The environmental impact of cement production increased significantly in the previous years. For each ton of cement produced, approximately a ton of carbon dioxide is emitted in decarbonation (50%), clinker furnace combustion (40%), raw materials transport (5%), and electricity (5%). Green strategies have been advanced to reduce it, adding natural or waste materials to substitute components or reinforce the mortar, like fibers or ashes. Sugar cane bagasse ash is a by-product generated from sugar boilers and alcohol factories with capacity to be used in concrete production. Composed mainly of silica, it can be used as mortar and concrete mineral admixture, providing great economic and environmental advantages, particularly in regions with sugar culture and industrial transformation like Brazil. In this research, a study of partial substitution of Portland cement by sugar cane bagasse (SCB) is analyzed, in order to reduce clinker in concrete volume, responsible for high emission of CO2 to the atmosphere. An experimental campaign with cementitious pastes was carried out to evaluate the durability properties’ changes due to SCB ash use. Samples containing 15% of sugarcane bagasse ash unveiled good results in terms of durability, indicating that concrete structure with sugar cane ash research is a new and important scientific topic to be highlighted.

Resumo __________________________________________________________________ A utilização de sensores embebidos no concreto para monitorar a durabilidade das estruturas é uma tendência atual. Uns dos dispositivos mais simples achados no mercado são os sensores galvânicos; formados por dois metais dissimilares. Esses sensores de corrosão se baseiam na identificação prematura da variação da corrente galvânica de modo que a evitar degradações que levem ao colapso limitando o período de vida útil do parque de obras de arte da infraestrutura pública. O objetivo do trabalho foi confeccionar um sensor galvânico de múltiplos elétrodos nos laboratórios da UFPR inspirado num equipamento existente no mercado estrangeiro e avaliar o desempenho do mesmo em uma solução saturada de Ca(OH)2 com e sem adição de NaCl (3,5% em massa). Em ambas as condições de exposição foi medida a corrente galvânica e a diferença de potencial no sensor. A corrente ficou da ordem de micros amperes mesmo após a adição de cloreto à solução aquosa. Entretanto, os valores de potencial dos pares se tornaram positivos e com tendência a aumentar. Esperava-se que o sensor se comportasse como um semi-eletrodo de referência, porém, cada par mostrou um comportamento diferenciado com variação maior do que 1mV/min entre leituras.Palavras-chave: Sensor; Corrente galvânica; Diferença de potencial. Abstract __________________________________________________________________The use of sensors embedded in concrete to monitor the durability of structures is a current trend. Some of the simplest devices on the market are galvanic sensors; Formed by two dissimilar metals. These corrosion sensors are based on the premature identification of galvanic current variation so as to avoid degradations leading to collapse by limiting the lifetime of the works of art of the public infrastructure. The objective of this work was to prepare a multi-electrode electrode in the laboratories of UFPR inspired by an equipment in the foreign market and to evaluate its performance in a saturated solution of Ca (OH) 2 with and without addition of NaCl (3.5% in large scale). In both conditions of exposure, the galvanic current and the potential difference in the sensor were measured. The current was of the order of micro-amps even after addition of chloride to the aqueous solution. However, the potential values of the pairs became positive and tended to increase. The sensor was expected to behave as a reference semi-electrode, however, each pair showed a different behavior with variation greater than 1mV / min between readings.

No abstract

A carbonatação do concreto é um processo físico-químico que envolve a difusão e reação de CO2 com produtos da hidratação do cimento. Essa reação reduz o pH do concreto o que impacta a durabilidade das estruturas. Com o auxílio de modelos matemáticos que consideram vários parâmetros que influenciam este mecanismo de deterioração, pode-se estimar a vida útil remanescente. O objetivo deste trabalho é correlacionar o avanço da frente de carbonatação, de forma natural, com a profundidade de carbonatação estimada a partir de modelos de vida útil, em corpos de prova armazenados numa sala com temperatura e umidades variáveis durante 7 anos. Os corpos de prova com menor relação água cimento (a/c) apresentaram menor profundidade de carbonatação. A amostra de referência, sem adição pozolânica e portanto com maior reserva alcalina, apresentou menores profundidade de carbonatação e não foi possível escolher um só modelo para representar o fenômeno. Palavras chaves: carbonatação natural, frente de carbonatação, modelos de previsão.

Resumo: A utilização de sensores embebidos no concreto para monitorar a durabilidade das estruturas é uma tendência atual. Uns dos dispositivos mais simples achados no mercado são os sensores galvânicos; formados por dois metais dissimilares onde um deles atua como ânodo e o outro como cátodo. O objetivo deste trabalho na sua primeira etapa foi tentar reproduzir nos laboratórios da UFPR um sensor galvânico de múltiplos elétrodos e avaliar o desempenho do mesmo em uma solução saturada de Ca(OH)2 com e sem adição de NaCl ao 3,5% em massa. O sensor projetado consiste em quatros barras retas de aço-carbono posicionadas em altura e ângulos diferentes sobre uma base de cobre com 50x50 mm por 3 mm de espessura que atua como cátodo por ser este um metal com potencial eletroquímico mais estável do que o aço carbono. A altura dos ânodos com relação à superfície exposta do concreto é flexível e pode ser ajustada segundo a profundidade do recobrimento mínimo da estrutura. Durante o trabalho foi medida a corrente galvânica no circuito gerado entre os metais; em ambas as condições de exposição a corrente ficou da ordem de micros amperes. No intuito de inferir o potencial dos sensores foram avaliadas as leituras de diferença de potencial dos pares que os compõem; mas os sensores analisados não conseguiram manter ou voltar a um valor médio de potencial no transcurso do tempo.Palavras-chaves: sensor, corrente galvânica, diferença de potencial. Abstract:The use of sensors embedded in concrete to monitor the durability of structures is a current trend. Some of the simplest devices on the market are galvanic sensors; formed by two dissimilar metals where one of them acts as anode and the other as cathode. The objective of this work in its first stage was to try to reproduce in the laboratories of the UFPR a galvanic sensor of multiple electrodes and to evaluate its performance in a saturated solution of Ca (OH) 2 with and without addition of NaCl to 3,5 % by weight. The designed sensor consists of four straight steel rods positioned at different angles and height on a square copper base with 50x50 mm by 3 mm thickness that acts as a cathode because it is a metal with more stable electrochemical potential than steel carbon. The height of the anodes in relation to the exposed surface of the concrete is flexible and can be adjusted according to the depth of the minimum covering of the structure. During the work was measured the galvanic current in the circuit generated between the metals; in both conditions of exposure the current was of the order of micro amps. In order to infer the potential of the sensor were evaluated the potential difference readings of the pairs that compose it; but the sensors analyzed failed to maintain or return to an average potential value over time.