Abstract The ultrasonic wave propagation velocity (UPV) technique enables the evaluation of mechanical properties of concrete, including fiber reinforced concrete (FRC). Therefore, the objective of this study is to verify potential correlations between the mechanical properties of FRC and UPV, based on experimental data selected after a systematic literature review. Additionally, relationships between UPV and compressive strength were assessed using models proposed by researchers. An artificial neural network (ANN) technique was applied to analyze which properties, when associated with UPV, assist in estimating the compressive strength of FRC. It was observed that the literature-proposed models for estimating compressive strength using UPV proved to be ineffective. The ANN model resulted in a determination coefficient of 0.973, an accuracy of 3.18 MPa, utilizing UPV, cement consumption, and the water-to-cement ratio as input data, with three neurons in the hidden layer and one output data (compressive strength). (UPV . (FRC) Therefore review Additionally researchers (ANN literatureproposed ineffective 0973 0 973 0.973 318 3 18 3.1 MPa consumption watertocement water strength. strength) (FRC 097 97 0.97 31 1 3. 09 9 0.9 0.

Resumo A partir da técnica de velocidade de propagação de onda ultrassônica (VPU) é possível avaliar propriedades mecânicas de concretos, incluindo o concreto reforçado com fibras (CRF). Assim, o objetivo deste trabalho é verificar possíveis correlações entre as propriedades mecânicas do CRF e VPU, com base em dados experimentais de publicações selecionados após uma revisão sistemática da literatura. Também foram avaliadas relações entre a VPU e a resistência à compressão a partir de modelos propostos por pesquisadores. Aplicou-se a técnica de rede neural artificial (RNA) para analisar quais propriedades, quando associadas com a VPU, auxiliam na estimativa da resistência à compressão do CRF. Observou-se que os modelos propostos pela literatura para estimar a resistência à compressão por meio da VPU não foram eficazes. O modelo de RNA resultou em um coeficiente de determinação de 0,973, uma acurácia de 3,18 MPa e utilizou como dados de entrada a VPU, o consumo de cimento e a relação a/c, além de três neurônios na camada escondida e um dado de saída (resistência à compressão). (VPU concretos . (CRF) Assim pesquisadores Aplicouse Aplicou se (RNA Observouse Observou eficazes 0973 0 973 0,973 318 3 18 3,1 ac c a/c compressão. compressão) (CRF 097 97 0,97 31 1 3, 09 9 0,9 0,

Abstract After performing localized repairs, it is customary to observe the reappearance of corrosion points in the region adjacent to the repaired area, a situation usually called the incipient anode phenomenon. Although there are several studies have on the subject, there are still controversial aspects regarding its causes, location, and progression over time. To investigate these gaps in knowledge, samples were molded with unrepaired chloride-contaminated substrate and repaired with repair mortar containing 0%, 10%, and 20% binder replacement with rice husk ash (RHA). Then, measurements of the electrochemical variables of density and corrosion potential were carried out, as well as the destructive inspection of part of the samples. After the measurements, an increase in corrosion rates was observed after the repair, in the repair-substrate interface. In the destructive inspection, significant deterioration also was observed in the repair-substrate interface region, as well as inside the substrate. Regarding the effect of replacing the binder with RHA, no relevant reduction in the incipient anode was identified in the mortars with 10% and 20% RHA. On the other hand, a possible reduction in the passivation capacity of mortar with 20% RHA content was noted. repairs area phenomenon subject causes location time knowledge chloridecontaminated chloride contaminated 0 0% 10 20 . (RHA) Then out repairsubstrate hand noted 1 2 (RHA

Resumo Após a realização de reparos localizados, costuma-se observar o ressurgimento de pontos de corrosão na região adjacente à área reparada, situação usualmente denominada ânodo incipiente. Embora tenham sido feitas diversas pesquisas a respeito do tema, ainda restam controversos aspectos em relação às suas causas, localização e progressão no tempo. Com objetivo de investigar essas lacunas no conhecimento, moldaram-se amostras com substrato contaminado por cloretos não reparadas e reparadas com argamassa de reparo contendo substituição de ligante por sílica de casca de arroz (SCA) nos teores de 0%, 10% e 20%. Em seguida, realizaram-se aferições das variáveis eletroquímicas de densidade e potencial de corrosão, bem como a inspeção destrutiva de parte das amostras. Após as aferições, observou-se aumento nas densidades de corrosão após o reparo, na interface substrato-reparo. Na inspeção destrutiva, também foi constatada deterioração significativa na interface reparo-substrato, bem como em algumas regiões no interior do substrato. Em relação ao efeito da substituição de ligante por SCA, não foi identificada redução relevante do ânodo incipiente nas argamassas com 10% e 20% de SCA. Por outro lado, notou-se possível redução da capacidade de passivação da argamassa com teor de 20% de SCA. localizados costumase costuma se reparada tema causas tempo conhecimento moldaramse moldaram SCA (SCA 0 0% 10 20 seguida realizaramse realizaram observouse observou substratoreparo. substratoreparo reparo. substrato-reparo reparosubstrato, reparosubstrato substrato, reparo-substrato lado notouse notou 1 2

Abstract Concrete is a material susceptible to different degradation mechanisms that can lead to the formation of expansive products resulting from external sulfate attack (ESA). In this context, supplementary cementing materials (SCMs), like fly ash, metakaolin, silica fume, and rice husk ash, have effectively suppressed the effects caused by ESA. However, each SCM may present different behavior depending on the exposure conditions, sulfate type, SO 4 2- concentration, etc. Thus, this study presents a multicriteria decision-making analysis of fixed binder content for mortars (1: 3.2 a/agl=0.60) aiming to achieve the best performance against ESA (exposure to Na 2 SO 4 or MgSO 4 ). The criteria selected for the decision-making analysis are the sustainability impact of the mixture, economic performance, and the effect of ESA on the mechanical properties and durability of the mortars. The results indicate that the most suitable composition for aggressive environments containing Na 2 SO 4 was the mortar containing 10% rice husk ash and, for exposure to MgSO 4 , the use of fly ash in the same proportion. . (ESA) context SCMs, SCMs (SCMs) metakaolin fume However conditions type concentration etc Thus decisionmaking decision making 1 (1 32 3 3. a/agl=0.60 aagl060 aagl agl 0 60 ) mixture 10 proportion (ESA (SCMs ( a/agl=0.6 aagl06 6 a/agl=0. aagl0 a/agl=0 a/agl= a/agl

Resumo O concreto é um material suscetível a diferentes mecanismos de degradação que podem causar a formação de produtos expansivos, como o ataque externo por sulfatos. As adições minerais, como a cinza volante, o metacaulim, a sílica ativa e a sílica de casca de arroz são opções que possuem sua eficácia comprovada em argamassas e concretos expostos a ambientes com sulfatos. O presente estudo busca, por meio de um método de análise multicritérios de decisão, realizar a escolha do teor de aglomerante em argamassas (1: 3,2 a/agl=0,60) que apresentar melhor desempenho frente ao ataque externo por sulfato de sódio (Na2SO4) e magnésio (MgSO4). Tendo uma base de dados pré-definida, foram escolhidos critérios e subcritérios para composição da matriz hierárquica, levando em consideração a sustentabilidade, desempenho econômico das diferentes composições e o efeito do ataque químico nas propriedades mecânicas e na durabilidade das argamassas. Ao final da análise, a composição mais indicada para ambientes agressivos contendo Na2SO4 foi a argamassa contendo 10% de sílica da casca de arroz em substituição parcial ao cimento Portland e, para a exposição ao MgSO4, a utilização de cinza volante na mesma proporção. expansivos sulfatos minerais metacaulim busca decisão 1 (1 32 3 2 3, a/agl=0,60 aagl060 aagl agl 0 60 NaSO Na SO (Na2SO4 MgSO4. MgSO4 MgSO . (MgSO4) prédefinida, prédefinida pré definida, definida pré-definida hierárquica sustentabilidade Na2SO 10 proporção ( a/agl=0,6 aagl06 6 (Na2SO (MgSO4 a/agl=0, aagl0 (MgSO a/agl=0 a/agl= a/agl

Abstract This study investigates alkali-activated cements (AAC), comprising blast furnace slag (BFS) along with industrial by-products like rice husk ash (RHA) and metakaolin (MK), activated by sodium hydroxide (NaOH). The aim is to assess the impact of SiO2/Al2O3 and CaO/SiO2 ratios on AAC's mechanical strength and hydrated compounds. Mechanical and microstructural tests were carried out. Compositions with a CaO/SiO2 ratio near 1 exhibited superior mechanical strength, approximately 35–40 MPa at 28 days, while the SiO2/Al2O3 ratio did not significantly affect the outcomes. X-ray diffraction and thermal analysis revealed the formation of hydrated calcium silicate (CSH) and hydrotalcite as hydrated compounds. This suggests that BFS can enhance AAC results. In conclusion, CaO/SiO2 ratios play a crucial role in influencing the strength gains of AAC. Verifying the influence of these relationships can contribute to the study of dosage and understanding of hydration processes. alkaliactivated alkali AAC, , (AAC) (BFS byproducts products RHA (RHA MK, MK (MK) NaOH. NaOH . (NaOH) SiO2Al2O3 SiOAlO SiO2 Al2O3 SiO Al O SiO2/Al2O CaOSiO2 CaOSiO CaO CaO/SiO AACs s compounds out 3540 35 40 35–4 2 days outcomes Xray X ray CSH (CSH results conclusion processes (AAC (MK (NaOH SiO2Al2O AlO Al2O 354 3 4 35–

Resumo Este estudo investiga cimentos ativados alcalinamente (CAA), compostos por escória de alto-forno (EAF) juntamente com cinza de casca de arroz (CCA) e metacaulim (MK), ativados por hidróxido de sódio (NaOH). O objetivo é avaliar o impacto das relações SiO2/Al2O3 e CaO/SiO2 na resistência mecânica e nos compostos hidratados do CAA. Ensaios mecânicos e microestruturais foram realizados. Composições com uma razão CaO/SiO2 próxima de 1 apresentaram resistência mecânica superior, aproximadamente 35 a 40 MPa aos 28 dias, enquanto a razão SiO2/Al2O3 não afetou significativamente os resultados. A difração de raios-X e a análise térmica revelaram a formação de silicato de cálcio hidratado (CSH) e hidrotalcita como compostos hidratados. Isso sugere que a EAF pode aprimorar os resultados do CAA. Em conclusão, as razões CaO/SiO2 desempenham um papel crucial na influência dos ganhos de resistência do CAA. Verificar a influência dessas relações podem contribuir para o estudo de dosagem e compreensão dos processos de hidratação. CAA, CAA , (CAA) altoforno alto forno (EAF CCA (CCA MK, MK (MK) NaOH. NaOH . (NaOH) SiO2Al2O3 SiOAlO SiO2 Al2O3 SiO Al SiO2/Al2O CaOSiO2 CaOSiO CaO CaO/SiO realizados superior 3 4 2 dias raiosX raios X CSH (CSH conclusão hidratação (CAA (MK (NaOH SiO2Al2O AlO Al2O

Resumo Ogesso é um material largamente utilizado na construção civil, mas seu uso se restringe a áreas com pouca umidade ou ação da água. O estudo mostra a influência da aplicação de um aditivo hidrofugante comercial na produção de pastas de gesso. O ensaio de absorção de água por imersão total definiu os teores utilizados na caracterização das pastas no estado fresco e endurecido. A absorção de água diminuiu em 1,0% de adição e volta a crescer aos 2,0%, revelando que o teor ótimo do hidrofugante utilizado deve estar entre 0,3% e 1,0%. Na absorção de água por capilaridade, o aditivo apresentou melhor resultado quando utilizado em 1,0%, sendo a mistura classificada como preventiva à água. A resistência à compressão diminuiu em 3,6% e a dureza superficial em até 6,2% nas pastas, quando comparadas às de referência. O aditivo provocou a modificação das propriedades das pastas de gesso no estado fresco e endurecido. A formação da barreira impermeabilizante não foi verificada, e a utilização de maiores teores de hidrofugação poderá ser inviável devido ao elevado custo do aditivo. civil endurecido 10 1 0 1,0 20 2 2,0% 03 3 0,3 capilaridade 36 6 3,6 62 6,2 referência verificada 1, 2,0 0, 3, 6, 2,

Abstract Gypsum is a widely used material in civil construction, but its use is restricted to areas with low humidity or water action. The study shows the influence of the application of a commercial water-repellent additive in production of gypsum pastes. The total immersion water absorption test defined the contents used for the characterization of fresh and hardened plasters. The water absorption decreased in 1.0% and returned to increase in 2.0%, revealing that the optimal content of the water repellent used must be between 0.3% and 1.0% According to the capillary water absorption test, the water repellent additive showed the best results when used the content of 1.0% and was classified as water-preventive. The compressive strength decreased by 3.6% and the surface hardness by up to 6.2% in the pastes, when compared to the reference ones. The additive caused a change in the properties of gypsum pastes in the fresh and hardened state. The waterproofing barrier was not verified, the use of higher levels of water repellent may be unfeasible due to the high cost of the additive. construction action waterrepellent plasters 10 1 0 1.0 20 2 2.0% 03 3 0.3 waterpreventive. waterpreventive preventive. preventive water-preventive 36 6 3.6 62 6.2 ones state verified 1. 2.0 0. 3. 6. 2.

resumo: este estudo avaliou os efeitos de três nanotubos de carbono com diferentes características geométricas no comportamento reológico e desempenho mecânico, assim como na microestrutura de argamassas e pastas de cimento. Para teores de nanotubos de carbono variando de 0.025 a 0.2%, a tensão de escoamento e a viscosidade foram determinadas por meio de reometria rotacional, e o desempenho mecânico foi avaliado através da resistência a flexão e módulo de elasticidade dinâmico. A análise microestrutural foi conduzida através da difração de raios-X, análise termogravimétrica, e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos mostram que a tensão de escoamento apresenta um aumento considerável com o aumento no teor de nanotubos. E a viscosidade também é influenciada pela presença dos nanotubos de carbono. A resistência à flexão das argamassas aumenta para os diferentes teores de nanotubos de carbono. E dependendo das características geométricas dos nanotubos, o material se comporta como um compósito. A análise microestrutural mostrou a nucleação de produtos de hidratação sobre a superfície dos nanotubos de carbono, e que o melhor desempenho mecânico das matrizes contendo nanotubos de carbono não está relacionada com o aumento dos produtos de hidratação. resumo cimento 0025 0 025 0.02 02 2 0.2% rotacional dinâmico raiosX, raiosX raios X, X raios-X termogravimétrica varredura compósito 002 0.0 0.2 00 0.

abstract: This study evaluates the effects of three carbon nanotubes with different geometric characteristics on the rheological behaviour and mechanical performance, as well as on the microstructure of mortars and cement pastes. For nanotube content ranging from 0.025 to 0.2 wt%, the yield stress and viscosity were determined by rotational rheometry, and mechanical performance was evaluated by flexural strength and dynamic modulus of elasticity. The microstructural analysis was performed by X-ray diffraction, thermo-gravimetric analysis and scanning electron microscopy (SEM). The obtained results showed that the yield stress presents a considerable increase as the carbon nanotube content increases. The viscosity was also influenced by the presence of carbon nanotubes. The flexural strength of mortars increases for different amounts of carbon nanotubes, and depending on the geometric characteristics of the carbon nanotubes, the material behaves like a composite. The microstructural analysis showed the nucleation of hydration products on the surface of the carbon nanotubes, and that the better mechanical performance of matrices containing carbon nanotubes is not related to the increase in hydration products. abstract pastes 0025 0 025 0.02 02 2 0. wt wt% rheometry elasticity Xray X ray diffraction thermogravimetric thermo gravimetric SEM. SEM . (SEM) composite 002 0.0 (SEM 00

Resumo Um dos principais parâmetros utilizados no monitoramento da corrosão do aço em estruturas de concreto armado é a resistividade elétrica. O objetivo deste estudo é comparar a resistividade elétrica medida pelo método dos quatro eletrodos com a que pode ser calculada mediante os resultados do ensaio de migração de cloretos, baseada nas leis de Ohm. Dessa forma, é possível validar a obtenção dessa propriedade por meio dos resultados do ensaio de migração de cloretos. Para isso, foram moldados corpos de prova de concreto com a substituição parcial do cimento Portland, no teor de 10% em massa, pelas seguintes adições pozolânicas: sílica ativa, cinza da casca do arroz, metacaulim e cinza volante. Os resultados mostraram que as adições pozolânicas influenciaram os valores de resistividade elétrica obtidos, e amostras contendo adições mais reativas atingiram resistividades elétricas superiores às do traço de referência. A comparação das técnicas indicou que os valores não foram significativamente diferentes entre si. Isso implica que a resistividade elétrica do concreto pode ser obtida de forma confiável quando se realiza o ensaio de migração de íons cloretos.

Abstract One of the main parameters used for the monitoring of steel corrosion in reinforced concrete structures is electrical resistivity. This study aims to compare the electrical resistivity measured by the four-electrodes method with the resistivity calculated by the chloride migration test, based on Ohm's laws. In this way, it would be possible to validate obtaining this property by chloride migration test results. For this purpose, concrete specimens were cast with the partial replacement of Portland cement, 10% by mass, by the following supplementary cementitious materials: silica, rice husk ash, metakaolin and fly ash. The results showed that the supplementary cementitious materials have an influence on the electrical resistivity values obtained, and samples containing more reactive additions reached electrical resistivities higher than the reference mix sample. A comparison of the techiques indicated that the values did not differ significantly. That implies that the electrical resistivity of concrete can be reliably obtained by performing the chloride ion migration test.

Resumo A cerâmica vermelha, devido à baixa resistência à compressão e alta porosidade, dificulta sua utilização como agregado artificial na produção de argamassas e concretos. No entanto, por possuir uma composição rica em silício, o material cerâmico dos blocos e telhas foi estudado como possível adição pozolânica no concreto e também como matéria-prima em ligantes álcali-ativados. O objetivo deste trabalho é avaliar o teor de hidróxido de cálcio (portlandita) fixado na reação de álcali ativação e a microestrutura das misturas formadas pelos resíduos de cerâmica vermelha provenientes de resíduos de construção e demolição (RCD) e cal hidratada, variando a razão atômica entre os silício e cálcio das misturas. Os resultados indicam que uma maior disponibilidade de cal está diretamente relacionada ao teor de compostos hidratados e à porosidade. O aumento da relação silício/cálcio resultou em uma redução no teor de cal disponível em 40% e em um aumento, em volume, de microporos em 7%.

Abstract Red ceramics, due to the low compressive strength and high porosity, make it difficult to use it as an artificial aggregate in the production of mortars and concretes. However, since it has a silicon-rich composition, the ceramic material from blocks and tiles has been studied as a possible supplementary cementitious material in concrete and also as a raw material in alkali-activated binders. This paper aims to evaluate the content of calcium hydroxide (portlandite) fixed in the alkali activation reaction and the microstructure of red clay waste from construction and demolition waste (CDW) and hydrated lime mixtures, varying the atomic ratio between the silicon and the calcium. The results indicated that higher availability of lime is directly related to the content of hydrated compounds and its porosity. The increase in the silicon/calcium ratio resulted in a reduction of available lime content by 40% and an increase, in volume, of micropores by 7%.

Resumo Este artigo apresenta uma aplicação do método da análise hierárquica na escolha do tipo de cimento e do traço para a produção de concretos de alto desempenho (CAD). O processo de decisão objetivou obter concretos que melhor atendessem as necessidades de três cenários: (a) piso industrial de uma fábrica de produtos químicos, (b) elementos estruturais de um edifício de 30 pavimentos e (c) um bloco de fundação de grande volume de um edifício com conceito sustentável. Para tal, a partir de seis alternativas de escolha (VR4, IIIR4, V280, III280, V200 e III210) foram avaliados 4 critérios: propriedades mecânicas, durabilidade, custo e impacto ambiental. Os resultados indicaram que a composição com cimento CPV-ARI e consumo de 280 kg/m3 mostrou-se a melhor alternativa para os cenários (a) e (b), enquanto para o cenário (c) foi a composição com cimento CPIII e consumo de 210 kg/m3.

Abstract This paper describes an application of the Analytic Hierarchy Process (AHP) to choose the best cement type and mixture for the production of high performance concrete. The decision process aimed at obtaining a concrete that would best meet the requirements of three hypothetical scenarios: (a) industrial concrete floors of a chemical plant, (b) structural elements of a thirty-floor building and (c) a massive foundation block of a green building. In this regard, six different concrete mixtures were evaluated (VR4, IIIR4, V280, III280, V200 and III210) according to four criteria: mechanical properties, durability, financial cost and environmental impact. The analysis results showed that the composition with CPV-ARI cement and content of 280 kg/m3 was the best alternative for scenario (a) and (b), while for scenario (c) the composition with cement CPIII and content of 210 kg/m3 was the best choice.

Resumo O monitoramento estrutural pode detectar anomalias no tempo, permitindo a implementação de ações de manutenção e reparação mais eficientes em estruturas de obras de arte. Uma alternativa no monitoramento e avaliação de estruturas em engenharia civil é a utilização de fibras óticas inscritas com redes de Bragg (FBG ou Fiber Bragg Grating). Este trabalho visa comparar as técnicas disponíveis para estimar o módulo elástico de compósitos cimentícios, bem como contribuir para a aplicação de sensores de fibra ótica na avaliação da tensão, frequência natural de vibração, coeficiente de amortecimento e módulo elástico de vigas de argamassa. Os sensores FBG fabricados e calibrados pelos autores apresentaram uma boa precisão na medição destes parâmetros em amostras de argamassa. Os resultados mostram que os sensores FBG e strain gauges apresentam resultados semelhantes para a deformação específica e estimativa do módulo elástico (estático e dinâmico), portanto, FBGs nuas poderiam ser investigadas mais detalhadamente em testes não-destrutivos.

Abstract Structural health monitoring can detect anomalies in time, allowing the implementation of more efficient maintenance and repair actions in special engineering structures. An alternative in the monitoring and evaluation of structures in civil engineering is the use of optical fibers inscribed with Bragg gratings (FBG or Fiber Bragg Grating). This paper aims to compare available techniques to estimate the elastic module of cementitious composites, as well as contribute to the application of optical fiber sensors in the monitoring of strain, natural vibration frequency, damping coefficient and elastic modulus of mortar beams. The FBG sensors manufactured and calibrated by the authors presented a good precision for measuring those parameters in mortar samples. The results show that FBG sensors and strain gauge sensors present a similar result for strain and estimation of the elastic module (static and dynamic), therefore, bare FBGs could be further investigated for non-destructive testing.

resumo: A reação álcali-sílica (RAS) é um dos mais nocivos mecanismos que afetam a durabilidade do concreto em todo o mundo. No entanto, já foi verificado que a expansão e a deterioração do concreto, devido a RAS, podem ser evitadas pelo uso de materiais apropriados, como adições minerais. Estudos recentes sugerem que a cinza da casca de arroz (CCA), um subproduto da produção de arroz, pode apresentar desempenho promissor como material pozolânico para aumentar a durabilidade de misturas com cimento Portland. Existem muitos estudos controversos a respeito do uso da CCA e como suas propriedades afetam diretamente o desempenho e a durabilidade de concretos e argamassas. O presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da CCA na RAS através do teste acelerado de barras de argamassa (AMBT), Difração de Raios-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TG), Porosimetria por Intrusão de Mercúrio (MIP) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para validar os dados obtidos, os resultados foram comparados com argamassas confeccionadas com uma reconhecida adição mineral (sílica ativa), a qual possui notável comportamento frente a RAS. Os resultados indicam que, além das argamassas de sílica ativa apresentarem melhores resultados, o uso de CCA pode sugerir resultados promissores para mitigar o RAS. Porém, análises adicionais a partir do ensaio de primas de concreto devem ser realizados para validar plenamente o uso desta cinza para aumentar a durabilidade do concreto. A finura o tamanho das partículas da CCA foram as características que mais tiveram impacto no desempenho da adição mineral.

abstract: Alkali-silica reaction (ASR) is one of the most harmful distress mechanisms that affects the durability of concrete worldwide. Yet, it has been found that ASR-induced expansion and distress may be prevented by the appropriate use of supplementary cementing materials (SCMs). Recent studies suggest that rice husk ash (RHA), a by-product of the rice production, may present promising performances as a pozzolanic material and to enhance the durability of blended mixtures. There are many controversial studies regarding the use of RHA and how its properties directly affect the performance and durability of concretes and mortars. The present study aims to evaluate the influence of the RHA on ASR through the accelerated mortar bar test (AMBT), X-Rays Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TG), Mercury Intrusion Porosimetry (MIP) and Scanning Electron Microscopy (SEM). To validate the obtained data, the results were compared with mortars made of a well-known SCM (silica fume) which has distinguished behaviour against ASR. The results indicate that, besides the silica fume mortars have showed better results, the use of RHA suggests promising results to mitigate the ASR, yet, further analysis on concrete prims test should be carried out to fully validate the use of RHA to enhance the durability of the concrete. The RHA finesses and its particle size were the most important properties in the SCM performance.

RESUMO A utilização de adições pozolânicas de elevada reatividade, como a sílica ativa, vem sendo amplamente estudada com o intuito de consolidar a sua eficiência em relação ao comportamento mecânico e a durabilidade da matriz cimentícia de concretos e argamassas. O presente estudo tem como objetivo investigar o efeito químico da sílica ativa através da quantificação da reatividade efetiva da sílica ativa incorporada em pastas cimentícias com relação água/aglomerante de 0,58, considerando a substituição parcial de 5, 10, 15 e 20% da quantidade total de cimento. Ao longo de 105 dias de hidratação, o teor de portlandita remanescente foi quantificado através de perda gravimétrica simplificada realizada em um forno mufla. Após o período de análise, foi possível identificar que o ensaio Chapelle modificado, indicado pela NBR 15895 (2010), não representa de forma efetiva a atuação pozolânica da sílica ativa nos compósitos cimentícios, visto que houve a permanência de aglomerações do material anidro na matriz cimentícia. Adicionalmente, existe uma menor mobilidade iônica na matriz cimentícia porosa com água nos poros, quando comparada com uma solução aquosa, sendo necessário um estudo da composição do aglomerante em estado endurecido para a quantificação da atividade pozolânica efetiva da sílica ativa utilizada como material suplementar cimentício.

ABSTRACT The use of supplementary cementitious materials with a pozzolanic character, such as silica fume, has been widely studied in order to consolidate its mechanical efficiency and increase in the durability of concretes and mortars. The present paper aims to investigate the chemical effect of silica fume by quantifying the effective reactivity of silica fume incorporated in cementitious pastes with a water/binder ratio of 0.58, considering the partial replacement of cement in 5, 10, 15 e 20%. Over 105 days of hydration, the remaining portlandite content was quantified through a simplified gravimetric loss, which was performed in a muffle furnace. After the analysis period, it was possible to identify that the modified Chapelle test, indicated by NBR 15895 (2010), does not effectively represent the pozzolanic activity of silica fume in cementitious composites, since there were many agglomerations of anhydrous material. Moreover, there is less ion mobility in the hardened porous composite than in an aqueous solution, requiring a study of the composition of the hardened binder to quantify the effective pozzolanic activity if the silica fume used as supplementary cementitious material.

RESUMO: Ataque por sulfato é um termo utilizado para descrever uma série de reações químicas que ocorrem entre os íons de sulfato com os produtos da hidratação do cimento Portland. O presente estudo tem por objetivo avaliar de maneira física (expansão linear, resistência à compressão e tração na flexão) e mineralógica (DRX), três diferentes composições de argamassa, alterando a composição dos finos (CPV – ARI, CPV – ARI com substituição parcial do cimento por 10%, em massa, de sílica ativa, e, CPV – ARI com substituição parcial por sílica de casca de arroz) frente ao ataque por sulfato de sódio, bem como, por sulfato de magnésio (concentração da solução de 0.7 molar). Os resultados obtidos indicam que a substituição parcial do cimento Portland pelas duas diferentes adições, geraram, resultados similares, ambas as adições foram capazes de mitigas os efeitos causados pelo ataque por sulfato de sódio, todavia, frente ao ataque por sulfato de magnésio, ambas as adições apresentaram uma maior degradação quando em comparação com as séries de referência.

ABSTRACT: Sulfate attack is a term used to describe a series of chemical reactions between sulfate ions and hydrated compounds of the hardened cement paste. The present study aims to evaluate the physical (linear expansion, flexural and compressive strength) and mineralogical properties (X-ray diffraction) of three different mortar compositions (Portland Cement CPV-ARI containing silica fume and rice husk ash, in both cases with 10% replacement of the cement by weight) against sodium and magnesium sulfate attack (concentration of SO42- equal to 0.7 molar). The data collected indicate that the replacing the cement by the two siliceous supplementary cementitious materials (SCMs) generate similar results, both SCMs were able to mitigate the effects of the sodium sulfate attack in both physical and chemical characteristics, however, both materials increase the deterioration (i.e. compressive strength) when exposed to MgSO4 solution.

Resumo A sílica ativa e o metacaulim são adições de elevada reatividade que podem ser usadas como substituição parcial do cimento ou como simples adição, aumentando a quantidade de aglomerante no compósito. Por outro lado, o processo de carbonatação é importante para a vida útil de estruturas de concreto armado devido a sua influência na corrosão. Este trabalho objetiva estudar a influência do uso da sílica ativa e do metacaulim, empregados como adição e substituição parcial do cimento, na velocidade de carbonatação do concreto. Além disso, foi investigada a relação da carbonatação com a absorção, relação água/cimento e resistência à compressão do concreto. Desse modo, foi fixado um traço de concreto de 1,0:2,25:3,00 com água/aglomerante de 0,5 e empregou-se 10% de adição e substituição de cimento. No caso do uso como adição, o traço unitário ficou modificado para 1,0:2,05:2,73 com água/aglomerante de 0,5, como uma consequência inerente da adição. Os resultados indicam que a resistência à compressão, a absorção e a relação água/cimento apresentam influência na velocidade de carbonatação e, quando relacionadas ao coeficiente de carbonatação por meio de um índice que considere a influência conjunta destas grandezas, apresentam elevada representatividade. Um exemplo disso é o coeficiente proposto designado K(sorvidade.a/c)/fc.

Abstract Silica fume and metakaolin are high reactivity additions that can be used with partial cement replacement or the simple addition principle, increasing the amount of binder in the composite. On the other hand, the carbonation process is important for the service life of reinforced concrete structures due to its influence on steel reinforcement corrosion. This research aims to investigate the influence of silica fume and metakaolin used as addition or partial cement replacement on concrete carbonation. Furthermore, the relationship of carbonation with absorption, water/cement ratio and compressive strength of the concrete was investigated. Thus, a 1.0: 2.25: 3.00 concrete mixture with 0.5 water/binder was fixed and 10% cement addition and replacement was used. In the case of the use as addition, the unit mixture was changed to 1.0: 2.05: 2.73 with water/ binder 0.5, as an inherent consequence of the addition. The results indicate that the compressive strength, the absorption and the water/cement ratio influence the carbonation rate and, when related to the carbonation coefficient using an index considering the joint influence of these quantities, are highly representative. An example of this is the proposed coefficient designated as K(sorptivity.water/cement)/compressive strength.

RESUMO A hierarquização de adição mineral para utilização como pozolana requer a determinação de sua reatividade, o que pode ser realizado via método indireto, por meio do ensaio de resistência à compressão de argamassa com cimento Portland (NBR 5.752). As adições minerais de alta reatividade, como a sílica de casca de arroz, a sílica ativa e o metacaulim, apresentam como característica peculiar a elevada área específica, o que potencializa a fixação de cal por atividade pozolânica e incrementa a resistência à compressão da matriz hidratada. A classificação, conforme a diretriz da norma NBR 12.653, está fundamentada na resistencia à compressão axial proporcional mínima de argamassa cimentícia pozolânica em relação à argamassa de referência. A substituição volumétrica parcial do cimento por adição mineral reduz a resistência à compressão do sistema, a ser compensada, total ou parcialmente, pelos compostos hidratados formados por atividade pozolânica. O presente artigo constitui a parte II do trabalho intitulado “Atividade pozolânica de adições minerais para cimento Portland” e contempla a avaliação da atividade pozolânica de sistemas cimento Portland - adição mineral, conforme as prerrogativas da norma NBR 5.752, além da aplicação de difratometria de raios-X e análise termogravimétrica (TG/DTG) em pastas idênticas às contidas nas argamassas para análise complementar ao método indireto. A parte I deste trabalho concluiu que há inadequabilidade na metodologia proposta na NBR 5.751 (IAP com cal) para a hierarquização de adições minerais de alta reatividade em virtude do esgotamento da reserva alcalina, embora a classificação seja admissível. Já a metodologia da NBR 5.752 (IAP com cimento Portland) permitiu a classificação e a hierarquização das adições minerais de alta reatividade (sílica de casca de arroz, sílica ativa e metacaulim) quando da realização do ensaio com cimento Portland de alta resistência inicial, apesar da extrapolação do limite máximo permissível de água de amassamento.

ABSTRACT The ranking of mineral addition for use as a pozzolan requires the determination of their reactivity. This can be performed using the indirect method, through the compressive strength test of Portland cement mortar. Mineral additions of high reactivity, such as rice hull silica, silica fume and metakaolin has high specific area, which increases the fixing lime by pozzolanic activity and increases the compressive strength of the hydrated matrix. The classification, according to the Brazilian Standard - NBR 12,653, is based on the minimum compressive strength proportion of cement pozzolanic mortar in relation to the reference mortar. The partial substitution of cement by volume mineral addition reduces the compression strength of the system to be balanced, in whole or in part, by hydrated compounds formed by pozzolanic activity. This paper is Part II of the article entitled "Activity of pozzolanic mineral additions for Portland cement" and provide an evaluation of pozzolanicity cement systems Portland - mineral addition, according to the Brazilian Standard - NBR 5752. In addition there are also the application of X-ray diffraction and thermal analysis (TG / DTG) in pastes same as contained in the mortar for further analysis to the indirect method. Part I of this paper concludes that the proposed methodology in the NBR 5751 (IAP with lime) is not suitable to rank to high reactivity in mineral additions due to the depletion of the alkaline reserve, although the classification is admissible. Furthermore, the methodology of NBR 5752 (IAP with Portland cement) was effective in classification and ranking of mineral additions of high reactivity (rice hull silica, silica fume and metakaolin) in the test with high early strength Portland cement, despite the extrapolation of the maximum mixing water allowed.