Properties of concrete with ground granulated blast furnace slag: effect of the addition on the frost scaling resistance and chloride migration

Vera Mónica Ferreira Correia

Informações chave

Autores:

Vera Mónica Ferreira Correia (Vera Mónica Ferreira Correia)

Orientadores:

Luping Tang; João Paulo Janeiro Gomes Ferreira (João Paulo Janeiro Gomes Ferreira)

Publicado em

18/12/2015

Resumo

Ground Granulated Blast-Furnace Slag (GGBS), which is a by-product of the manufacturing of iron in the blast furnace, can partially replace cement in concrete. The use of GGBS in concrete has proved to improve certain properties, when compared to Portland cement concretes. However, some concerns regarding its performance in freezing environments have been raised. The aims of the research project conducted were to investigate the properties of the concrete with GGBS, with special focus on its frost resistance and resistance against chloride ingress. The research was carried out mainly as a laboratory study. Concretes with different amounts of GGBS (0%, 25%, 50% and 100% of the cement weight), different efficiency factors (k=0.6 and k=1.0), and different air content (4.5% and 6.0%), on a total of 8 mixes, have been tested. The effects of other parameters (curing at higher temperature, use of superplasticizer, prolonged hydration) have also been investigated. The results showed that the frost resistance of concrete generally decreases with the increase of the amount of GGBS. However, this research showed that it is possible to produce frost resistant concrete with up to 50% of GGBS by changing some properties of the mix (such as increasing the air content). The results also showed a significant improvement of the resistance against chloride ingress for concrete with high additions of GGBS. Escória de Alto Forno (GGBS), um resíduo da produção de aço em alto forno, pode ser usado para substituir parcialmente o cimento Portland (CEM I) no betão. A adição de escória de alto forno na produção do betão melhora certas características do betão, quando comparado com betão produzido apenas com cimento Portland como ligante. No entanto, preocupações relacionadas com o comportamento do betão com escória de alto forno em ambientes de gelo/degelo têm sido levantadas. O objectivo da presente investigação foi averiguar as propriedades de betão com adição de escória de alto forno, em especial no que se toca à resistencia ao gelo/degelo na presença de sais descongelantes, e à resistencia à penetração de cloretos, e se é possível produzir betão resistente ao gelo/degelo com percentagens de escória de alto forno superiores às permitidas na norma sueca SS 13 70 03 (2008) para a classe de exposição XF4 (25% da massa de CEM I). A presente dissertação consistiu maioritariamente numa investigação laboratorial. Betões com diferentes percentagens de substituição de cimento por escória de alto forno (0%, 25%, 50% e 100% da massa de cimento), com factores de eficiência diferentes (k=0.6 e k=1.0), e diferentes teores de ar (4.5% e 6.0%) foram produzidos e testados, num total de 8 composições diferentes. A influência de outros parâmetros (cura a temperatura elevada, uso de superplastificantes, hidratação prolongada) foi também averiguada. Os resultados revelam também que a resistência ao gelo/degelo diminui com o aumento da percentagem de adição. No entanto, a presente investigação mostrou que é possível produzir betão com adição de escória de alto forno com percentagens de substituição até 50% que apresente resistência ao gelo/degelo considerada aceitável, através do ajuste de certas propriedades da mistura (como por exemplo, aumentando o teor em ar). Isto é, é possível produzir betão resistente ao gelo/degelo com percentagens de escória superiores às permitidas na norma SS 13 70 03 (2008). Os resultados obtidos mostram também uma melhoria significativa da resistência à penetração de cloretos com o aumento da adição de escória de alto forno.