante, os coeficientes de elevação adiabática (correspondente à variação de temperatura dividida pelo consumo de aglomerante/m3 de concreto) foram bastante semelhantes. O regime adiabático promoveu uma redução na resistência à compressão aos 28 dias, na ordem de 10% em comparação à cura à temperatura ambiente. Por fim, a atividade pozolânica da cinza volante foi confirmada pela TGA. Diante dos resultados, pode-se concluir que o emprego de cinza volante em grandes massas de concreto com elevados consumos de aglomerante torna-se uma alternativa pouco eficiente para a redução da liberação de calor. Contudo, seu uso é indicado devido aos benefícios na resistência à compressão e na prevenção da formação de etringita tardia.
ABSTRACT The construction of high buildings has required the execution of pile caps that reach thousands of m3 of concrete. In general, these structures are built using self-compacting and/or high compressive strength concretes, resulting in high binder contents. In these cases, the use of fly ash replacing Portland cement is a well-known alternative, both for the reduction of hydration heat and for the mitigation of delayed ettringite formation. However, the high binder contents generally used in such concretes results in high temperatures, creating an uncertainty about the efficacy of this mineral admixture for the reduction of the hydration heat. Thus, the current work aims to evaluate the effect of the replacement of Portland cement by fly ash in the adiabatic elevation of temperature and in the compressive strength of concretes. In this regard, concretes were produced with three classes of compressive strength (35, 45 and 55 MPa) and four cement replacement ratios by fly ash (0, 15, 30 and 45%). The temperature elevation of the concretes was monitored by an adiabatic calorimeter for 72 hours. At 28 days, the compressive strength of specimens cured in the adiabatic condition and at room temperature were determined. Finally, the pozzolanic activity of fly ash was evaluated by thermogravimetric analysis (TGA). It was found that, regardless of the resistance class or the replacement content of fly ash, the adiabatic elevation coefficients (corresponding to the temperature variation divided by the consumption of binder / m3 of concrete) were quite similar. The adiabatic condition promoted a reduction in compressive strength at 28 days, on the order of 10% compared to curing at room temperature. Also, the pozzolanic activity of fly ash was confirmed by TGA. Considering the results, it can be concluded that the use of fly ash in large masses of concrete with high binder contents becomes an inefficient alternative for the reduction of the heat release. However, its use is indicated because of the benefits in compressive strength and prevention of delayed ettringite formation.
