Caracterização da microestrutura de concretos estruturais antigos de barragem: estudo de caso da hidrelétrica de Paulo Afonso IV - PA IV
Ano de defesa: | 2022 |
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Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal da Paraíba
Brasil Engenharia Civil e Ambiental Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental UFPB |
Programa de Pós-Graduação: |
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
Não Informado pela instituição
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26656 |
Resumo: | Among the various construction materials, concrete stands out as the most used worldwide. Historically, among the main types of works using concrete, stand out hydraulic structures such as dams and hydroelectric plants. The durability and performance of concrete in these works is affected by the accumulation of damage induced by external charging in conjunction with environmental effects, such as surface erosion, calcium leaching, sulfate attack, alkali-aggregate reactions, steel corrosion, etc. Several studies on the ability of concrete to resist deterioration have been conducted under standardized laboratory conditions, but it is complex to compare their results with the performance of field concrete, since the time periods of these studies are short compared to the lifetime of hydraulic works. Thus, in order to analyze and characterize old concrete taken from the Paulo Afonso IV (PA IV) dam, the objective of this work is to evaluate the microstructure of the dam's drilled cores by microscopy (SEM), spectroscopy (EDS), surface zoning analysis (MAZE) and comparative x-ray diffraction (XRD), highlighting phases, compositions, products found, differences in relation to the depth of extraction, etc. Five samples from three different extraction holes from PA IV dam were analyzed, these at least 40 years old. The microstructural results and discussions show the presence of alkaline aggregate phases, a cement matrix with diversified calcium aluminates and calcium silicates, cracking and pores of various sizes, and regions of ettringite concentration. |
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Caracterização da microestrutura de concretos estruturais antigos de barragem: estudo de caso da hidrelétrica de Paulo Afonso IV - PA IVConcretoTestemunhos de concretoManifestação patológicaReação álcali-sílicaEtringitaComplexo Paulo AfonsoConcreteConcrete drilled coresPathological manifestationAlkali-silica reactionEttringitePaulo Afonso complexCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILAmong the various construction materials, concrete stands out as the most used worldwide. Historically, among the main types of works using concrete, stand out hydraulic structures such as dams and hydroelectric plants. The durability and performance of concrete in these works is affected by the accumulation of damage induced by external charging in conjunction with environmental effects, such as surface erosion, calcium leaching, sulfate attack, alkali-aggregate reactions, steel corrosion, etc. Several studies on the ability of concrete to resist deterioration have been conducted under standardized laboratory conditions, but it is complex to compare their results with the performance of field concrete, since the time periods of these studies are short compared to the lifetime of hydraulic works. Thus, in order to analyze and characterize old concrete taken from the Paulo Afonso IV (PA IV) dam, the objective of this work is to evaluate the microstructure of the dam's drilled cores by microscopy (SEM), spectroscopy (EDS), surface zoning analysis (MAZE) and comparative x-ray diffraction (XRD), highlighting phases, compositions, products found, differences in relation to the depth of extraction, etc. Five samples from three different extraction holes from PA IV dam were analyzed, these at least 40 years old. The microstructural results and discussions show the presence of alkaline aggregate phases, a cement matrix with diversified calcium aluminates and calcium silicates, cracking and pores of various sizes, and regions of ettringite concentration.NenhumaDentre os diversos materiais da construção, o concreto destaca-se como o mais utilizado em todo o mundo. Historicamente, dentre os principais tipos de obras com uso de concreto, sobressaem-se as estruturas hidráulicas, como barragens e hidrelétricas. A durabilidade e desempenho do concreto nessas obras é afetado pelo acúmulo de dano induzido pelo carregamento externo em conjunto com efeitos ambientais, tais como desgaste de superfície, lixiviação de cálcio, ataque de sulfato, reações álcali-agregado (RAA), corrosão do aço, etc. Vários estudos sobre a capacidade do concreto para resistir à deterioração foram realizados em condições laboratoriais padronizadas, no entanto se torna complexo comparar seus resultados com o desempenho do concreto de campo, visto que os períodos de tempo dessas pesquisas são curtos em comparação à vida útil de obras hidráulicas. Dessa forma, no intuito de analisar e caracterizar antigos concretos retirados da barragem de Paulo Afonso IV (PA IV), o objetivo deste trabalho é avaliar a microestrutura dos testemunhos da barragem por meio de microscopias (MEV), espectroscopias (EDS), análises de zoneamento superficiais (MAZE) e difrações de raios X (DRX) comparativas, destacando fases, composições, produtos encontrados, diferenças em relação à profundidade de extração, etc. Foram analisadas cinco amostras de três furos de extração diferentes da barragem PA IV, estes com no mínimo 40 anos de existência. Os resultados e discussões microestruturais mostram a presença de fases agregado alcalinas, matriz cimentícia com cálcio aluminatos e cálcio silicatos diversificados, fissuração e poros de variados tamanhos, além de regiões de concentração de etringita e fases de gel de RAA.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia Civil e AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil e AmbientalUFPBTorres, Sandro Mardenhttp://lattes.cnpq.br/1050045022082025Henriques, Glauco Fonsêca2023-04-06T13:58:05Z2022-12-292023-04-06T13:58:05Z2022-09-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26656porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2023-05-22T12:11:31Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/26656Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2023-05-22T12:11:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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Among the various construction materials, concrete stands out as the most used worldwide. Historically, among the main types of works using concrete, stand out hydraulic structures such as dams and hydroelectric plants. The durability and performance of concrete in these works is affected by the accumulation of damage induced by external charging in conjunction with environmental effects, such as surface erosion, calcium leaching, sulfate attack, alkali-aggregate reactions, steel corrosion, etc. Several studies on the ability of concrete to resist deterioration have been conducted under standardized laboratory conditions, but it is complex to compare their results with the performance of field concrete, since the time periods of these studies are short compared to the lifetime of hydraulic works. Thus, in order to analyze and characterize old concrete taken from the Paulo Afonso IV (PA IV) dam, the objective of this work is to evaluate the microstructure of the dam's drilled cores by microscopy (SEM), spectroscopy (EDS), surface zoning analysis (MAZE) and comparative x-ray diffraction (XRD), highlighting phases, compositions, products found, differences in relation to the depth of extraction, etc. Five samples from three different extraction holes from PA IV dam were analyzed, these at least 40 years old. The microstructural results and discussions show the presence of alkaline aggregate phases, a cement matrix with diversified calcium aluminates and calcium silicates, cracking and pores of various sizes, and regions of ettringite concentration. |
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