Evaluation of the chloride penetration and service life of self-healing concretes activated by crystalline catalyst

Abstract

Abstract The main cause of concrete structures deterioration is related to the resistance against the penetration of aggressive agents. Aiming at increase the impermeability and reduce the diffusivity of concrete elements, making it less susceptible to the ingress of chloride ions, the use of crystalline catalyst emerges as a good alternative. Its mechanism of autogenous healing enhances the natural pore-filling process of concrete. The aim of this study is to investigate the influence of the use of crystalline catalyst on the chloride ions penetration and service life prediction of concrete. For the concrete mixtures production, it was used blast-furnace slag blended cement, three different water/cement (w/c) ratios (0.45; 0.55; 0.65), with and without crystalline catalyst, totaling six different mixtures. The concrete specimens were cured in a moist chamber and tested at 28 and 91 days. It was performed tests of compressive strength, rapid chloride permeability (ASTM C1202:12), and silver nitrate colorimetric indicator. The results show that, compared to the reference mixture, the use of crystalline catalyst conserved the compressive strength and reduced the chloride ions penetration up to 30%, increasing service life up to 34%.Resumo A razão predominante da deterioração das estruturas de concreto armado está relacionada com a capacidade de resistência contra a penetração de agentes agressivos. A fim de favorecer a elevação da estanqueidade de elementos de concreto e a redução da difusividade dos concretos, tornando-os menos suscetíveis ao ingresso de íons cloreto, a utilização de aditivo cristalino desponta como opção muito interessante. Seu mecanismo de autocicatrização autógena potencializa o processo de colmatação natural do concreto. Este trabalho objetivou investigar a influência da utilização desses aditivos autocicatrizantes cristalinos no que tange ao avanço de íons cloreto e à estimativa de vida útil em concretos. Para a produção dos concretos foi utilizado cimento Portland com escória de alto forno, considerando três relações água/cimento (0,45; 0,55; 0,65), sem e com o aditivo cristalino, totalizando seis proporções de materiais. Os corpos de prova foram curados em câmara úmida e ensaiados nas idades de 28 e 91 dias. Foram realizados ensaios de compressão axial, penetração acelerada de íons cloreto, ASTM C1202:12, e ensaios de indicadores colorimétricos com aspersão de nitrato de prata. Após análise efetuada, os resultados demonstraram que, comparativamente ao concreto de referência, o uso do aditivo cristalino resultou na conservação da resistência à compressão em concretos, na redução da penetração de cloretos em até 30%, e, na elevação da vida útil de projeto, VUP, em até 34%.