Utilização do método de difusão da energia de ondas ultrassônicas na avaliação de estruturas de concreto: efeito da sílica ativa e do metacaulim no comportamento reológico e nos parâmetros de ultrassom difuso em matrizes de concreto de ultra-alto desempenho

Abstract

Matrizes cimentícias de alta densidade, destinadas a aplicações em concreto de ultra-alto desempenho (UHPC), requerem elevado empacotamento de partículas e baixas relações água/aglomerante para alcançar porosidade reduzida e elevado desempenho mecânico. Adições finas à base de sílica são amplamente utilizadas para potencializar os ganhos de desempenho em idades iniciais e avançadas desses materiais. Entretanto, o elevado consumo de cimento característico desses sistemas resulta em um impacto ambiental significativo, tornando a substituição parcial do cimento por materiais cimentícios suplementares, como o metacaulim (MK), uma alternativa eficaz para reduzir as emissões de carbono incorporado. Este estudo investigou o efeito da substituição parcial por metacaulim e da supressão integral da sílica ativa em quatro formulações distintas de matrizes cimentícias. Adotou-se a manutenção da massa de água constante nas séries com supressão, sem a reposição do volume de finos, o que elevou a relação água/aglomerante (w/b). A evolução microestrutural foi monitorada entre 1 e 28 dias por meio de parâmetros de ultrassom difuso (difusividade, dissipação e tempo de chegada da energia máxima - ATME), utilizando corpos de prova cilíndricos de 50 mm × 100 mm, seguidos de ensaios de resistência à compressão aos 28 dias. Também foram realizados ensaios de reometria para realizar a avaliação no estado fresco. A supressão da sílica ativa reduziu sistematicamente a resistência à compressão em comparação com a mistura de referência equivalente, impedindo que as séries sem sílica ativa atingissem os níveis de resistência característicos do UHPC. Os ensaios de reometria identificaram que essa alteração promoveu a transição do comportamento pseudoplástico para espessamento por cisalhamento. Uma análise comparativa com avaliações realizadas em corpos de prova de pequenas dimensões (21 mm × 33 mm) indicou que a redução da geometria dos corpos de prova altera as métricas obtidas pelo ultrassom difuso. Ao investigar a sensibilidade do ultrassom difuso às mudanças na composição das matrizes, este trabalho amplia a base de dados experimental e contribui para a compreensão da evolução temporal dos parâmetros difusos em materiais cimentícios de alta densidade.