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 fíler calcário, e, CPV - ARI com substituição parcial por 10%, em massa, de fíler quartzoso) 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 pelos dos diferentes fíleres geram diferentes resultados, o fíler quartzoso apresentou um comportamento mitigativo frente ao ataque por sulfato, porém, o fíler calcário apresentou comportamento deletério tanto pela avaliação física, quanto mineralógica.

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 with limestone filler and, with a quartz filler, in both cases with 10% replacement of the cement by weight) against sodium and magnesium sulfate attack (concentration of SO4 2- equal to 0.7 molar). The data collected indicate that the replacing the cement by the two fillers generate different results, the quartz filler presented a mitigating behaviour towards the sulfate, and the limestone filler was harmful to Portland cement mortars, in both physical and chemical characteristics.

Resumo Neste trabalho avaliou-se o potencial reativo de adições de resíduo de cerâmica vermelha (RCV) e de concreto de RCD, além de fíler calcário para referência. Avaliou-se o potencial pozolânico das adições por índice de atividade pozolânica (IAP) com cal, índice de desempenho (ID) com cimento, teor de hidróxido de cálcio fixado no Chapelle modificado e caracterização por difratometria de raios X (DRX). Os resultados mostram que o RCV atendeu aos requisitos químico-físicos para pozolanas, IAP com cal, ID com cimento e apresentou singelo halo amorfo na DRX indicando baixa reatividade, porém o material não atendeu requisitos mínimos no ensaio de Chapelle. O pó de concreto, apesar de não ser uma pozolana, foi submetido aos ensaios de IAP com cal e ID com cimento e apresentou resistências à compressão abaixo das mínimas prescritas nas normas pertinentes. Este material também apresentou halo amorfo na DRX, atribuído ao C-S-H da pasta de cimento hidratada.

Abstract In this paper, the reactive potential of additions of red ceramic waste (RCW) and concrete of CDW, besides limestone filler for reference, was evaluated. The pozzolanic potential of the additions was evaluated by pozzolanic activity index (PAI) with lime, performance index (PI) with cement, calcium hydroxide content fixed in the modified Chapelle and characterization by X-ray diffraction (XRD). The results indicated that RCW reached the chemical-physical requirements for pozzolans, PAI with lime, PI with cement and presented weak amorphous halo in XRD indicating low reactivity, however, the material did not attain minimum requirements in the Chapelle test. The concrete powder, although it is not a pozzolan, was submitted to PAI with lime and PI with cement tests and presented compressive strengths below the minimums prescribed in the pertinent standards. This material also exhibited amorphous halo in the XRD, attributed to the C-S-H of the paste of hydrated cement.

Resumo O ataque por sulfatos é um termo usado para descrever uma série de reações químicas entre íons sulfato e compostos hidratados da pasta de cimento endurecida. Deste modo, a composição química dos aglomerantes utilizados é de suma importância para a durabilidade da estrutura frente a este agente agressivo. O presente trabalho objetiva a avaliação das propriedades físicas (expansão linear, resistência à tração na flexão e de resistência à compressão) de argamassas compostas por cimento do tipo RS (CP V - ARI RS), conforme comercialmente vendido no Brasil, frente ao ataque por sulfatos de sódio e de magnésio. Os resultados indicam que o cimento RS cumpre as exigências estabelecidas por norma, quanto à composição química e quanto à resistência ao sulfato de sódio. Porém, para o sulfato de magnésio, o cimento RS foi prejudicial às argamassas, pincipalmente nas avaliações de resistências mecânicas. Indicando que este cimento RS não é uma boa opção para exposição ao MgSO4.

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. Thus, the chemical composition of the binders used is important for the durability of the structure against this aggressive agent. The objective of the present research is to evaluate the influence of sodium and magnesium sulfates on physical properties (linear expansion, flexure tensile strength, and compressive strength) of mortars composed by SR cement (CP V - ARI RS), as commercially sold in Brazil. The results indicate that SR cement complies the requirements established by Brazilian standards, as to chemical composition and resistance to sodium sulfate. However, for magnesium sulfate, SR cement was harmful to mortars mainly in mechanical.

<p>A degradação do concreto por sulfatos ocorre a partir de suas reações químicas com os compostos hidratados do cimento Portland e que, em estágios avançados, promovem a formação de produtos expansivos que geram a sua fissuração e desagregação. A utilização de adições minerais na composição, em substituição parcial ao cimento, provoca alterações microestruturais que interferem na porosidade da matriz hidratada e, principalmente, na distribuição e na interconectividade dos poros, influenciando no ingresso de água contaminada. No presente trabalho avaliou-se o potencial de mitigação do ataque por íons sulfato quando da inclusão de adições minerais na composição do material. A determinação da variação dimensional de barras de argamassa, conforme a NBR 13.583, foi utilizada para avaliar o potencial de mitigação do material ligante composto por cimento CP V - ARI (referência) e minerais em substituição parcial a este, no teor de 10%, em massa, como sílica ativa, metacaulim, sílica de casca de arroz, fíler calcário e quartzoso, além de resíduo de cerâmica vermelha, com diferentes finuras. A argamassa de referência apresentou elevada expansão, bem como as que continham metacaulim, fíler calcário e resíduo de cerâmica vermelha, independentemente da distribuição granulométrica. A utilização de sílica ativa, sílica de casca de arroz ou fíler quartzoso na composição do material reduziu a expansão a valores aceitáveis, atribuindo resistência ao ataque por sulfatos às argamassas.</p>

<p>Deterioration of the concrete by sulfates occurs through chemical reactions between the hydrated cement compounds and sulfate ion. As a result of these reactions there is in advanced stages the formation of expansive products that cause cracking and disintegration of concrete. The use of mineral additions in the composition of the binder material to partially replace the clinker causes microstructural changes that interfere in porosity of the hydrated matrix and especially the size distribution and pore interconnectivity. This positively or negatively influences the inflow of water containing sulfate ions into the structure. This paper aims to evaluate the mineral admixtures capacity of reducing the sulfate attack in concrete structures. Dimensional changes of Portland cement mortar bars were determined, as required by ABNT NBR 13.583/2014, and were used to evaluate the mitigatory potential binder material composed by cement CP V - ARI (reference) and compositions with partial replacement of 10% by cement mass using: silica fume; metakaolin; rice husk ash; limestone and quartz filler; and red ceramic residue with different milling times. The reference mortar showed high expansion, as well as mortars containing metakaolin, limestone filler and red ceramic residue, regardless of the milling time. The silica fume, rice husk ash and quartz filler in the composition of the binder material of mortar reduced expansion to acceptable levels, making them resistant to attack by sulphates.</p>

Resumo Em ETEs, o ataque ácido (associado ao ataque por sulfatos como consequência secundária) afeta a pasta de cimento formando etringita e/ou gipsita, provocando expansão, fissuração e friabilidade do material. Este mecanismo de degradação do concreto atinge, também, o C-S-H, reduzindo a capacidade portante e a vida útil da estrutura. O objetivo deste trabalho é apresentar resultados de uma inspeção de uma ETE em funcionamento há aproximadamente 15 anos, onde há visível degradação do concreto por ataque combinado de ácido e sulfato. A análise contempla resultados de amostra coletada em região imediatamente acima do nível do efluente, onde há maior concentração de bactérias, e de testemunho extraído da laje de cobertura do tanque de tratamento. A resistência à compressão do testemunho atende o valor especificado no projeto, apesar de ensaios de microscopia eletronica de varredura e difração de raios-X identificarem a formação de gipsita e etringita no interior do concreto.

Abstract At sewage treatment plants, acid attack (and sulfate attack as a secondary consequence) degrades the cement paste, forming ettringite and/or gypsum, causing expansion, cracking and brittleness. The degradation mechanism of concrete in sewage treatment plants also affects the calcium silicate hydrate (C-S-H), reducing the mechanical capacity and service life. The aim of this paper is to present results of the inspection of a sewage treatment plant, which has been operating for about 15 years, where there is noticeable degradation of concrete by a combined acid and sulfate attack. The analysis includes results of a sample collected in the region immediately above the effluent, which had the highest concentration of bacteria and a specimen extracted from the treatment tank slab. Compressive strength of the specimen is consistent with the project, although scanning electron microscopy images and X-ray diffraction identified the formation of gypsum and ettringite within the concrete.