Vida útil de concretos produzidos com utilização de sílica ativa e metacaulim frente ao ataque por cloretos: indicadores de durabilidade e análise probabilística

Abstract

Fatores relacionados à durabilidade e à previsão de vida útil têm ganhado importância cada vez maior no projeto de estruturas de concreto armado durante os últimos anos. As principais causas da deterioração precoce das estruturas são a penetração de cloretos e a carbonatação. Em diversos casos, além da agressividade do ambiente e das solicitações impostas à estrutura, a qualidade do concreto não atende a parâmetros mínimos, reduzindo, assim, a vida útil das estruturas. Neste trabalho são avaliadas as influências da utilização de sílica ativa e metacaulim em aspectos relacionados à durabilidade e à vida útil de estruturas expostas a ambientes marinhos. A abordagem com base no desempenho, por meio da avaliação de indicadores de durabilidade, é utilizada na análise da durabilidade potencial dos concretos produzidos. Esse tipo de abordagem se mostra fundamental visto que a abordagem tradicionalmente adotada nos projetos de durabilidade se restringe à prescrição de valores limite para o cobrimento das armaduras e para parâmetros de dosagem do concreto, como relação água/aglomerante máxima, consumo de cimento mínimo e ��� mínimo. Além da avaliação da resistência à compressão, a absorção de água por capilaridade, a resistência à penetração de cloretos e o coeficiente de difusão aparente são tomados como indicadores de durabilidade dos concretos produzidos. Visando abranger as variabilidades que podem ser assumidas pelos parâmetros envolvidos no processo de penetração de cloretos no concreto, uma análise probabilística da vida útil dos concretos produzidos é apresentada. Os resultados mostram que a utilização de sílica ativa e metacaulim gera melhorias significativas às propriedades relacionadas à durabilidade do concreto, proporcionando a redução da penetrabilidade de cloretos e da difusividade do concreto em até 56,02 % e 90,49 %, respectivamente, e influenciando diretamente na expressiva diminuição da probabilidade de ocorrência da corrosão. A importância da abordagem com base no desempenho é verificada e discutida, uma vez que os resultados indicam que concretos da mesma classe de resistência podem possuir comportamentos distintos quando avaliados sob a ótica da durabilidade.

Factors related to durability and service life prediction have become increasingly important in the design of reinforced concrete structures during the last years. The main causes of early deterioration of structures are chloride penetration and carbonation. In many cases, besides the environment aggressiveness and the loads imposed on the structure, the concrete quality does not meet minimum parameters, thus reducing the service life of the structure. This work evaluates the influence of the use of silica fume and metakaolin on aspects related to durability and service life of structures exposed to marine environments. The performance-based approach, through the evaluation of durability indicators, is used to analyze the potential durability of the produced concretes. This type of approach is fundamental since the approach traditionally used in durability design is restricted to the prescribing of limit values for cover depth and concrete admixture parameters, such as maximum water/binder ratio, minimum cement content, and minimum compressive strength. In addition to the evaluation of compressive strength, capillary water absorption, chloride penetration resistance, and diffusion coefficient are taken as durability indicators of the produced concretes. Aiming to cover the variability of the parameters involved in the chloride penetration process, a probabilistic assessment of the service life of concrete is presented. The results show that the use of silica fume and metakaolin generates significant improvements in the properties related to the concrete durability, reducing the penetration of chloride and concrete diffusivity by up to 56.02 % and 90.49 %, respectively, and influencing directly in the significant decrease of the probability of corrosion. The importance of the performance-based approach is verified and discussed since the results indicate that concretes of the same strength class may have different behavior when evaluated from the perspective of durability.