Detailed depth profiles of sulfate ingress into concrete measured with laser induced breakdown spectroscopy

Weritz, Friederike; Taffe, Alexander; Schaurich, Dieter; Wilsch, Gerd

doi:10.1016/j.conbuildmat.2007.12.016

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“…15H 2 O) [10,[21][22]. No concreto, a formação da gipsita está acompanhada da perda de adesão e da resistência mecânica, podendo haver ainda expansão e lascamento do material; a formação de etringita está associada a uma expansão e a uma fissuração da pasta e, adicionalmente, do agregado; e, a formação de taumasita, na transformação do concreto endurecido em uma massa não coesa, devido à dissolução do C-S-H, o principal composto da matriz cimentícia [9,23].…”

Section: +unclassified

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Oxidação da pirita e seus efeitos em argamassas de cimento Portland sujeitas ao ataque por sulfatos de origem interna

Pereira¹,

Portella²,

Bragança³

et al. 2016

Matéria (Rio J.)

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RESUMOO ataque por sulfatos de origem interna é resultante da reação química entre os íons Fe 2+ e SO 4 2-, provenientes da oxidação de agregados sulfetados, e os compostos da pasta cimentícia, e tende a promover a degradação do concreto devido formação de produtos expansivos que geram fissuração e desagregação do material. Neste trabalho, a morfologia da pirita, presente em alguns tipos de agregado, foi avaliada. O mineral foi utilizado em substituição parcial à areia (10%, em massa) na dosagem de argamassas, para estudo das modificações microestruturais e da variação dimensional linear sob envelhecimento natural durante 42 dias. A caracterização microestrutural foi executada em equipamento FEG/SEM com sonda analítica de EDS. Verificouse, na superfície da pirita oxidada, a formação de óxidos de ferro, os quais afetaram a interface entre a pasta de cimento e o agregado nos materiais produzidos com a pirita. Quanto a variação dimensional, a argamassa apresentou apenas contrações durante o período de estudo. Verificou-se a ocorrência de fissuração e a predominância na formação de cristais aciculares de etringita aos 42 dias enquanto aos 90 dias a presença de gipsita predomina. Óxidos de ferro oriundos da oxidação da pirita são evidentes nas argamassas aos 90 dias.Palavras-chave: Pirita, oxidação, sulfatos, ataque interno por sulfatos, argamassa. ABSTRACTThe internal sulfates attack (ISA) is resultant of the chemical reaction between the ions Fe 2+ and SO 4 2-, by products of sulfide aggregates oxidation, and the composites of the cement paste. These actions promote the degradation of concrete due to the formation of expansive products that generates cracking and dissolution of the material. In this study, the morphology of the pyrite, present in some kinds of aggregate, was evaluated. In parallel, the mineral was utilized in partial replacement for sand (10%, in mass) in mortar dosage, for study of microstructural modifications and linear dimensional variation under natural aging during 42 days. The microstructural characterization was executed in a FEG/SEM equipment with EDS analytical probe. On the surface of the oxidized pyrite were formed iron oxides, which affected the interface between the cement paste and the aggregate in the produced materials with the pyrite. As the dimensional variation, the mortar presented only contractions during the period of study. It was verified the occurrence of cracking and the predominance of ettringite acicular crystals formation at 42 days, while at 90 days the presence of gypsum predominates. Iron oxides from the oxidation of the pyrite were evident in mortars at 90 days.

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Section: +unclassified

“…Além disto, os óxidos formados podem provocar uma expansão localizada nesta região, com liberação de íons sulfato e redução do pH local, gerando condições favoráveis para a deterioração da pasta de cimento [6][7][8][9][10][23][24].…”

Section: Figuraunclassified

Oxidação da pirita e seus efeitos em argamassas de cimento Portland sujeitas ao ataque por sulfatos de origem interna

Pereira¹,

Portella²,

Bragança³

et al. 2016

Matéria (Rio J.)

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“…Os produtos liberados reagem com os compostos do cimento hidratado, gerando compostos com caráter expansivo, os quais ocasionam tensões internas no material, causando fissuração e degradação da estrutura, com redução nas propriedades mecânicas e perda da rigidez do concreto [12][13][14].…”

Section: Introductionunclassified

Efeito da adição de nanomagnetita (Fe3O4) em pastas de cimento Portland sujeitas ao ataque interno por sulfatos (ISA)

Pinkoski

Oliveira

Bragança

et al. 2017

Simpósio Paranaense De Patologia Das Construções

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Resumo: A vida útil de estruturas de concreto utilizadas na construção civil deve sempre ser prolongada, independentemente do ambiente em que estão contidas, mantendo as suas características, quando submetidas as solicitações mecânicas e frente aos agentes agressivos. Com uma grande presença de agentes que possibilitam a ocorrência de degradação, torna-se carente a interface de recuperação e manutenção dessas estruturas. As adições surgem como uma proposta para melhorar as propriedades do concreto e minimizar os efeitos nocivos aos quais as obras estão sujeitas. Nesta ocasião, foram testados seis traços diferentes de pastas de cimento, com e sem contaminação por pirita, com a adição de nanomagnetita em diferentes teores (de 0,5% a 1,0%) pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e pelo ensaio de resistência à tração por compressão axial. Com o aumento do teor de nanomagnetita na mistura, foi possível verificar uma microestrutura mais densa assim como um incremento da resistência mecânica (de cerca de 50% aos 7 dias) e a mitigação dos efeitos de degradação causados pelo presença do sulfeto mineral.Palavras-chave: Pasta de cimento, Pirita, Sulfato, nano-Fe3O4. Abstract:The life cycle of concrete structures used on civil construction must be always extended, regardless of the environment in which they are contained, keeping their characteristics while maintaining its ones, when submitted to the mechanical requests and against the aggressive agents. With a large presence of agents that allow the occurrence of degradation, the retrieval and maintenance interface of these structures becomes lacking. The additions are a proposal to improve these properties of concrete and minimize the harmful effects to which the works are subject. At this occasion, different traces of cement paste were tested, with and without pyrite contamination, with the addition of nanomagnetite in different percentages by scanning electron microscopy (SEM) technique and tensile strength by axial compression test. By increasing nanomagnetite percentage in the mixture, it was possible to verify a denser microstructure, as well as an enhance of the mechanical resistance and the mitigation of the degradation effects caused by the contaminant.

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“…This is significant in that prior experimental research [5,18] into understanding degradation of concrete in sewer pipes has proven that optimum corrosion levels also occur just above the waterline. Work carried out into determining depth profiles of sulfate ingress into concrete noted that core samples were taken from the walls surrounding the spiral pump of a sewage treatment plant as well as the concrete walls of a clarifier which has been damaged by sulfates originating from the sewage waters [19].…”

Section: Characterising the Wastewater Environmentmentioning

confidence: 99%

Biochemical attack on concrete in wastewater applications: A state of the art review

O’Connell

McNally

Richardson

2010

Cement and Concrete Composites

215

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Publication informationCement and Concrete Composites, 32 (7) AbstractThe costs associated with the provision and maintenance of drinking water and wastewater infrastructure represents a significant financial demand worldwide. Maintenance costs are disproportionately high, indicating a lack of adequate durability. There remains a lack of consensus on degradation mechanisms, the performance of various cement types, the role of bacteria in the corrosion process associated with wastewater applications and testing methodologies. This paper presents a review of the literature, outlining the various research approaches undertaken in an effort to address this problem. The findings of these varying approaches are compared, and the different strategies employed are compiled and discussed. It is proposed that a key step in advancing the understanding of the associated deterioration mechanism is a combined approach that considers the interaction between biological and chemical processes. If this can be achieved then steps can be taken to establishing a performance-based approach for specifying concrete in these harsh service conditions.

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Detailed depth profiles of sulfate ingress into concrete measured with laser induced breakdown spectroscopy

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Oxidação da pirita e seus efeitos em argamassas de cimento Portland sujeitas ao ataque por sulfatos de origem interna

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Efeito da adição de nanomagnetita (Fe3O4) em pastas de cimento Portland sujeitas ao ataque interno por sulfatos (ISA)

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