São sobejamente conhecidas, as ruinosas degradações que as grandes estruturas de betão sofrem ao longo do tempo. Também já foram identificadas algumas causas desta inexorável acção degenerativa e há muito tempo que se equacionam os elevados prejuízos que elas acarretam. Neste trabalho estudou-se o efeito de cinzas da queima de biomassa na mitigação da reacção álcalis-sílica expansiva (RAS). Esta reacção é lenta mas progressiva e leva à degradação de muitas edificações executadas com um dos materiais de construção mais usados nos nossos dias. Este trabalho pode ser dividido em duas partes. Na primeira parte fez-se a caracterização física e química das cinzas provenientes de duas unidades industriais situadas na zona centro de Portugal: (i) termoeléctrica da queima de biomassa (C1), (ii) co-geração da indústria de celulose (C2). Verificou-se que as cinzas C1 são mais finas que as cinzas C2. Devido ao baixo teor de inqueimados nas cinzas C2, pode-se concluir que a tecnologia de queima da indústria de celulose é mais eficiente. Na segunda parte deste trabalho, estudou-se a substituição de cimento por cinzas de biomassa em teores de 20, 30 e 40%, em argamassas cimentíceas, para tentar mitigar a reacção expansiva. Constactou-se que as argamassas com a incorporação das cinzas C1 sofreram menos expansão do que as argamassas com a incorporação de cinzas C2. As argamassas com a incorporação de cinzas e metacaulino mostraram ser eficazes na mitigação da RAS.

The ruinous degradation of large concrete structures over time is well known. One possible cause is due to the reaction between cement past and aggregates, since it causes a significant expansion at later ages, this process is known as alkali-silica reaction (ASR) and a long ago equated the huge losses. In this work it was studied the effect of fly ash from biomass combustion in the mitigation of the reaction alkali-silica expansion. This reaction is slow but progressive that leads to the degradation of many buildings built with the construction material most used in our days. This work can be split in two parts. In the first one we characterize the physical and chemical proprieties of fly ashes generated two industrial plants situated in the center area of Portugal: (i) biomass thermal combustion (C1), (ii) co-generation plant of cellulose (C2). It was found that the ashes C1 are more fine the ashes C2. Due to low organic matter in the ash C2, we concluded that the burning technology of the cellulose industry is more efficient. In the second part of the work we studied mortars were the cement was substituted by biomass fly ash (at levels 20, 30 and 40%) in trying to mitigate the ASR expansive behaviour. It was found that the mortar with the incorporation of ash C1 expanded less than the mortar with the incorporation of ash C2. The mortar with the incorporation of ash and metakaolin proved to be effective in the mitigation of ASR.

Mestrado em Engenharia de Materiais