Produtos de reacção

O produto de reacção obtido nos LAA é um material de fases amorfas e/ou cristalinas, cuja constituição depende, essencialmente, do tipo de ligante base [144]. No caso das EAF, o produto de reacção pode comparar-se ao do CP hidratado, já que apresenta na sua constituição C-S-H. Contudo, o produto resultante incorpora também moléculas tetraédricas de alumínio, podendo exibir, igualmente, hidrocalcite, quando o magnésio faz parte da composição da EAF [23]. Criado et al. [45] concluíram que o processo de activação de CV e de metacaulino pode ser considerado uma zeolitização, em que o principal produto de reacção é um gel alumino-silicato alcalino.

4.3.2. Composição

A metodologia de composição adoptada foi a mesma que se desenvolveu para os BEAL, apresentada na Secção 3.3, em que as diferenças se prendem com os parâmetros associados à matriz da pasta ligante. Assim, produziram-se misturas preliminares de BEALAA no sentido de avaliar, quantificar e corrigir, essencialmente a compacidade do betão e o volume de ar na pasta ligante, para a consistência pretendida (S4). Concluiu-se com essas misturas que, embora não se tenha utilizado qualquer adjuvante, uma vez que os mais comuns são eficientes exclusivamente para ligantes de CP, a compacidade do betão atinge um valor bastante elevado, de cerca de 0,825. Além disso, o volume de ar é bastante reduzido, cerca de 10 litros/m3 _{(1% do volume) provando a} reduzida porosidade da matriz de LAA. Os valores destes parâmetros só são possíveis na produção de betão com CP, com recurso a uma dosagem média de um superplastificante e a uma elevada percentagem de finos, ligante e areia, à semelhança do BAC. Uma vez que a compacidade é elevada, a dosagem de água é bastante reduzida, o que se justifica, não só pela eficiência da

solução alcalina, mas também pelo baixo consumo de água (água de molhagem) da EAF, comparativamente ao CP. Os resultados obtidos por Martins [126], nas argamassas de LAA, permitiram estabelecer os coeficientes necessários à previsão da resistência da matriz ligante. Esses valores foram usados, inicialmente, na previsão da resistência da matriz de LAA e, posteriormente, na previsão da resistência final do BEALAA, quando afectados os valores pelos correspondentes coeficientes de redução de resistência, C_f. Uma vez que as estruturas formadas pela hidratação das EAF são semelhantes às do CP, sendo constituídas por gel C-S-H, será importante avaliar o seu efeito conjugado com os agregados leves nas misturas.

4.3.3. Misturas experimentais

No âmbito do trabalho realizado por Martins [126], realizado em colaboração com o presente trabalho e integrado nos objectivos da presente tese, foram estudadas e produzidas várias misturas de argamassa de LAA, variando os seguintes parâmetros: o tipo e a dosagem de ligante; o tipo e a concentração do activador na solução alcalina e; o tipo de agregados. Neste estudo concluiu-se que, dos activadores utilizados, hidróxido de sódio, silicato de sódio e hidróxido de potássio, foi com o último que se atingiram os valores mais elevados de resistência mecânica. Além disso, verificou-se ainda que a EAF apresentou um melhor desempenho em termos de resistência, comparativamente à CV.

Assim, na produção das misturas de BEALAA, desenvolvidas no presente estudo, utilizaram-se os seguintes produtos: a EAF como ligante base, por se ter verificado mais eficiente no aumento da resistência; o hidróxido de potássio como activador alcalino, por se ter revelado, igualmente, mais eficiente quanto ao aumento da resistência do LAA, onde o ligante base foi a EAF. Foi ainda considerada a adição de uma pequena percentagem de sílica de fumo, em algumas misturas, uma vez que se revelou bastante eficiente no trabalho de Martins [126].

A escolha das misturas dos BEALAA baseou-se, inicialmente, na selecção de um conjunto de BEALAA com diferentes densidades, variando a selecção do conjunto de agregados. Optou-se por associar dois tipos de conjunto de agregados finos (FS+MS e FS+XS) com dois tipos de conjunto de agregados grossos (HD2/4+HD4/12B e HD2/4+MD), resultando em 4 tipos

diferentes de mistura (LA_A, LA_B, LA_C e LA_D), apresentados na Tabela 4.7. Tabela 4.7 – Tipos de BEALAA.

Conjunto de agregados grossos

Conjunto de agregados finos

FS + MS FS + XS

HD2/4 + HD4/12B LA_A LA_B

A dosagem de EAF, definida para todos os BEALAA, foi de 350 kg/m3 _{de betão, sendo a} dosagem de hidróxido de potássio (KOH) de 10% da massa de EAF, dissolvida na água efectiva da mistura. Uma vez que a sílica de fumo (SF) se revelou eficiente no estudo efectuado por Martins [126], no aumento da resistência das argamassas de LAA, produziram-se os 4 tipos de BEALAA com adição de SF, numa dosagem igual a 5% em massa da dosagem da EAF. Foram ainda produzidos os betões LA_A e LA_B, sem a adição de SF, totalizando-se assim 6 misturas de BEALAA (Tabela 4.8). No ajuste da densidade pretendida, para cada tipo de betão, foram determinantes as proporções relativas das pré-misturas de agregados finos e de agregados grossos. Na Tabela 4.8 apresentam-se os principais parâmetros da matriz ligante usada nos BEALAA, sendo as dosagens volumétricas dos agregados indicados na Tabela 4.9.

Tabela 4.8 – Parâmetros de composição dos BEALAA. BEALAA (Design.) EAF (kg/m3₎ SF (kg/m3₎ KOH (kg/m3₎ σ Ar (%) Água ef. (dm3_/m3₎ Classe consist.  (kg/dm3₎ LA_A1 350 17,5 35 0,825 1,0 165 S4 1,85 LA_B1 350 17,5 35 0,825 1,0 165 S4 1,70 LA_C1 350 17,5 35 0,825 1,0 165 S4 1,70 LA_D1 350 17,5 35 0,825 1,0 165 S4 1,50 LA_A2 350 0,0 35 0,825 1,0 165 S4 1,85 LA_B2 350 0,0 35 0,825 1,0 165 S4 1,70

Tabela 4.9 – Dosagens volumétricas dos agregados nos BEALAA.

BEALAA Agregados (dosagens em dm

3_/m3₎ HD2/4 HD4/12B MD XS MS FS LA_A1 90 362 - - 139 91 LA_B1 91 365 - 101 - 123 LA_C1 82 - 328 - 162 108 LA_D1 87 - 350 121 - 121 LA_A2 90 360 - - 143 95 LA_B2 91 364 - 105 - 128

A previsão da resistência à compressão, f_lcp, e do módulo de elasticidade, E_lcp, do BEALAA foi efectuada utilizando o procedimento utilizado no BEAL, sendo apresentada na Tabela 4.10. A previsão da resistência da matriz ligante, fbp, baseou-se nos resultados obtidos nas argamassas de LAA [126].

Tabela 4.10 – Propriedades mecânicas previstas, relativas à matriz dos BEALAA.

BEALAA

Resistência à compressão Módulo de elasticidade

fbp (MPa) Cf flcp (MPa) Ec (GPa) CE CS Elcp (GPa) LA_A1 37 0,83 31 31 0,68 1,0 21,0 LA_B1 37 0,75 28 31 0,57 1,0 17,6 LA_C1 37 0,55 21 31 0,39 1,0 12,0 LA_D1 37 0,46 18 31 0,30 1,0 9,3 LA_A2 30 0,83 25 29 0,68 1,0 19,7 LA_B2 30 0,74 22 29 0,57 1,0 16,5

5. Propriedades Reológicas, Físicas e