Influência da origem mineralógica do agregado em pastas de cimento expostas ao ácido sulfúrico e em concretos expostos ao ataque externo por sulfatos

Abstract

Estruturas cimentícias construídas em ambientes industriais ou estações de tratamento de esgoto podem estar sujeitos ao ataque por ácido sulfúrico e ao ataque externo por sulfatos. Esses compostos são capazes de danificar a matriz cimentícia da estrutura, causando manutenções imprevistas e, em casos extremos, o colapso da estrutura. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a influência da origem mineralógica dos agregados em estruturas expostas ao ataque por ácido sulfúrico e ao ataque externo por sulfatos através de dois ensaios laboratoriais distintos. O primeiro ensaio consistiu na exposição por imersão de pastas com agregado pulverizado em solução de ácido sulfúrico. Para o ataque externo por sulfatos, discos de concreto foram submetidos ao ensaio de migração de sulfatos com soluções de sulfato de sódio e de magnésio, substituindo os agregados apenas no agregado miúdo. Os agregados com maiores teores de óxido de cálcio (CaO) apresentaram melhores resultados em reduzir o ataque por ácido sulfúrico que os com altos teores de sílica (SiO2), sendo esse impacto evidente nas análises visuais das amostras antes e depois do ataque. Dentro dos agregados com altos teores de CaO, o calcário teve menor degradação que o diabásio devido à calcita presente nesse reagir mais facilmente com íons sulfato que a dolomita do calcário. Nos concretos do ensaio de migração, foi possível notar que mesmo agregados com altos teores de CaO apresentaram comportamentos opostos durante o ataque externo por sulfato, ocorrendo o maior ingresso de íons na matriz cimentícia dos agregados com calcita devido ao maior tamanho dos agregados em relação à etapa de pastas.

Cementitious structures built in industrial environments or wastewater treatment plants may be subject to sulfuric acid attack and external sulfate attack. These compounds are capable of damaging the cementitious matrix of the structure, leading to unexpected maintenance and, in extreme cases, structural collapse. The objective of this research was to evaluate the influence of the mineralogical composition of aggregates in structures exposed to sulfuric acid attack and external sulfate attack through two distinct laboratory tests. For sulfuric acid, the exposure was carried out by immersing cement pastes with pulverized aggregates in this solution. For external sulfate attack, concrete samples were subjected to the sulfate migration test with sodium sulfate and magnesium sulfate solutions. Aggregates with higher calcium oxide (CaO) content showed better results in reducing sulfuric acid attack than those with high silica (SiO2) content, as evidenced in the visual analysis of the samples before and after the attack. Among aggregates with high CaO content, limestone showed less degradation than diabase due to the calcite in limestone reacting more easily with sulfate ions than the dolomite in diabase. In the migration test concretes, it was noted that even aggregates with high CaO content displayed opposite behaviors during external sulfate attack, occurring due to the increased aggregate size facilitating the ingress of ions into the cementitious matrix of aggregates containing calcite.