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Este trabalho descreve a caracterização de cinzas do bagaço de cana-de-açúcar produzidas a partir de queima controlada e moagem ultrafina. Inicialmente, as condições ótimas de queima do bagaço foram determinadas com o objetivo de alcançar a máxima atividade pozolânica. Em seguida, uma cinza ultrafina de elevada reatividade foi produzida em moinho vibratório. Por fim, estudou-se a influência do emprego de cinza ultrafina do bagaço de cana-de-açúcar (10, 15 e 20% de substituição de cimento, em massa) nas propriedades de concretos de alto desempenho. Foram avaliadas a reologia (reômetro BTRHEOM), a resistência à compressão (7, 28, 90 e 180 dias) e a penetração acelerada de íons cloro. Os resultados indicaram que a cinza do bagaço não altera as propriedades reológicas e mecânicas e possibilita a obtenção de concretos mais duráveis.