Filter paper method to determine the water retention curves for mortar and cement samples

Abstract

Abstract This study deals with the application of the filter paper method to determine water retention curves for mortar and concrete samples. A water retention curve exhibits the relationship between water content and energy state in interstitial water, normally expressed as a negative value when compare to normal conditions of temperature and pressure, being referred to as suction. Considering the water retention curve as a basic characterization tool for unsaturated soils, its usage in the engineering field concerning most of the construction materials remains as a pending task. However, stating that not only permeability, but also the water retention curve performs a significant role for water and soluble substances flow through a material's pores makes this observation essential for life-span estimation in cases like reinforced-concrete structures. This research paper offers results for water retention curves obtained in mortar and concrete samples. The experimental curves went through a fitting adjustment process using Van Genutchen's [1] model, showing consistency with the obtained results. Furthermore, the water/cement mix ratio does not indicate or suggest a direct influence for water retention curves.Resumo Este trabalho trata do uso da técnica do papel-filtro para a obtenção, em laboratório, de curvas de retenção de água em corpos de prova de argamassa e concreto. A curva de retenção correlaciona o conteúdo de água de meios porosos com o estado de energia da água intersticial, que em condições não saturadas (vazios não totalmente preenchidos por água) é normalmente negativo em relação às condições normais de temperatura e pressão, sendo denominado de sucção. Embora possa ser descrita como uma ferramenta básica de caracterização de solos não saturados, o uso da curva de retenção em concretos e argamassas ainda não foi introduzido na prática da engenharia para a maioria dos materiais de construção. Pode-se dizer, contudo, que não somente a permeabilidade, mas também a curva de retenção desempenha um papel fundamental no fluxo de água e substâncias solúveis pelos poros do material, sendo imprescindível o seu conhecimento, para, por exemplo, estimar a vida útil das estruturas de concreto armado. São apresentados resultados de ensaios de sucção total pelo método do papel-filtro, os quais permitiram determinar curvas de retenção para corpos de prova de concreto e argamassa. Estas curvas foram ajustadas segundo o modelo de Van Genutchen [1], o qual apresentou boa aderência aos valores experimentais. Não foi possível observar influência significativa da relação água-cimento nas curvas de retenção obtidas.