Concreto auto adensável by Fábio Ricardo Costa

CONCRETO AUTO-ADENSĂ VEL Bernardo Fonseca Tutikian Denise Carpena Dal Molin

Bernardo Fonseca Tutikian é engenheiro civil,

formado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) em 2002, mestre e doutor em engenharia, ambos os títulos obtidos também na UFRGS, em 2004 e 2007, respectivamente. Especialização em materiais de construção, especificamente em dosagem de concretos auto-adensáveis (CAA). Foi distinguido com diversas premiações, entre as quais. Prêmios Falcão Bauer, Categoria Novos Materiais nos anos de 2005 e 2006; Prêmio Sinduscon RS - Case Acadêmico, em 2006; Prêmio Melhores Práticas da Comunidade da Construção, em 2007. Ex-bolsista da JICA (Japanease International Cooperation Agency) em dois cursos internacionais de especialização, sendo o primeiro no México, em 2005, com enfoque em ensaios não destrutivos, e o segundo no Japão, em 2007, focado em produção mais limpa com ênfase em tecnologias e técnicas ambientais. Atualmente é professor universitário nas Universidades de Caxias do Sul (UCS), na Universidade do Vale do Taquari (UNIVATES) e na Universidade do Vale dos Sinos (UNISINOS) em tecnologias construtivas e sistemas estruturais. Também é orientador de trabalhos de conclusão de curso.

Concreto Auto-Adensรกvel Bernardo Fonseca Tutikian Denise Carpena Dal Molin

Concreto Auto-Adensável © COPYR1GIIT L Dl TORA Pl\l LIDA Iodos os direitos reservados. E proibida a reprodução cotai ou parcial deste voluine.de qualquer forma ou por quaisquer meios, sem o consentimento expresso da editora.

Coordetia(ão de \ Utnuah Téaikos Josiani Souza

Rcrisão Marcelo Fontana

Did£r(imti(<io Triall Composição Editorial Ltda.

Este livro foi catalogado na Câmara Brasileira do Livro.

D a d o s Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Tutikian, Bernardo Fonseca Concreto auto-adcnsávcl / Bernardo Fonseca Tutikian, Denise Carpena Dal Molin. — São Paulo: Pini, 2 0 0 8 . Bibliografia. ISBN 978-85-7266-211-6

1. Concreto auto-adensável Carpena.

2. Construção de concreto

I. Dal Molin, Denise

II.Título.

08-08836

CDD-620.136 índice para catálogo sistemático:

1. Concreto auto-adcnsávcl: Engenharia civil 620.136

EDITORA PINI LTDA Rua Anhaia, 964 - 01130-900 - São Paulo - SP - Brasil Telefone: (11)2173-2300 Fax: (11) 2173-2466 www.piniweb.com - manuais@pini.com.br

l J edição, 1 J tiragem. 2 . 0 0 0 exemplares, otitubro/08

Prefácios

O livro CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL vem suprir uma lacuna existente no Brasil sobre essa tecnologia, já bastante difundida em outros países face a sua importancia técnica, econômica e ambiental. Não se trata de um tipo diferente de concreto e sim de uma técnica utilizada para a aplicação do material, trazendo inúmeras vantagens, tal como descrito no capítulo 1. Os autores adotaram uma abordagem prática e aplicada, descrevendo com propriedade as vantagens, limitações e dificuldades encontradas tanto in situ como em pré-moldados, fornecendo explicações científicas para escolha dos materiais constituintes, propriedades no estado fresco e endurecido, resistência, durabilidade e outras propriedades tecnológicas para esse tipo de técnica do concreto. No capítulo 5 são apresentados métodos de dosagem desenvolvidos pelos autores, o que representa um avanço de grande importancia tanto para estudantes quanto para profissionais da engenharia de concreto. Trata-se de um passo único para a utilização e divulgação da técnica, possibilitando a ampliação de seu uso. Essa primeira edição do livro, também traz um capítulo abrangente sobre a viabilidade econômica do uso do concreto auto-adensável. A documentação fotográfica e explicativa torna o texto fácil e ilustrativo quanto aos tópicos discutidos. A linguagem escrita mesmo sendo técnica é de fácil comprensão e absorção, tornando a leitura agradável. Vale ressaltar que trata-se de um livro voltado ao mercado brasileiro, podendo ser utilizado igualmente por graduandos, pós-graduandos, projetistas de estruturas e engenheiros em geral. A prof. Denise Dal Molin é muito conhecida e reconhecida tanto pelos pesquisadores e como pelos profissionais do ramo e o prof. Bernado Tutikian desponta como uma promessa entre os jovens profissionais na engenharia brasileira.

Prof. Dr. André Geyer

Os professores Denise Dal Molin e Bernardo Tutikian fazem renascer, no Brasil, a tecnologia do Concreto Auto-adensável. Conhecido há muito e utilizado em larga escala nos países desenvolvidos, o CAA é apresentado no livro de forma acessível, sustentável e mais humana ao trabalhador que o aplica. Fazer de um material, que tem comprovadas qualidades técnicas, um produto fácil de dosar, com custos próximos aos concretos convencionais e com desempenho superior são algumas das inovações possíveis a partir desta obra. A Denise Dal Molin, nossa orientadora e amiga, com sua grande competência, em uma linguagem clara e didática, torna sofisticados conceitos científicos da tecnologia do concreto de fácil compreensão, possibilitando o conhecimento das propriedades do material. Bernardo Tutikian, um brilhante jovem doutor, mostra no seu trabalho ser possível adaptar a tecnologia do CAA às condições e materiais brasileiros e sua utilização em larga escala, contribuindo assim com a melhoria da qualidade das nossas estruturas.

Prof. Dr. Vladimir Paulon

Sumário

INTRODUÇÃO 1.1 Definição

7 9

1.2 Vantagens da Utilização do CAA

1.3 Utilização no Brasil e no Mundo

1.3.1 Aplicação do CAA em pré-moldados

1.3.2 Aplicação do CAA in situ

MATERIAIS CONSTITUINTES

2.1 Cimento

2.2 Adições Minerais

2.2.1

Quimicamente ativas

2.2.2 Sem atividade química

29 33

2.3 Agregados

2.3.1

Miúdos

2.3.2 Graúdos 2.4 Aditivos 2.4.1

35 35

Plastificantes e superplastificantes

2.4.2 Modificadores de viscosidade 2.5 Água

36 39 39

CW N O ESTADO FRESCO

3.1 Reologia

3.2

Pressão nas fôrmas

3.3 Ensaios para Controle da Trabalhabilidade

3.3.1 SlumpJlow test

3.3.2 Slump Jlow T 5 0 c m test

3.3.3 J-ring test

3.3.4 V-funnel test

3.3.5 L-box test

3.3.6 U-box test

3.3.7 Fill-boxtest

3.3.8 U-shaped pipe test

3.3.9 Orímet test

3.3.10 Considerações finais

3.4 Limitações e Dificuldades

CAA N O ESTADO ENDURECIDO

M É T O D O S DE DOSAGEM

5.1 Método de Dosagem Proposto por Tutikian

5.1.1

Passo 1 - Escolha dos materiais

5.1.2

Passo 2 - Determinação do teor ideal de argamassa seca

5.1.3

Passo 3 - Determinação dos traços rico, intermediário e pobre

5.1.4

Passo 4 - Colocação do aditivo superplastificante e conseqüente segregação

5.1.5

Passo 5 - Acerto dos finos por substituição

5.1.6

Passo 6 - Ensaios de trabalhabilidade até o CCV virar CAA

5.1.7

Passo 7 - Comparação do CAA com e sem VMA

5.1.8

Passo 8 - Ensaios da resistência à compressão nas idades determinadas

Passo 9 - Desenho do diagrama de dosagem

5.1.9

5.1.10 Exemplo de dosagem pelo método Tutikian

5.1.11 Considerações finais sobre o método de dosagem proposto por Tutikian ....90 5.2 Método de Dosagem Proposto por Tutikian <5í Dal Molin 5.2.1

Escolha dos materiais

5.2.2

Determinação do esqueleto granular

5.2.3 Determinação da relação água/cimento ou teor do aditivo superplastificante

5.2.4 Mistura dos traços rico, intermediário e pobre

5.2.5 Ensaio das propriedades mecânicas e de durabilidade nas idades determinadas

100

5.2.6 Desenho dos diagramas de dosagem e desempenho

100

5.2.7

105

Exemplo de dosagem utilizando o método Tutikian <Sí Dal Molin VIABILIDADE ECONÔMICA D O U S O D O CAA

6.1

Indústria de Pré-Moldados

1 17

118

6.2 Aplicações Convencionais

120

6.3 Aplicações Especiais

123

TENDÊNCIAS FUTURAS D O U S O D O CAA REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

131 133

Introdução

pesar de o concreto ser o material de construção mais utilizado no mundo, atualmente nào se pode mais considerar apenas o estudo de concretos convencionais (CCV). O mercado e as técnicas construtivas exigem concretos que apresentem características especiais, como os concretos de alta resistência, de alto desempenho, autoadensáveis, com fibras, com altos teores de adições pozolânicas, aparentes, coloridos, brancos e sustentáveis, entre outros. Para suprir essa demanda, um avanço na área da tecnologia de concreto tem ocorrido nas últimas décadas. Dentro desse contexto, foi desenvolvido no Japão, em 1988, o concreto auto-adensável (CAA), que é capaz de se moldar nas fôrmas por conta própria e preencher, sem necessidade nenhuma de vibração ou compactação externa de qualquer natureza, os espaços destinados a ele. O CAA é claramente uma das áreas da tecnologia do concreto que tem o maior potencial de desenvolvimento. O CAA não é apenas um

novo lipo de concreto senão uma tecnologia que, quando aplicada corretamente, proporciona propriedades diferentes e, principalmente, novas oportunidades. Com a utilização do CAA, a estrutura deve ser analisada de uma forma integral, em que tanto o processo construtivo quanto a concepção arquitetônica possam ser otimizados. No Brasil, o estudo e principalmente a utilização do CAA ainda estão muito aquém do potencial desse material, por uma série de questões que serão abordadas ao longo do livro. Porém, equacionar uma cias principais razões - que é o desconhecimento dos profissionais a respeito do assunto - é a grande motivação dos autores. Com este trabalho, pretende-se divulgar o material desde sua introdução, passando por métodos de dosagens e até exemplos reais de aplicação para dirimir quaisquer dúvidas e anseios do público em geral. As duas propriedades mais importantes do CAA são a trabalhabilidade e a estabilidade. As características desse concreto têm de ser determinadas e mantidas. Assim, as propriedades dos materiais e, principalmente, o proporcionamento destes, passam a ser os fatores mais importantes para a otimização da mistura. O CAA atrai cada vez mais interesse no Brasil, e tem sido utilizado em indústrias de pré-moldados e em obras correntes e especiais. Porém, os principais estudos atualmente focam as propriedades mecânicas, a durabilidade e a possibilidade de utilização com determinados tipos de materiais locais. A dosagem, que é um dos aspectos mais importantes desse concreto, vem sendo estudada superficialmente, prejudicando todos os temas anteriores. É surpreendente que, ainda hoje, pesquisadores e profissionais responsáveis pela mistura do CAA ainda utilizem métodos de dosagem propostos há mais de 20 anos com o intuito de iniciar o desenvolvimento desse concreto. Sabe-se que, nos últimos tempos, foram propostos métodos de dosagem eficazes j á comprovados que permitem o proporcionamento de CAA econômicos como os de Tutikian ( 2 0 0 4 ) , de Comes ( 2 0 0 2 ) , de Melo-Repette ( 2 0 0 5 ) e de Tutikian & Dal Molin ( 2 0 0 7 ) . Pesquisas mostram que, erroneamente, profissionais tomadores de decisão escolhem outro tipo de concreto ao CAA por seu custo ser, teoricamente, mais elevado. Ou então, justificam eles, deixam de utilizar esse concreto - já que algumas propriedades no estado endurecido podem comprometer o desempenho da estrutura - como o módulo de elasticidade. Sabe-se, no entanto, que o CAA só pode ser diferente do

CCV até que a mistura passe cio estado fresco para o endurecido. Assim, suas propriedades mecânicas e de durabilidade serão, simplesmente, o efeito do proporcionamento dos materiais constituintes. Os materiais são parecidos com os do CCV assim como as propriedades no estado endurecido, quando não superiores. Por se tratar de um material relativamente novo no mercado e ainda desconhecido do grande público, a parte inicial do livro detalhará o conhecimento existente sobre o CAA englobando definição, vantagens, aplicações conhecidas, os materiais constituintes e suas propriedades no estado fresco e endurecido. Porém, a intenção principal é divulgar os dois métodos de dosagens propostos pelos autores, que visam facilitar a difusão do material e assim evitar uma série de problemas como os descritos nos parágrafos anteriores. Pretende-se, assim, possibilitar a viabilização econômica do CAA, por utilizar conceitos testados e aprovados por diversos profissionais.

1.1

Definição

Um concreto só será considerado auto-adensável se três propriedades forem alcançadas simultaneamente: fluidez, coesão necessária para que a mistura escoe intacta entre barras de aço (ou habilidade passante) e resistência à segregação (EFNARC, 2002). Fluidez é a propriedade que caracteriza a capacidade do CAA de fluir dentro da fôrma e preencher todos os espaços. Habilidade passante é a propriedade que caracteriza a capacidade da mistura de escoar pela fôrma, passando por entre as armaduras de aço sem obstrução do fluxo ou segregação. E resistência à segregação é a propriedade que define a capacidade do CAA de se manter coeso ao fluir dentro das fôrmas, passando ou não por obstáculos. A habilidade do concreto fresco, seja um CAA ou não, de preencher as fôrmas sem a presença de bolhas de ar ou falhas de concretagem (ninhos), é um dos principais fatores que influem na qualidade final do concreto endurecido. O CAA não pode depender de nenhum tipo de ajuda externa para cumprir seu papel. O uso de vibradores de imersão, réguas vibratórias ou qualquer outra forma de compactação é estritamente proibida em um CAA. A única ferramenta disponível para esse concreto é seu próprio peso, ou seja, a ação da força da gravidade em sua massa.

Porém, é importante ressaltar os que devem ser tomados cuidados com sua homogeneidade. O CAA, ao 'caminhar sobre as fôrmas envolvendo obstáculos (eletrodutos, barras de aço, e outros), não deve segregar, ou seja, ter o agregado graúdo separado da argamassa. Uma mistura mal dosada pode até parecer coesa, mas ao ser lançada nas fôrmas iniciará o processo da segregação. Por isso, os CAA devem ser testados previamente por meio de equipamentos que simulem as condições reais, como será visto no capítulo 3.

1.2

Vantagens da Utilização do CAA

O CAA é descrito como uma das grandes revoluções ocorridas na tecnologia do concreto para a construção nas últimas décadas, e por meio de sua utilização é possível obter vários ganhos diretos e indiretos, entre os quais: a)

acelera a construção, já que seu lançamento é muito rápido e dispensa o adensamento;

reduz a mão-de-obra no canteiro porque elimina a vibração e facilita o espalhamento e o nivelamento do concreto;

melhora o acabamento final da superfície;

pode aumentar a durabilidade por ser mais fácil de adensar e evita, assim, que ocorram falhas de concretagem e grandes vazios resultantes da má vibração;

permite grande liberdade de formas e dimensões; o CAA preenche fôrmas curvas, esbeltas, com altas taxas de armadura e de difícil acesso;

permite concretagens em peças de seções reduzidas;

elimina o barulho de vibração, o que é muito importante em grandes centros urbanos, concretagens noturnas ou obras perto de escolas e hospitais;

h) torna o local de trabalho mais seguro em função da diminuição do número de trabalhadores; i)

permite obter um ganho ecológico porque utiliza em sua composição altos teores de resíduos industriais como cinza volante, escória alto forno ou cinza de casca de arroz;

pode reduzir o custo final do concreto e/ou da estrutura caso sejam computados economicamente todos os ganhos citados acima.

O CAA possui uma grande deformabilidade no estado fresco, ou seja, pode ser moldado facilmente nas mais diversas formas sob a ação da gravidade. Tal propriedade permite que o CAA percorra até dez metros de distância horizontal, mesmo com obstáculos no caminho. A grande resistência à segregação, aliada à fluidez do CAA, permite a eliminação de macro defeitos, bolhas de ar e falhas de concretagem, que são responsáveis diretos por perdas de desempenho mecânico do concreto e durabilidade da estrutura. A possibilidade da eliminação da vibração é muito interessante uma vez que, além da economia de energia elétrica e mão-de-obra, a vibração produz ruído, e pode causar doenças nos operários. Bartos e Sôderlind ( 2 0 0 0 ) concluíram em estudo experimental que o ruído captado por trabalhadores e pelo entorno da edificação quando utilizado o CAA, é de aproximadamente um décimo do ruído - em decibéis comparado ao recebido quando o CCV é utilizado. Além disso, a vibração também desgasta e exerce forte pressão nas fôrmas, que podem ceder se não estiverem bem presas. A adição de materiais finos no CAA melhora diversas propriedades, tanto no estado fresco como no endurecido. Os finos atuam como pontos de nucleaçào, ou seja, quebram a inércia do sistema, fazendo com que as partículas de cimento reajam mais rapidamente com a água. Obtém-se, assim, ganhos de resistência nas primeiras idades da mesma forma que, ao aumentar o pacote de partículas finas, cresce a compacidade da pasta, dificultando a penetração de agentes externos agressivos, melhorando a zona de transição. Ao mesmo tempo em que resíduos da construção podem funcionar como finos, dando coesão ao CAA, a viabilidade de sua utilização pode ser uma solução para os problemas gerados em sua disposição. O cimento, que é um material mais caro, poderá ser usado com a única função de dar resistência ao concreto. Resultados experimentais mostraram que o CAA apresentou reduções significativas no coeficiente de permeabilidade e absorção capilar se comparado ao CCV referência de faixas de resistência similares (ZHU e BARTOS, 2 0 0 3 ) . Esses autores também concluíram que a penetração de cloretos depende das adições utilizadas, ou seja, CAA e CCV de mesmas resistências à compressão e com os mesmos materiais cimentícios elevem ter os mesmos valores de penetração de íons cloretos.

Por todos esses motivos, o CAA tem se tornado uma excelente opção para o setor da construção e, como será visto, sua utilização e estudos crescem rapidamente.

1.3

Utilização no Brasil e no Mundo

O CAA pode ser utilizado tanto moldado in loco como na indústria de pré-moldados, pode ser dosado no canteiro-de-obras ou em centrais de concreto e depois transportado por meio de caminhão-betoneira para as construções. Também pode ser lançado com bombas de concreto, gruas ou simplesmente espalhado. Ou seja, o CAA é tão versátil quanto o CCV. Há poucas referências publicadas a respeito da utilização do CAA em obras de engenharia. Normalmente, as utilizações são em estruturas especiais, complicadas de se concretar com o CCV Domone ( 2 0 0 6 ) fez um levantamento das publicações que relatavam o uso do CAA entre 1993, desde a primeira aplicação divulgada (ocorrida no Japão) - que foi a concretagem in loco de colunas e paredes de um edifício - e 2 0 0 3 . O autor observou diversas curiosidades na pesquisa, entre elas que 6 7 % das obras que utilizaram o CAA o fizeram por conta das vantagens técnicas do material em comparação ao CCV (como a impossibilidade de acesso ao local ou dificuldade de vibração); 14% decidiram pelo CAA por motivos econômicos pela redução do número de trabalhadores ou do tempo de construção; por fim, os outros 10% utilizaram o CAA porque o material é uma inovação. Em todos os casos, verificou-se a trabalhabilidade do CAA com o slumpjlow

test, com cerca

de 9 0 % do número de casos usando a faixa de 600-750mm como a ideal. Quase a metade dos casos relatou também o uso do T 5 0 , do v-funnel e do Orimet test, enquanto que o l-box, u-box ej-ring raramente serviram como parâmetro. Os ensaios citados serão descritos no capítulo 3. Outro dado interessante é que apenas três casos de aplicação do CAA na América do Sul foram relatados no período. Também há outras características da aplicação do CAA na publicação. Para fins didáticos, as aplicações do CAA foram divididas em dois ambientes: na indústria de pré-moldados e em construções em que o concreto é moldado in loco. No primeiro setor, o desenvolvimento do CAA é maior devido à sensibilidade a variações em relação ao CCV, que é mais fácil de se controlar em um ambiente como uma indústria. Ainda

há outras vantagens do ambiente industrial em relação ao de edificações in sita convencionais (WALRAVEN, 2 0 0 5 ) : •

no caso de falha total de adensamento do CAA, as conseqüências da aplicação in situ são mais severas, j á que pode ser necessário demolir uma estrutura ou parte dela; na indústria de prémoldados, porém, basta descartar a peça;

•

normalmente, é complicado realizar complexos controles de qualidade de recebimento de materiais em edificações;

as características de auto-adensabilidade são mais facilmente alcançáveis e com menor custo para concretos de resistência à compressão superiores, que são comuns em indústrias de prémoldados;

•

a indústria de pré-moldados tem melhor entendimento sobre seus custos (Pacios, 2 0 0 5 ) .

1.3.1 Aplicação do CAA em pré-moldados A seguir, serão apresentados exemplos de aplicação do CAA na indústria de pré-moldados, segundo Walraven ( 2 0 0 5 ) . A Figura 1.1 mostra elementos arquitetônicos que utilizam concreto auto-adensável branco (CAAB). Devido à melhor homogeneização da

elementos arquitetônicos com concreto auto-adensável branco (Ponte: Walraven, 2005)

massa de concreto, a cor ficou bem distribuída, algo importante para a estética do painel. Um tabuleiro de concreto pré-moldado pré-tensionado, utilizado na estação de metrô do Amsterdã Arena (estádio de futebol do Ájax), também foi executado com o CAA. A estação possui quatro pistas de 135 metros de comprimento, totalizando 1,4 km. Como cada painel possui um comprimento de 2 3 , 3 0 m, foram executadas 6 0 unidades - todas com resistência à compressão de 55 MPa. Um dos motivos para a utilização do CAA foi o alto número de repetições da fôrma. Com esta solução, aumentou-se a vida útil das fôrmas e obteve-se ganho econômico. Na Figura 1.2 pode-se observar pilares de fundação que eram executados com CCV por meio de um sistema local chamado de choque. Para uma boa compactação do concreto, deixava-se cair os pilares de uma altura de 50 mm. Com o uso de CAA não foi mais necessário utilizar este mecanismo, o que aumentou a vida útil das fôrmas e diminuiu o tempo de produção de uma peça de 7,5 minutos para 1,5 minutos. Uma série de arcos executada com o CAA pode ser vista na Figura l .3. Esses arcos são compostos por cinco peças de 13 metros, totalizando 65

Pilares de fundação executados com CAA (Fonte: Walraven, 2005)

Arcos compostos por cinco peças executadas em CAA (Fonte: Walraven, 2005)

metros de comprimento. Sua seção transversal é em forma de caixa vazada, que era movida com a vibração quando se utilizava o CCV. Por isso, o sistema de concretagem foi alterado para o CAA, que ainda proporcionou outras vantagens como redução do barulho de vibração e do número de trabalhadores (50%). O CAA também foi utilizado para a produção de elementos prémoldados em Dcnver, Colorado, nos Estados Unidos. Foram testadas diversas peças como vigas T , pilares, paredes arquitetônicas e outros. Segundo os autores Fernandez et ai ( 2 0 0 5 ) , o uso da tecnologia do CAA permitiu 2 0 % de redução do tempo de concretagem, 6 6 % de redução do número de trabalhadores, uma drástica melhora no acabamento final, eliminação do barulho de vibração e ganho ambiental, uma vez que o cimento utilizado no CCV foi substituído em 2 0 % por cinza volante.

1.3.2 Aplicação do CAA in situ Apesar das dificuldades relatadas na aplicação do CAA cm estruturas tradicionais, j á são muitos os exemplos de utilização, uma vez que tais barreiras estão sendo derrubadas ou transpostas pelos tecnologistas de concreto, respaldados pelos resultados que estão obtendo.

Segundo Obras (2000), foi utilizado um concreto estrutural branco, de consistência líquida, na obra lA Sagrada Família' (Barcelona, Espanha). Na publicação não fica claro se o concreto era auto-adensável, mas foram usados a sílica ativa (que torna a mistura coesa) e aditivos superplastiPicantes, que fluidificam o material. Sabe-se que uma estrutura de concreto branco aparente não pode, em hipótese alguma, apresentar falhas de concretagem, pois correções futuras ficam visíveis e prejudicam a estética do local. Sõderlind e Claeson ( 2 0 0 0 ) descrevem diversas aplicações do CAA. Na França, foi usado o CAA na Chamara nele, em 1998. As peças concretadas eram longas paredes com 2,30 m de altura, 16 cm de espessura e 30 m de comprimento, com colunas altamente reforçadas. O traço do concreto está na Tabela 1.1. Observa-se o teor de argamassa de 61,50%, que pode elevar o custo do concreto e aumentar as possibilidades de ocorrência de manifestações patológicas. Também o traço l:m (aglomerantes:agregados) está em 1:2,9, ou seja, é um concreto rico (consumo de aglomerantes em 500 kg/my) que novamente ajuda a elevar os problemas j á citados. A obra de Bretonneau, na França, é um teste que foi feito com o CAA em 1999 para melhorá-lo e desenvolvê-lo. O CAA também foi utilizado em Norrkòping,

Suécia ( 1 9 9 8 ) , em um edifício comercial. O edifício pos-

suía sete andares e, nos cinco superiores, foram utilizados pré-moldados. Os dois inferiores foram totalmente concretados com CAA, com e sem fibras de aço, totalizando cerca de 3 0 0 0 m \

TABELA LI

Traço do CAA utilizado cm Chamarande,

França

Cimento

310 kg/m3

Cinza volante

190 kg/m3

Agregado 4/10 mm

750 kg/m3

Areia 0/4 mm

550 kg/m3

Areia fina

150 kg/m3

Aditivo superplastiíicante

1.30%

Aditivo modificador de viscosidade

150%

Água

200 a 210 l/m3

(Fome: SÕDERLIND c CLAESON, 2 0 0 0 )

Um edifício comercial construído em Slona, Suécia, em 1999, usou o CAA no programa Startboxen. ximadamente, 2 2 0 0 a)

m3.

O volume total concretado foi de, apro-

O teste incluiu os seguintes elementos:

seis paredes com e sem fibras de aço, de 2 , 7 0 a 3 , 4 0 m de altura e 25 a 3 0 cm de largura;

b) duas lajes sem revestimento de 3 0 a 4 0 cm de espessura; c)

uma laje com revestimento de pedra ou lâminas de madeira, com 35 cm de espessura;

dois pilares;

duas lajes de 8 cm, concretadas com concreto-referência.

Para a concretagem do túnel enclausurado Oresund, utilizou-se o CAA porque seria impossível vibrar o concreto devido às condições locais (BERNABEU e LABORDE, 2 0 0 0 ) . A obra foi realizada em 1999, e foram utilizados cerca de 8 0 m 3 de CAA. O túnel possuía 4 0 m de comprimento com seções de 1 x l m . O traço utilizado está apresentado na Tabela 1.2. Observa-se que a relação aglomerante:agregados está em 1:3,53. J á a relação a/agl está em 0,29, que, somada à presença da sílica ativa, garante elevada resistência à compressão do concreto, bem como sua durabilidade. O teor de argamassa está em 55,5%.

TABELA 1.2

Traço do CAA utilizado no túnel Oresund

Cimento Cinza volante

380kg/m 3 |70kg/m3

Sílica ativa

45kg/m3

Agregado miúdo 0/?mm

750kg/m3

Agregado graúdo 2/8mm

290kg/m 3

Agregado graúdo 8/16mm

|7l0kg/m3

Água

143 l/m3

Superplastificante Rheobuild 2000B

14 kg/m3

Modificador de viscosidade Welan Cum

0.150 l/m3

(Fonte: BERNABEU e LABORDE, 2 0 0 0 )

Em 1999, foi executada uma estrutura em forma de iglu (Figura 1.4). Essa edificação possui 5 m de altura, 11,70 m de largura e 22 m de comprimento. Por conta da dificuldade de vibração imposta pelas suas formas, decidiu-se pela utilização do CAA. A concretagem foi executada em duas partes e o volume total foi de, aproximadamente, 2 0 0 m \ O CAA também foi utilizado na auto-estrada A46 em Lyon, França (2000). Como os tubos coletores de água de 150 cm de diâmetro estavam deformando, executou-se novo tubo coletor de água em CAA de 1 10 cm de diâmetro, interno ao tubo antigo. Foi utilizado um total de 120 m 3 de CAA. Outra auto-estrada em que se aplicou o CAA foi a A85, no trecho de uma ponte em V\crzon( França) em 2 0 0 0 . Foram concretadas duas vigas *IT com 3 8 , 5 0 m de comprimento, 8 0 cm de altura e 30 cm de largura, totalizando cerca de 20 m 3 de CAA. O traço está demonstrado na Tabela 1.3. Observa-se, novamente, que o teor de argamassa provavelmente esteja elevado em 6 5 % , assim como a relação entre aglomerantes:agregados em 1:2,83 indica alto consumo de aglomerantes ( 5 2 0 kg/m3). Esse traço pode levar a problemas relacionados ao calor de hidratação e conseqüente retração do concreto que, somado ao baixo consumo de agregados graúdos, aumenta a probabilidade de ocorrerem fissuras e deformações excessivas.

Estrutura em forma de iglu concretada com CAA (fonte: BERNABEU e LABORDE,

2000)

TABELA 1.3

Traço do CAA utilizado na ponte da auto-estrada de Vierzon, França

Cimento

480 kg/m3

Sílica ativa

40 kg/m3

Areia 0/3 mm

770 kg/m3

Pedrisco 3/6 mm

700 kg/m *

Água

234 kg/m3

Superplastificante

2.80%

(Fonte: BERNABEU e LA BORDE, 2000)

O CAA lambem foi utilizado na construção da ponte de Motala, na Suécia. A obra foi realizada em 1999, e foram gastos cerca de 9 0 nv* para um vão de 2 3 m. Outra ponte executada com o CAA foi a Arboga U955, Suécia. Essa travessia de pedestres e bicicletas consumiu cerca de 52 m 3 de CAA. Um típico exemplo de aplicação do CAA (OKAMURA, 1997) são as duas ancoragens da ponte suspensa Akashi-Kaikyo,

aberta em abril de

1998. Essa ponte linha, na época, o maior vão do mundo (1.991 m), e foram lançados 2 9 0 . 0 0 0 m 5 de CAA. O concreto foi misturado em um local perto da construção e bombeado em tubos com 2 0 0 m de comprimento alé o local da aplicação. A utilização do CAA proporcionou uma economia de tempo da ordem de 2 0 % , e a obra foi executada em 2 anos em vez dos 2,5 anos previstos. O CAA também foi utilizado nas paredes de um tanque LNG pertencente à Osaha Cas Company,

que consumiram 12.000 m de CAA e fo-

ram entregues em 1998. A utilização do CAA permitiu: a)

diminuir o número de etapas de 14 para 10, porque permitiu aumentar a altura das paredes;

reduzir o número de trabalhadores de 150 para 50;

diminuir o tempo de construção da estrutura de 22 para 18 meses.

Campion e Jost ( 2 0 0 0 ) relatam a utilização do CAA na reparação da ponte de Rempenbruecke,

na Suíça. A ponte foi construída no início dos

anos 60, mas sofreu uma séria deterioração devido à corrosão das armaduras, induzida pela penetração de íons cloretos no concreto. Assim, foram reparados os problemas nas barras de aço. Mas para reforçar a estrutura como um lodo, foi criada uma nova viga, a qual era densamente armada e de difícil acesso. A solução encontrada para aplicar o concreto foi a utilização do CAA, com resistência à compressão de 4 0 MPa. Na Figura 1.5 (Walravem, 2005), está o primeiro exemplo de aplicação em obras convencionais do CAA na Holanda. Em 1998, uma imponente fachada foi executada para o Teatro Nacional no Hague que possuía, por razões estéticas, uma série de estreitas janelas, com lados de 8 cm. O CAA utilizado para preencher todos os espaços - sem segregação dos agregados graúdos - foi com elevada fluidez (diâmetro de espalhamento do slump flow

lest de 7 3 0 milímetros) e baixa viscosidade

(baixo tempo de escoamento do V-Fimncl). O CAA também pode ser utilizado com sucesso em recuperações de estruturas antigas - em que não é aconselhável a existência de vibração - porque pode ocasionar falhas maiores ou até mesmo ruptura do elemento. Um exemplo é a ponte The Katelbridge na Holanda, - ilustrada na Figura 1.6 - que foi recuperada em 2 0 0 2 , com 4 5 anos de idade na época. As manifestações patológicas apresentadas foram aberturas entre os tabuleiros da ponte devido à sobrecarga, já que com as sucessivas renovações esses tabuleiros aumentaram sua espessura dos 50 mm originais para 180 mm - além do aumento de tráfego já previsto no período. O CAA de resistência à compressão de 35 MPa foi transportado por meio de uma pequena janela exterior (pois não era possível o desvio do tráfego) para a fôrma interior na ponte. A Figura 1.7 ilustra a densidade das armaduras por onde o concreto leve de penetrar.

Fachada em CAA com detalhes arquitetônicos (Fonte: Walraven, 2005)

Ponte recuperada com CAA. (Fonte: Walraven, 2005)

Vista da armadura da estrutura. (Fonte: Walraven, 2005)

Outro exemplo de aplicação do CAA ocorreu na Universidade de llinois, que comandava um projeto da Rede de Trabalho em Engenharia para Simulação de Terremotos (Grace, 2 0 0 5 ) . O projeto consistia em construir uma parede, densamente armada em forma de T , que seria indestrutível para simulação de diversos terremotos com diferentes amplitudes. Uma série de tubos horizontais foi posicionada para futuras medições, e não poderiam ter sua posição alterada devido à vibração de um CCV (como se visualiza na Figura 1.8). Ou seja, não poderia haver situação mais desfavorável à concretagem do que essa. Por fim, moldou-se o CAA com sucesso e, depois da desfôrma, a parede pôde ser utilizada sem que fossem feitos reparos ou que os tubos tivessem sido danificados. Pacios ( 2 0 0 5 ) descreve uma aplicação em Madri, Espanha, em que executou-se um edifício com 2 2 0 apartamentos de 3 dormitórios em CAA. A utilização do CAA como tecnologia, em conjunto com outros sistemas construtivos de ponta, permitiu que se fizesse um apartamento de aproximadamente 8 0 n r de área útil a cada 3 dias. A Figura 1.9 mostra a evolução da obra em um intervalo de 11 meses (março de 2 0 0 3 a fevereiro de 2 0 0 4 ) . Chai e Yang ( 2 0 0 5 ) relatam a utilização do CAA para a reabilitação de prédios escolares em Taiwan. Os prédios foram parcialmente danificados por terremotos e, conseqüentemente, tiveram de ser recuperados, uma vez que não foram totalmente destruídos. Porém, as estruturas exis-

Parcde dc simulação de terremotos (Fonte: Grace, 2005)

b) Evolução da edificação em duas datas - (a) março dc 2003 c (b) fevereiro de 2004 (Fonte: Pacios, 2005)

lentes apresentavam uma alta taxa de armadura - que teve de ser reforçada - e pouco espaço para concretagens. Por esses motivos, e por utilizarem primeiramente um CCV, falhas de concretagem ficaram visíveis, razào pela qual foi decidida a utilização do CAA como mostra a preparação de um pilar na Figura 1.10. Destacam-se também algumas aplicações recentes no Brasil, descritas em artigo da Revista Téchne ( 2 0 0 8 ) Foram citadas várias vantagens para a definição pelo CAA.

Pilar sendo reforçado para concretagem com CAA (Fonte: Chai e Yang, 2005)

Algumas dessas vantagens podem ser verificadas no caso da construtora BKO, que diminuiu o tempo de lançamento pela metade utilizando o mesmo número de trabalhadores. Foi possível, também, realizar a concretagem simultânea de pilares, vigas e lajes, o que era impensável com o CCV A mesma motivação levou à utilização desse material nas obras de ampliação de Shopping Center Flamboyant, de Goiânia - GO. Outro exemplo de aplicação do CAA foi na obra do metrô de São Paulo - SP, devido à alta taxa de armadura de uma laje de 8 . 0 0 0 nr* de volume, conforme se observa na Figura 1.11. A Incorporadora Mosmann decidiu pelo material para agilizar seu cronograma de obra, já que o menor tempo de concretagem proporcionou 162 horas livres dos funcionários por andar em Novo Hamburgo - RS. Também foi utilizado o CAA para o reforço estrutural de um edifício em Porto Alegre - RS, pois o material precisaria preencher todos os espaços de forma homogênea.

Alta taxa dc armadura concretada com o CAA (fonte: Téchne, 2008)

Materiais

Constituintes

s materiais utilizados para a elaboração do CAA, na prática, são os mesmos utilizados para o CCV, porém com maior quantidade de finos (adições minerais quimicamente ativas ou fílers) e de aditivos plastificantes, superplastificantes e/ou modificadores de viscosidade. A seleção dos materiais para produção de CAA não é simples, pois existem cimentos e agregados com grandes variações nas suas composições e propriedades. A situação é agravada pelo fato de que inúmeros aditivos químicos e adições minerais podem ser utilizados simultaneamente, e não existem regras totalmente objetivas que permitam realizar a escolha dos materiais mais adequados. Entretanto, existe consenso no meio técnico de que algumas características e propriedades dos materiais constituintes afetam o comportamento das misturas, permitindo otimizar as propriedades reológicas, mecânicas e de durabilidade do concreto.

Apresentam-se, a seguir, algumas considerações a respeito dos materiais utilizados para a produção de CAA, e não se eleve esquecer esse material no estado fresco é muito mais sensível às variações de qualidade e uniformidade dos constituintes que o compõem do que o CCV.

2.1

Cimento

Para a confecção de CAA podem ser utilizados os mesmos cimentos j á adotados para a produção de concretos estruturais convencionais, sendo idênticas as prescrições referentes à durabilidade e aos usos adequados. Não existem critérios científicos que especifiquem o cimento mais adequado para CAA. O melhor cimento é aquele que apresenta a menor variabilidade em termos de resistência à compressão. GJORV ( 1 9 9 2 ) atribui importância ao tipo de cimento no que tange à necessidade de água e trabalhabilidade da mistura, para as quais os fatores de controle são o conteúdo de aluminato tricálcico (C 3 A) e a granulometria do cimento. Na medida em que a reologia de um cimento em particular é determinada principalmente pelo controle do C 3 A (por meio da formação da etringita), quanto menor for a quantidade de C 3 A, mais fácil será seu controle reológico - bem como o enrijecimento da mistura se dará em um período mais longo. Na prática, cimentos com teores de C 3 A maiores do que 10% podem resultar em rápida perda da fluidez, dificultando a aplicação do CAA em obras. Quando se trata de finura e de parâmetros reológicos, quanto maior a superfície específica do cimento, maior a quantidade dessas partículas em contato com a água, diminuindo a distância e aumentando a freqüência de colisão entre elas, reduzindo a tensão de escoamento e aumentando a viscosidade da mistura. Assim, como a demanda por finos para os CAA é elevada em virtude da necessidade de aumentar a coesão da mistura, cimentos de maior superfície específica são mais apropriados - apesar de aumentarem os cuidados necessários com relação ao calor de hidrataçào e retração do concreto.

2.2 Adições Minerais Uma das principais características do CAA é a sua elevada resistência à segregação, apesar da alta fluidez ou deformabilidade no estado fresco.

Para aumentar a coesão da mistura e evitar a segregação do agregado graúdo, normalmente são utilizados aditivos modificadores de viscosidade e/ou adições minerais. As adições minerais devem ser escolhidas após uma análise técnica e econômica e podem ser diversas, desde que tenham áreas superficiais maiores que a do componente que estão substituindo. Além de responsáveis pela resistência à segregação da mistura, as adições minerais podem desempenhar um papel importante para a resistência e durabilidade do concreto, tanto física quanto quimicamente. O efeito químico das adições minerais ocorre a partir da capacidade de reação com o hidróxido de cálcio - Ca(OH) 2

composto frágil e

solúvel que se forma durante a hidratação do cimento Portland. Dele deriva um composto resistente, o C-S-H (silicato hidratado de cálcio), que ocupa os vazios de maiores dimensões existentes na pasta de cimento ou na zona de transição, aumentando o desempenho mecânico e a durabilidade do concreto. Dependendo da superfície específica das partículas e da composição química das mesmas, essas reações pozolânicas podem ser lentas ou rápidas. J á o efeito físico pode ser desdobrado em três ações principais: o efeito fíler, que é o aumento da densidade da mistura resultante do preenchimento dos vazios pelas minúsculas partículas das adições; o refinamento da estrutura de poros e dos produtos de hidratação do cimento, causado pelas pequenas partículas das adições que podem agir como pontos de nucleação para os produtos de hidratação; e a alteração da microestrutura da zona de transição, reduzindo ou eliminando o acúmulo de água livre que, normalmente, fica retido sob os agregados. As adições minerais, de acordo com sua ação físico-química, podem ser classificadas em dois grandes grupos: adições minerais quimicamente ativas e adições minerais sem atividade química.

2.2.1 Quimicamente ativas As adições minerais quimicamente ativas podem ser tanto material pozolânico como material cimentante. O material pozolânico é definido pela NBR 1 2 6 5 3 ( 1 9 9 2 ) como um material que reage quimicamente com o Ca(OH) 2 , produto de hidratação do cimento Portland à temperatura ambiente para formar compostos resistentes. Ou seja, depende

da presença do cimento Portland para atuar. Como exemplo, pode-se citar a cinza volante com baixo teor de cálcio, a pozolana natural, a sílica ativa, a cinza de casca de arroz e o metacaulim. Por outro lado, o material cimentante possui, na sua composição, hidróxido de cálcio e não necessita do Ca(OH) 2 formado durante a hidratação do cimento Portland para gerar o C-S-H. No entanto, sua auto-hidrataçào é normalmente lenta e a quantidade de produtos cimentantes formados é insuficiente para aplicação do material para fins estruturais. Quando usado como adição ou substituição em concretos de cimento Portland, a presença de Ca(OH) 2 e gipsita acelera sua hidratação, como é o caso da escória granulada de alto-forno. Os CAA podem ser obtidos tanto com as adições pozolânicas como com as cimentantes normalmente utilizadas nos CCV (como cinza volante ou escória de alto-forno). Entretanto, as adições pozolânicas ultra-finas, como sílica ativa, metacaulim e cinza de casca de arroz, mostram-se mais efetivas no aumento da coesão do CAA, bem como no aumento da resistência e da durabilidade. Misturas ternárias, que fazem uso de combinações de duas adições minerais, também têm sido utilizadas com sucesso. Com relação às quantidades, Alencar e Helene ( 2 0 0 6 ) comentam que quanto mais finas forem as adições, menores serão os teores de substituição, devido ao aumento da freqüência de contato entre elas e em determinado volume, o que influencia no aumento da viscosidade e coesão da mistura. Além disso, quanto mais rica for a mistura, menores os teores necessários de substituição por adições, pois essas misturas j á possuem grande quantidade de finos e, consequentemente, são mais coesas. Um recente avanço na tecnologia do CAA é a nanossílica ou sílica coloidal amorfa ultra fina, composta por partículas de 5-50nm de sílica ativa, disponíveis em solução ( 1 0 õ 0 % rle sólidos) Silo extremamente eficientes para reduzir a exsudação e aumentar a resistência à segregação por possuírem elevada área superficial. Sua dosagem mais usual é entre 3 e 5 % da massa dos aglomerantes (COLLEPARDI, 2 0 0 3 ) . A Tabela 2.1 apresenta as adições minerais quimicamente ativas mais utilizadas em concretos, bem como suas principais características e conseqüências do seu emprego nas propriedades do CAA.

TABELA 2.1

Características e conseqüências do emprego de adições minerais nas propriedades do CAA (complementado a partir de Otaviano, 2007) Escória de

Adição mineral Origem

Cinza volante

alto forno

Cinza de Sílica ativa

Metacaulim

c a s c a de arroz

Calcinação de

Subproduto

Calcinação de

Calcinação da casca

carvão pulverizado

náo- metálico

resultante do

alguns tipos

de arroz

em us nas termoe-

resultante do

processo de

especiais de argila

létricas (com o

processo de

obtenção do

ou obtido através

objetivo de gerar

obtenção do ferro

ferro-silício e do

do tratamento do

energia)

gusa

silício metálico

resíduo da indústria de papel

Aspecto visual

Forma e textura Massa específica (kg/dm3) Superfície específica (m2/kg)

MEV 5.000 X

MEV 1.000 X

MEV 20.000 X

MEV 7.500 X

MEV 8 0 0 X

Esférica e lisa

Prismática e áspera

Esférica e lisa

Prismática e áspera

Alveolar e áspera

2.35

xxxx

2.20

2.40

2.20 a 2.60

300 a 700

13.000 a 30.000

Variável em função

5 0 . 0 0 0 a 100.000

da moagem

TABELA 2.1

Características e conseqüências do emprego de adições minerais nas propriedades do CAA (complementado a partir de Otaviano, 2007) (comimiíiçdo) Escória de

Cinza de

Adição mineral

Cinza volante

alto forno

Tamanho médio

Variável em

das partículas

função da moagem

Efeito no CAA

Aumento da coesão

Elevadíssimo

Grande aumento da

Elevadíssimo

fresco quando

Redução da

aumento da coesão

coesão

aumento da coesão

utilizado como

exsudação e

Redução acentuada

substituição a o

segregação

da exsudação e

Melhores condições

Não contribui para

segregação

de fluidez em

a fluidez em função

Melhores condições

Não contribui para

Piores condições de

função do formato

da forma e textura

de fluidez em função

a fluidez em função

fluidez em função

esférico das

das partículas

do fònnato esférico

da forma e textura

partículas

Pouco altera o

das partículas

Normalmente reduz

consumo de

Aumento no

Elevado aumento

o consumo de

superplastificante

consumo de

no consumo de

superplastificante.

superplastificante

cimento

superplastificante

Sílica ativa 0.1 a 0.2pm

Metacaulim

c a s c a de arroz

Variável em

função da moagem

teores acima de 5% da massa do cimento Efeito no C M

Pequena alteração da

Melhoria notável da

endurecido quando

resistência à com-

resistência à

utilizado como substi- pressão e aumento

pressão e aumento

compressão e da

tuição ao cimento

da durabilidade

durabilidade

F o m e : Silva ei al. ( 2 0 0 2 )

da durabilidade

Abreu e da S i l v a — Mehta e Monteiro ( 1 9 9 4 ) ; Dal Molin ( 1 9 9 5 )

n 73

3 | >

0rn

1 Z

2.2.2 Sem atividade química O fíler é uma adição mineral finamente dividida sem atividade química, ou seja, sua ação se resume a um efeito físico de empacotamento granulométrico e ação como pontos de nucleação para a hidratação dos grãos de cimento. A incorporação dos fílers nos CAA deve ser feita pela substituição do agregado miúdo, já que apresenta maior finura do que esse, o que melhora as condições de compacidade do esqueleto granular e coesão da mistura. Os fílers podem ser materiais naturais ou materiais inorgânicos processados. O essencial é que possuam uniformidade e, principalmente, sejam finos. Calcário e a areia fina têm sido os mais tradicionais fílers usados para a produção de CAA. Além desses, outras adições minerais têm sido consideradas, como, por exemplo, o pó granílico.

2.3 Agregados 2.3.1 Miúdos De uma forma geral, todas as areias são adequadas para a produção do CAA, e pode-se utilizar tanto areias naturais (depósitos eólicos e beira de rio) quanio areias obtidas de processos industriais. As primeiras são mais recomendadas por possuírem forma mais arredondada e textura mais lisa. Deve-se ler um cuidado especial ao usar areias industriais, pois normalmente

apresentam

composição

granulométrica

com

descon-

tinuidades, ou seja, lacunas nas frações intermediárias. Isso pode ser corrigido por meio de composição com outra areia, por exemplo, areia média de rio. A seleção do agregado miúdo está condicionada à demanda de água, fator essencial por sua influência sobre a coesão e fluidez do concreto. Agregados miúdos com partículas arredondadas e lisas são preferíveis para produção de CAA porque aumentam a fluidez da mistura para uma mesma quantidade de água. Segundo Okamura e Ouchi ( 2 0 0 3 ) , quanto mais angulosas forem as partículas do agregado miúdo, maior será a resistência ao cisalhamento das argamassas, dificultando a deformabilidade do concreio. A Figura 2.1 mostra a influência da forma do agregado miúdo sobre tensão de cisalhamento do CAA.

f ormato das areias

Influência de três tipos de areia sobre a tensão de cisalhamento da mistura de CAA quando em movimento, onde T É a tensão de cisalhamento e a a tensão normal. (Fonte: Okamura e Ouchi, 2 0 0 3 )

Deve-se levar em conta ainda que os CAA necessitam adição de finos e, quanto menor o módulo de finura do agregado miúdo, mais adequado para a produção de concretos de elevada coesão. Bartos ( 2 0 0 0 ) alerta que areias muito grossas (módulo de finura superior a 3) podem levar à segregação, e devem ser evitadas em CAA. O módulo de finura do agregado miúdo não deve ter variações superiores a ± 0 . 2 0 para garantir a estabilidade das propriedades reológicas durante a produção (GÓMES e MAESTRO, 2 0 0 5 ) . Normalmente, o agregado que passa na peneira 0 , 1 2 5 mm é considerado como um aporte adicional de fíler para efeitos de dosagem e, junto com as partículas dos finos e dos aglomerantes, podem aumentar a viscosidade e coesão da mistura (EFNARC, 2002). Otaviano ( 2 0 0 7 ) ainda chama a atenção para a necessidade de realizar um controle rigoroso na umidade do agregado miúdo, que consiste em uma das principais causas de variação da fluidez da mistura. Segundo Domone ( 2 0 0 3 ) , erros de 0 , 5 % na estimativa da umidade dos agregados podem alterar o consumo de água em até 8 kg/m> de concreto e, com isso, modificar o resultado do ensaio de espalhamento em até 4 5 mm, além de afetar negativamente as propriedades mecânicas e a durabilidade.

2.3.2 Graúdos Para garantir a passagem do concreto por todos os obstáculos durante o lançamento e reduzir a tendência à segregação, as exigências quanto à dimensão máxima característica do agregado graúdo são mais restritivas. GÓMES e MAESTRO ( 2 0 0 5 ) recomendam que a dimensão máxima característica do agregado graúdo seja inferior a 2/3 do espaçamento entre barras ou grupos de barras e a 3/4 do cobrimento mínimo de concreto às armaduras. Na prática, isso implica em não utilizar tamanhos máximos superiores a 19 mm, sendo habituais os tamanhos compreendidos entre 12,5 e 19 mm. Na composição do concreto, a aderência agregado-pasta de cimento exerce um papel importante para a interação entre os dois componentes. Assim, a forma e textura superficial do agregado são fatores relevantes no comportamento mecânico. Embora agregados angulares com superfícies ásperas apresentem melhor aderência com a pasta de cimento que agregados lisos e arredondados, podem surgir efeitos opostos no aumento do consumo de água e redução da trabalhabilidade se a angulosidade for muito acentuada. Por isso, indica-se para CAA agregados que possuam coeficiente de forma o mais próximo possível de 1. A distribuição granulométrica do agregado influencia o empacotamento dos grãos e, como resultado, pode alterar a fração volumétrica das britas que serão incorporadas em uma mistura de concreto. A fração volumétrica está relacionada, principalmente, ao módulo de elasticidade do concreto e à retração por secagem, sendo menos deformáveis e com menores possibilidades de fissurarem por retração na secagem os concretos com mais agregados e, conseqüentemente, com menor teor de argamassa (MEHTA e MONTEIRO, 2 0 0 6 ) .

2.4 Aditivos Outro diferencial do CAA para o CCV são os aditivos. São dois os principais tipos de aditivos usados: os superplastificantes e os modificadores de viscosidade. Os aditivos superplastificantes permitem que se alcance alta fluidez nas misturas, enquanto os aditivos modificadores de viscosidade oferecem um aumento da coesão, prevenindo a exsudação e segregação do concreto.

2.4.1 Plastificantes e superplastificantes De um modo geral, os superplastificantes podem ser agrupados em quatro categorias, de acordo com sua composição química (HARTMANN,

2002): a)

lignossulfonatos ou lignossulfonatos modificados (LS). Os lignossulfonatos geralmente incorporam ar e retardam, com diversas intensidades, a pega do cimento;

sais sulfonatos de policondensado de naftaleno e formaldeído, usualmente denominados de naftaleno sulfonato ou apenas de naftaleno (NS). Estes compostos nào incorporam ar e praticamente não interferem no tempo de pega do cimento;

sais sulfonatos de policondensado de melamina e formaldeído, usualmente denominados de melamina sulfonato ou apenas de melamina (MS). A melamina pode apresentar uma tendência a retardar a pega do cimento e, eventualmente, incorporar pequena quantidade de ar;

policarboxilatos (PC).

Os lignossulfonatos (LS) são conhecidos como aditivos plastificantes de primeira geração, utilizados como redutores de água normais e, em alguns casos, como superplastificantes. O naftaleno (NS) e a melamina (MS) são conhecidos comercialmente como aditivos superplastificantes de segunda geração, e permitem a redução em até 2 5 % da quantidade de água na mistura quando usados como redutores de água. E, finalmente, os policarboxi latos (PC) são os aditivos mais aconselhados para a utilização no CAA, por serem aditivos superplastificantes de alta eficiência que dispersam e desfloculam as partículas de cimento. Assim, permitem a redução da água das misturas em até 4 0 % , mantendo a mesma trabalhabilidade. Também são poliméricos. Pode-se afirmar que os aditivos superplastificantes à base de policarboxilatos são os mais utilizados nos CAA, pois melhoram sensivelmente a dispersão das partículas de cimento quando comparados aos aditivos de primeira e segunda geração. Isso ocorre porque os superplastificantes tradicionais são baseados em polímeros que as partículas de cimento absorvem e que acumulam-se em sua superfície. Como esses polímeros aumentam a carga negativa (desbalanceando) do cimento, fazem com que suas partículas se dispersem por repulsão elétrica, exigindo menos

água para íluidificar a pasta. As cadeias dos superplastificantes de terceira geração, constituídas de polímeros de éter carboxílico com largas cadeias laterais, realizam a dispersão das partículas de cimento da mesma forma, porém com maior eficiência. Isso ocorre porque suas cadeias são ramificadas, aumentando a área superficial. Além disso, ainda geram uma energia que estabiliza a capacidade de refração e dispersão das partículas de cimento. A Figura 2.2 mostra as etapas de ação do aditivo superplastificante a base de policarboxilatos. Pocle-se citar ainda um novo tipo de aditivo superplastificante desenvolvido recentemente, o aditivo superplastificante sintético (BURY e CHR1STENSEN, 2 0 0 2 ) , que possui as mesmas funções dos policarboxilatos mas com desempenho melhorado. A maior dificuldade à propagação do uso desses aditivos tem sido a taxa relativamente alta de perda de consistência com o tempo em comparação aos CCV, tornando-se um problema sério na utilização dos concretos em obra. A consistência obtida pelo superplastificante, dependendo das condições, se mantém apenas por um período de 30 a 6 0 minutos. A máxima

trabal hábil idade alcançada normalmente permanece por 10 a 15 minutos, e é seguida por uma perda relativamente rápida do espalhamento (MAILVAGANAN, 1979). Por esse motivo, a incorporação do superplastificante na mistura deve ser feita momentos antes do seu lançamento na obra. Alguns dos fatores que afetam a consistência inicial e a taxa de perda de consistência em concretos com aditivos superplastificantes incluem tipo de aditivo, dosagem e momento de colocação na mistura, temperatura, umidade, procedimento de mistura (tempo total de mistura, tipo de betoneira e velocidade de mistura), tipo cie cimento, consistência inicial do concreto e presença de outros aditivos além do superplastificante. Todos os tipos de cimento Portland apresentam aumento de trabalhabilidade com a adição de superplastificante embora a eficiência, para cada um deles, não seja a mesma. De forma geral, quanto maior a finura do cimento, menor a eficiência do aditivo devido à diminuição da concentração específica das moléculas absorvidas na superfície dos grãos de cimento (BUCHER, 1989). A composição química do cimento também possui papel relevante no comportamento da mistura quanto à consistência inicial e perda com o tempo. COLLEPARDI ( 1 9 8 4 ) atribui as diferenças de comportamento ao conteúdo de C 3 A, gesso e álcalis, bem como à forma do sulfato de cálcio utilizado como regulador de pega do cimento. Quanto maior o conteúdo de álcalis, maior a velocidade das reações e, conseqüentemente, maior a perda de consistência. Da mesma forma, a presença de superplastificante acelera as reações entre o C 3 A e o gesso. Cimentos contendo maior quantidade de C 3 A perdem mais rapidamente a consistência inicial na presença de superplastificantes (AC1 2 1 2 , 1 9 9 3 ) . Além do tipo, o consumo de cimento no concreto influencia a taxa de perda de consistência com o tempo, que é tanto menor quanto mais elevado for o consumo. Vários estudos sobre aditivos superplastificantes mostram que, normalmente, quanto menor a trabalhabilidade inicial representada por ensaios de consistência, mais rápida é sua perda com o tempo. Por esse motivo, Tutikian et al. ( 2 0 0 7 ) sugerem que, quando se deseja obter tempos de lançamento compatíveis com a prática de obra, é recomendável utilizar abatimentos iniciais mais altos, que podem ser obtidos com o uso de aditivos plastificantes. A variação da temperatura de mistura produz um efeito marcante na taxa de perda da consistência com o tempo nos concretos com superplastificantes, sendo que ocorre uma perda drástica do abatimento em temperaturas acima de 32°C (MAILVAGANAM, 1979). É desejável, nes-

sa situação, utilizar água gelada ou lascas de gelo para manter a temperatura do concreto mais baixa, ou acrescentar um aditivo retardador ou estabilizador de pega cuja dosagem e compatibilidade devem ser determinadas previamente.

2.4.2 Modificadores de viscosidade Os aditivos modificadores de viscosidade (VMA) são produtos à base de polissacarídeos com cadeias poliméricas de alto peso molecular ou de base inorgânica. Quando adicionados ao concreto, melhoram a coesão da massa no estado fresco, impedindo a segregação e limitando a perda de água por exsudação, o que permite diminuir os efeitos negativos da falta de uniformidade na dosagem da quantidade de água e da granulometria dos agregados. O VMA substitui componentes finos do concreto. Assim, a mistura contém poucas partículas pequenas, fazendo com que diminua a área superficial do material e, conseqüentemente, o consumo de água. Ou seja, concretos similares podem ter relações a/agl menores ou a mesma relação, mas com maior íluidez sem que ocorra a segregação. Segundo Poon e Ho (2004), em algumas regiões - o que não é ainda o caso do Brasil - os VMA são freqüentemente usados, uma vez que podem dispensar ou reduzir o uso de adições minerais que, em alguns casos, possuem alto custo ou indisponibilidade no local de produção do CAA. Ainda que seu emprego em CAA não seja imprescindível, quando utilizados de forma conjunta com os superplastificantes de última geração, os VMA permitem obter misturas estáveis e de grande íluidez. De toda forma, devem ser feitos ensaios prévios antes do uso, para verificar a compatibilidade entre aditivos e, especialmente em relação ao cimento. Otaviano ( 2 0 0 7 ) alerta que é necessário maior controle quanto ao teor do VMA no CAA, bem como a sua compatibilização com o superplastificante, para evitar problemas como retardamento da pega, alteração no desenvolvimento de resistência nas primeiras idades, coesão excessiva e aumento da retração por secagem.

2.5 Água Os requisitos de qualidade da água para CAA são os mesmos que para CCV.

CAA no

Estado Fresco

trabalhabilidade do concreto auto-adensável (CAA) no estado fresco é essencial para sua correta aplicação, pois como o adensamento desse concreto independe da ação humana, correções no local não serão possíveis. Assim foram desenvolvidos equipamentos para medir a trabalhabilidade do CAA no estado fresco. Quando o CAA está sendo produzido em obra, apenas se utilizam equipamentos para confirmar as propriedades reológicas definidas no estudo de dosagem, pois adicionar ou retirar materiais em um caminhão-betoneira, por exemplo, é uma tarefa árdua. Para dosar e trabalhar corretamente com o CAA, deve-se entender algumas peculiaridades do material, que o tornam diferente dos CCV A primeira grande característica desse material é que é extremamente fluido. Mas, ao mesmo tempo, deve ser capaz de carregar grandes partículas de agregado graúdo em todo o trajeto. Ou seja, é um concreto que deve ser fluido e viscoso simultaneamente, unindo duas propriedades completamente distintas. Para melhor compreensão dessa característica, serão apresentados alguns conceitos de reologia como

a pressão que o CAA exerce nas fôrmas (que é uma pressão hidrostática exercida por um material com massa específica de cerca de 2 4 0 0 kg/m3). Com isso, será possível descrever os equipamentos especiais desenvolvidos exclusivamente para os CAA no final do capítulo.

3.1

Reologia

Reologia é o estudo da deformação e do fluxo. Do ponto de vista reológico, o comportamento do CAA pode ser entendido pelo modelo de Bingham (ROUSSEL et ai, 2005), que é a classificação aceita pela maioria dos autores. Tal fluido é caracterizado por dois parâmetros: a viscosidade plástica e a tensão de cisalhamento. O primeiro é a medida da taxa de fluxo do material, enquanto a tensão de cisalhamento é uma medida de força, necessária para o movimento do concreto. O CAA apresenta alta fluidez sem segregação - graças à baixa tensão de cisalhamento e à alta viscosidade - quando comparado ao CCV (OH et ai, s/d). A viscosidade plástica é conferida pelo aditivo superplastificante e pela água, e a tensão de cisalhamento é resultado da ação dos materiais finos, incluindo o cimento. Porém, a água aumenta a fluidez do concreto e diminui

consideravelmente

sua

viscosidade,

ao contrário

aditivo

superplastificante que tem por característica aumentar a fluidez com desprezível diminuição da viscosidade (OKAMURA, 1997). Segundo a Figura 3.1 de Billberg ( 2 0 0 5 ) , para que se inicie o movimento do CAA é necessária uma tensão de corte inicial (T 0 ), a qual é Bingham r = r

o + / y "í

c o E

U O T5 O0 -< c

Newton

r=//-7

O Velocidade de corte (7) Modelos reológicos (Fonte: Billberg, 2005)

pequena, próxima do zero, em que com a viscosidade plástica (pp|) - que também pode ser determinada pela inclinação cia reta - e com a velocidade de corte

faz com que se defina a equação linear de comporta-

mento reológico do CAA, relacionando a tensão de corte no eixo y e a velocidade de corte no eixo *x\ Se o CAA apresentar uma viscosidade plástica baixa, igual ou menor de 4 0 Pa.s, a tensão cie cisalhamento deverá ser elevada, e poderá ocorrer a segregação do concreto já que a mistura não terá condições de manter dispersão homogênea de seus constituintes (KHAYAT e DACZKO, 2002). Porém, se o CAA apresentar alta viscosidade, ou seja, maior de 70 Pa.s, a tensão de cisalhamento será próxima de zero. A característica da mistura que identifica a viscosidade é o valor do slump Jlow test. Com um alto valor de slump Jlow test, sendo baixa a tensão de cisalhamento, a pressão que o CAA exercerá nas fôrmas será próxima da hidrostática.

3.2 Pressão nas Fôrmas Este item é importante, j á que a utilização do CAA faz com que aumente a pressão exercida nas fôrmas em comparação com o CCV, fazendo com que elas cedam se não houver cuidados extras. Proske e Graubner ( 2 0 0 2 ) enumeram 18 itens que influenciam na pressão exercida pelo concreto nas fôrmas, relacionados na Tabela 3.1. Os autores dividiram em três graus de importância cada um dos itens gerais para todos os tipos de concreto. Para o CAA, os parâmetros 1.3, 1.4 e 2.4 não são aplicáveis. Segundo Walraven ( 2 0 0 5 ) , é indiscutível que a velocidade de concretagem influi diretamente na pressão nas fôrmas. Um CAA com uma velocidade de concretagem de 2 m por hora (m/h) exerce pressão semelhante à hidrostática. Porém, a partir desse ponto até os 10 m/h, a pressão não varia consideravelmente e não ultrapassa essa medida. Por isso, afirma-se que é recomendável utilizar a pressão hidrostática para o cálculo da resistência deis fôrmas. A recomendação de se utilizar a pressão hidrostática para o cálculo da resistência é aceita pela norma francesa NF P93-350/89. Isso, porém,

pode ser um problema já que seria um material na

forma líquida com massa específica de cerca de 2 4 0 0 kg/m5 exercendo uma pressão hidrostática nas fôrmas. Uma das grandes vantagens do CAA frente ao CCV é o aumento da velocidade de concretagem, fazendo com que a capacidade dos equipamentos de lançamento do concreto

TABELA 3.1

Parâmetros Que Influem na Pressão das Fôrmas

1. Primeiro grau

2. Segundo grau

3. Terceiro grau

l.l velocidade de lançamento

2.1 tempo de endurecimento

3.1 tipo de moldagem

1.2 densidade do concreto

2.2 compatibilidade entre

3.2 tipo e dimensão

cimento e aditivo

máxima dos agregados

2.3 pressão dos poros de

3.3 tipo de cimento

1.3 tipo de compactação

água 1.4 tipo e profundidade de

2.4 tempo de vibração

3.4 temperatura ambiental

2.5 projeto da fôrma

3.5 altura de lançamento

vibração 1.5 consistência do concreto

e altura total 1.6 temperatura do concreto

2.6 permeabilidade da

no estado fresco

fôrma

3.6 armadura de reforço

(Fonte: Proskc c Graubncr, 2 0 0 2 )

seja a limitação da vazão de concretagem. Quanto mais rápido for possível lançar a mistura, melhor para todos os envolvidos no processo. Assim, uma das maiores vantagens do CAA se tornou um grande risco, conhecido como colapso de fôrmas (B1LLBERG, 2 0 0 3 ) . Desde o início dos anos 90, diversas aplicações do CAA na Suíça têm ocasionado o colapso de fôrmas ou simplesmente as deformado (LEEMANN e HOFFMANN, 2 0 0 3 ) . Na maioria das aplicações, o CAA é introduzido pela parte inferior das fôrmas por conta das condições de produtividade. Brameshubere Uebachs ( 2 0 0 3 ) mostraram que a pressão exercida pelo CAA é aproximadamente o dobro de quando é bombeado pela parte inferior de uma estrutura vertical em comparação ao bombeamento pela parte superior com as mesmas velocidades de lançamento do concreto. As pressões podem, pontualmente, também, superar as hidrostáticas. Porém, muitas publicações relatam que a pressão exercida nas fôrmas pelo CAA é menor que a hidrostática, j á que a mistura apresenta um comportamento tixotrópico (DOUGLAS et a/., 2 0 0 5 ) . Tixotropia é definida como a diminuição de viscosidade sob tensão ou velocidade de

corte constante, seguida de recuperação gradual quando essa tensão ou velocidade de corte é removida. Essa recuperação gradual de viscosidade afeta a trabalhabilidade do concreto, bem como uma série de etapas do processo de concretagem como a mistura, transporte, bombeamento, lançamento e pressão desenvolvida nas fôrmas. A pressão exercida pelo CAA também pode ser diminuída com o controle do tempo de concretagem, executando uma segunda camada apenas quando a primeira já iniciou o processo de pega. Djelal et al. ( 2 0 0 4 ) propõem a utilização da equação de Janssen adaptada para CAA para o cálculo da pressão. Essa equação depende da aceleração gravitacional; das características do concreto, como a massa específica e a tensão de cisalhamento; das características da fôrma como o espaçamento entre as paredes, da altura e do comprimento; das interações entre a mistura e a fôrma, na forma de um ângulo de fricção interna determinado experimentalmente; e do coeficiente de fricção. É evidente a dificuldade de determinação da pressão pela equação; porém, deve-se considerar a importância do atrito entre o CAA e as paredes, ainda mais quando houver estruturas longas e circulares como a tubulação de bombeamento. Há casos em que é necessário o bombeamento por 2 0 0 0 m, por exemplo, sendo prudente ter cuidado na dosagem da mistura e especificação da tubulação. Também é possível calcular a tensão de cisalhamento por meio do ensaio do L-Box (NGUYEN et at.y 2 0 0 6 ) . O autor propõe uma equação que relaciona as alturas do CAA ' h f e 'h^ extraídas do ensaio com a tensão de cisalhamento, a força da gravidade e a massa específica do concreto no estado fresco. A forma de parada (h, e h 2 ) do concreto é diretamente relacionada à tensão de cisalhamento, possibilitando correlacionar ambas em fórmulas matemáticas. Trabalhos mais aprofundados nessa área seriam certamente bemvindos, já que modelos matemáticos, usados para o cálculo da pressão nas fôrmas exercida pelo CAA, parecem não ser consenso no meio técnico e nem esgotaram o assunto, apesar de buscarem maneiras mais precisas de cálculo.

3.3 Ensaios para Controle da Trabalhabilidade O conjunto de equipamentos para a avaliação da trabalhabilidade do CAA foi totalmente desenvolvido para esse novo tipo de concreto. É importante salientar que os ensaios ainda não foram normalizados e,

como qualquer procedimento sem normalização, há muitas divergências no meio técnico quanto às especificações e medidas. Logo, o mesmo aparelho pode apresentar pequenas diferenças entre uma publicação e outra. Mas um fato interessante é que não há muita variação dos tipos dos aparelhos, ou seja, a grande maioria dos autores utiliza os mesmos testes, porém com medidas e intervalos diferentes, como será mostrado na descrição de cada um. As três propriedades cuja medição se faz necessária CAA são a fluidez, a capacidade cie fluir coeso e íntegro entre obstáculos e a resistência à segregação. Para cada uma dessas propriedades há um grupo de equipamentos, uns mais aptos e uns mais práticos que outros, conforme pode ser observado na Tabela 3.2. Essa tabela, inicialmente apresentada por Peterssen ( 1 9 9 9 ) , foi adaptada pelos autores desse livro. EFNARC ( 2 0 0 2 ) enumera alguns pontos que devem ser levados em consideração na avaliação da trabalhabilidade do CAA:

TABELA 3.2

Ensaios Para a Avaliação da Trabalhabilidade do CAA Utilização

Propriedades Avaliadas

Ensaios Laboratório

Canteiro

Fluidez

Habilidade Pas.

Coesão

Slump flow

xxx

XXX

Slump flow T 50

XXX

xxx

V-Funnel

V-Funnel 5 min

XXX

L-Box

XXX

U-Box

XXX

Fill-Box

U-Pipe

xxx

Orímet

J-Ring

xxx

XXX

xxx

X X X - altamente recomendável; X X - recomendável; X - pouco recomendável; N - não relevante (Fonte: PETERSSEN. 1 9 9 9 . adaptado)

uma das principais dificuldades de utilizar tais lestes é que eles têm de medir as três propriedades requeridas no CAA, e nenhum teste é capaz de medir isoladamente todos os três itens;

b) ainda não há uma relação clara entre os resultados experimentais e o cantei ro-de-obras; c)

há pouca precisão de dados. Portanto, não há uma direção clara na obediência dos limites;

os testes e limites são previstos para concretos com agregado graúdo de diâmetro máximo de 20 mm Caso seja necessário diâmetro maior, os equipamentos devem ser ajustados;

não se considera o tipo de elemento em que o concreto será lançado - se em estruturas horizontais ou em verticais;

da mesma forma, os equipamentos devem ser ajustados caso as armaduras sejam muito densas.

Muitos dos pontos são discutíveis ou podem ser solucionados. Conforme j á demonstrado, somente um aparelho não é capaz medir todas as propriedades necessárias. Mas como as dimensões dos equipamentos não são grandes, pode-se perfeitamente realizar dois ou três testes, tanto em laboratório quanto no cantei ro-de-obras. Quanto ao problema do diâmetro máximo do agregado graúdo ou da densidade da armadura, sabe-se que o CAA deve passar entre as barras da armadura e que o tamanho máximo do agregado já está limitado em relação ao espaçamento entre elas. Logo, é improvável que seja necessário especificar diâmetros maiores que 2 0 mm. A equivalência entre ensaios e canteiro-de-obras, como todo novo material, só será adquirida por meio da experiência acumulada com o uso e, por fim, as medidas somente serão definitivas quando os equipamentos forem normalizados.

3.3.1 Slump flow test O slump flow lest é utilizado para medir a capacidade do CAA de fluir livremente sem segregar. Foi desenvolvido primeiramente no Japão para avaliar o uso de concretos submersos. A medida de fluidez a ser obtida do CAA é o diâmetro do círculo formado pelo concreto. Para concretos convencionais, a trabalhabilidade é medida pela determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone (NBR NM 6 7 ) ou pela determinação da consistência pelo espalhamento na mesa de

Grajf

(NBR NM 6 8 ) , a qual é aplicável para misturas que atinjam o espalhamento mínimo de 3 5 0 mm limitado ao tamanho da mesa, 7 0 0 mm. Pode-se afirmar, a grosso modo, que o slumpflow

test é uma adaptação

destes dois ensaios para um concreto excessivamente fluido. O ensaio permite observar visualmente se o concreto está segregando ou não. As Figuras 3.2 e 3.3 ilustram o resultado do ensaio realizado com duas misturas: a primeira sem apresentar segregação e a segunda com segregação visível. Nota-se que, com o concreto segregando, o agregado graúdo forma uma pilha central, enquanto só a argamassa (ou pasta) flui para as extremidades, formando uma auréola. Se o concreto da Figura 3.4 fosse aplicado em estruturas reais, certamente o agregado graúdo iria para o fundo das fôrmas e a argamassa e a água subiriam para a superfície, o que provocaria grandes falhas de concretagem e diminuiriam a durabilidade e a resistência mecânica das peças. O slumpjlow

test pode ser executado por uma pessoa e exige poucos

materiais, o que o habilita a ser usado em canteiros-de-obra e não somente em laboratórios. É composto por uma base, que deve ser um quadrado de 1000 X 1000 mm - que não absorva água e nem provoque

CAA sem segregação

fO D O

Segregação visível

atrito com o concreto - e por um tronco de cone com materiais de mesmas características da base. Sobre o centro da base deve-se marcar um círculo de diâmetro de 2 0 0 mm para a colocação do cone, que deve ter 3 0 0 mm de altura, diâmetro interno menor cie 100 mm e diâmetro maior de 2 0 0 mm. Também são necessárias, para a execução do teste, uma espátula, uma concha côncava e uma trena para medir o espalhamento do concreto. Primeiramente, deve-se umedecer a placa e o tronco de cone para que não absorvam água do concreto durante o ensaio. Depois, colocar a placa sobre um chão firme e nivelado e o tronco de cone no centro da base, segurando-o firmemente sobre o círculo de 2 0 0 mm. Aproximadamente seis litros de concreto serão necessários para o ensaio. Com a concha côncava, preencher com concreto e com a espátula remover o excesso do topo do cone. O adensamento deve ser feito pela força da gravidade, não devendo ser realizado qualquer tipo de compactação. Remover também qualquer excesso de concreto na placa e então erguer verticalmente o cone. Permitir que o concreto flua livremente e medir o diâmetro do espalhamento em duas direções perpendiculares. A média

dessas medidas é o valor do slumpjlow.

Durante o ensaio é importante a

observação da ocorrência ou não dc segregação. Espalhamentos muito baixos indicam que o concreto está pouco fluido. Assim, é necessário íluidificar o material com água ou aditivos superplastiíicantes. E, se a medida estiver elevada, deve-se tornar o concreto mais coeso, porque estará muito fluido e, provavelmente, segregando.

3.3.2 Slump flow T 5 0

test

O slump flow T 5 0 c m test é uma variação do slump flow, já que o procedimento e os equipamentos são os mesmos. As únicas alterações são a marcação de um círculo de 5 0 0 mm de diâmetro centrado na base, a necessidade de um cronômetro para a realização do teste e a presença de, pelo menos, duas pessoas. O teste é realizado simultaneamente com o slumpjlow

test. Assim que

o cone for erguido verticalmente, o segundo operador deve acionar o cronômetro e marcar o tempo em que o concreto alcança a marca dos 5 0 0 mm. Se o tempo for baixo, indica que o concreto está muito fluido; se o tempo for alto, indica que o concreto está muito coeso e deve, em ambos os casos, ser corrigido. A Figura 3.4 representa um teste do slump flow test com o slum flow T

50cm

test.

Observa-se, pela Figura 3.4, que não há segregação visível uma vez que o agregado graúdo está acompanhando a argamassa até as extremidades do círculo sem ficar agrupado no centro. E também porque a mistura

está

fluindo

uniformemente

pela

placa

de base

formando,

aproximadamente, um círculo e não uma forma irregular. Também não ocorre o desprendimento de pasta, outra indicação de que o concreto está coeso.

3.3.3 J-ring test O j-ring test é uma complementação do slump flow test, do o rimei test ou até mesmo do v-funnel test, porque esses testes não tentam simular as armaduras de uma estrutura real. É constituído por um anel de barras de aço espaçadas conforme a armadura real que se deseja simular. Mas, normalmente, o diâmetro é de 3 0 0 mm, a altura é de 100 mm e o espaçamento entre barras deve ser maior que 3 vezes o diâmetro máximo do

Ensaios cie slump flow test com o slumflow T 30cm test

agregado graúdo. A Figura 3.5 ilustra o j-ring em conjunto com o slump flow test. Essa combinação de testes permite a verificação da fluidez e da habilidade do concreto passar por obstáculos, sendo a última devido ao j-ring. Pode-se ainda verificar visualmente a segregação da mistura, uma vez que, ao passar pelo anel, a argamassa não deve se separar do agregado graúdo. Para a execução do j-ring test em conjunto com outro teste para medir a fluidez do concreto - normalmente o slump flow test - são necessários dois operadores, o anel metálico, o tronco de cone e base do slump flow, um cronômetro, uma trena, uma concha còncava e uma espátula. São dois lestes complementares e ainda não se tem certeza da exatidão dos resultados, uma vez que o anel de barras de aço certamente afeta o espalhamento do concreto - embora a habilidade da mistura de passar por obstáculos, no caso um anel de armaduras, provavelmente não seja influenciada pela fluidez. Deve-se umedecer os equipamentos e colocálos sobre um chão firme e nivelado para que então se preencha de concreto até o topo do tronco de cone, sem compactação externa ou vibração de qualquer natureza. Depois levanta-se o molde verticalmente e crono-

in rn á

Ensaios de slump jlow test com a complementação do j-ring test (fonie: EFNARC,

2002)

metra-se o tempo em que o concreto alcança o círculo de 5 0 0 mm, e mede-se o espalhamento em duas direções perpendiculares para o cálculo do slump Jlow. Em seguida, medem-se as alturas interna e externa ao anel de barras de aço em quatro pontos diferentes e calcula-se a média aritmética da diferença entre as alturas, que é a medida do j-ring. Pode-se ainda verificar visualmente a ocorrência de segregação, pois se o agregado graúdo se separar da argamassa do concreto quando fluir às extremidades ou quando passar pelo j-ring,

significa que a mistura não está

coesa suficiente, necessitando de ajustes. O valor do ensaio é a diferença de altura entre o concreto imediatamente interior e imediatamente exterior ao anel, e não pode exceder 10 mm.

3.3.4 V-funnel test Desenvolvido no Japão por Ozawa, esse equipamento mede a fluidez do concreto, sendo apropriado para agregados graúdos de diâmetro máximo de 2 0 mm assim como o slump flow test e o slump flow T50cm test. A Figura 3.6, adaptada de GOMES ( 2 0 0 2 ) , mostra duas possibilidades do aparelho, enquanto a Figura 3.7 ilustra um dos equipamentos utilizados no laboratório. Na extremidade inferior do equipamento retangular deve existir uma porta, que pode ser deslizante ou com dobradiça para que mantenha o concreto no interior do aparelho e seja aberta para iniciar o

51.5cm

23c m

v£> ro D <J

b = 6.5 o u 7.5cm

7.5cm

V-Funnels (fonte: GOMES, 2002 adaptado)

ensaio. A medida é o tempo que o material leva para escoar do funil. Após a execução do ensaio, pode-se preencher novamente o funil com concreto e esperar 5 minutos para a repetição do procedimento, para que se teste a resistência à segregação j á que, se o CAA estiver segregando, o tempo de escoamento aumentará significativamente. É necessário levar em conta que o aparelho é bastante simples, e ainda não se sabe se há alguma influência provocada pelo ângulo interno e as paredes internas na íluidez do concreto. Para a realização do ensaio são necessários um funil, uma espátula, uma concha côncava e um cronômetro. Como é preciso acionar o cronômetro no exato momento em que a porta do aparelho é aberta, são necessários dois operadores, assim como

uma base para deixar o

equipamento suspenso. Como nos outros ensaios, o equipamento deve ser firmemente fixado e nivelado, de forma que não se movimente ao longo da execução do ensaio. Inicialmente, deve-se umedecer todo o equipamento para que a água do concreto não seja absorvida indevidamente. Com a concha côncava, encher o funil com concreto, novamente sem compactação ou vibração de espécie alguma e, com a espátula, nivelar o topo do aparelho e retirar o excesso de material. Abrir a porta inferior do funil, permitindo que a mistura escoe unicamente sob a ação da gravidade. O tempo que o concreto leva para esvaziar completamente o funil é o resultado desse ensaio.

3.3.5 L-box test O ensaio do l-box mede a íluidez do concreto simultaneamente à sua capacidade de passar por obstáculos e permanecer coeso. O equipamento consiste em urna caixa em forma de 4L com uma porta móvel separando a parte vertical da horizontal e, junto com a divisória, barras de aço que simulam a armadura real da estrutura, criando um obstáculo à passagem do concreto. É importante salientar que o espaçamento e a bitola das barras de aço dependem, basicamente, das condições reais da estrutura em que o concreto será aplicado. Embora muitos autores defendam uma normalização desse procedimento, o mais correto seria padronizar apenas a parte fixa do equipamento enquanto as armaduras seriam escolhidas para cada situação. A Figura 3.9 ilustra as medidas do l-box com 3 barras de aço de 12,5 mm de diâmetro espaçadas em 4 0 mm entre si, por serem as mais usuais. Aconselha-se utilizar agregados graúdos com diâmetro máximo de 12,50 mm, um terço do valor do espaçamento das armaduras.

V-Funnel sendo utilizado

Para a execução desse ensaio são necessárias, além da caixa em 'L feita com material não-absorvente e sem atrito, uma espátula, uma pá côncava, uma trena e, se desejado, um cronômetro para a medição do tempo em que o concreto chega aos 2 0 cm e aos 4 0 cm, que devem ser marcados no aparelho. A cronometragem dos tempos não é obrigatória e nem sempre recomendada, pois são períodos pequenos e de difícil marcação (a não ser que se utilize uma pessoa para marcar cada um dos tempos, o que dificulta o ensaio). Devido às dimensões e características, é recomendado seu uso apenas em laboratório, sendo difícil a utilização em campo. Deve-se fixar o l-box em solo firme e nivelado, umedecer as paredes do equipamento e testar o portão móvel para ter certeza de que se erguerá mesmo com a pressão do concreto. Preencher a parte vertical e deixar o material se acomodar por 1 minuto. Depois levantar o portão e cronometrar o tempo em que o concreto alcança a marca de 2 0 cm e 4 0 cm. A Figura 3.8 ilustra o ensaio do l-box em andamento. Medir as alturas iniciais ( H j ) e final (H 2 ), indicadas na Figura 3.9, em que H2/Hi é o valor procurado e deve se situar entre 0 , 8 0 e 1,00 -

ro á

D o U_

Ensaio do l-box em andamento

100 -<—• Unic mm

Rebars 3 x ÓI2 Gíi|) 35 mm

600

^200

150

3 D O •<

0-700

•<

O <100

800 Medidas do l-box recomendadas (fonte: OFNARC, 2 0 0 2 )

valor adotado pela maioria dos pesquisadores. Quanto mais fluida estiver a mistura, mais rápido chegará às marcas de 2 0 cm e 4 0 cm e mais nivelada terminará. Também deve-se observar a movimentação cio concreto durante o ensaio, pois se estiver segregando ao passar nos obstáculos, o agregado graúdo irá demorar mais a fluir, enquanto a argamassa do concreto chegará primeiro ao final da caixa.

3.3.6 U-box test Ensaio desenvolvido pela Technology Research Centre ojthe Taisei tion in Japan,

Corpora-

o u-box também pode ser chamado de box shaped test e

serve para medir a íluidez e a capacidade do concreto de passar por obstáculos sem segregar. O equipamento, ilustrado na Figura 3.10, exibe dois compartimentos separados por um portão móvel e barras de aço com diâmetro de 12,5 mm espaçadas entre si em 4 0 mm. Como no l-box, as armaduras devem ser projetadas caso a caso, a fim de se ter uma precisão maior nos resultados dos testes. Quando o concreto passa de um compartimento para o outro, sofre uma resistência ao movimento, e quanto mais íntegro e coeso passar, sem segregar, mais autoadensável mostrará ser. Esse equipamento é de difícil confecção e, depois de pronto, pode ser frágil dependendo do material usado (o que dificulta seu uso em campo), sendo mais apropriado para uso em laboratório.

O rõ D ü

Medidas do u-box recomendadas (fome: EFNARC, 2 0 0 2 )

Para a execução do ensaio são necessárias uma concha côncava, uma espátula, uma trena e cerca de 16 litros de concreto no estado fresco, colocados sem vibração ou compactação externa de qualquer natureza no comparlimento da esquerda do aparato, com o portão fechado. É importante que, antes da colocação da mistura, se umedeça o equipamento para que não absorva água do concreto - assim como o portão também deve ser testado, para que nenhuma partícula dificulte sua abertura durante o ensaio. O equipamento deve estar sobre chão firme e nivelado. Após o preenchimento, a mistura deve descansar por 1 minuto e só então o portão deve ser aberto, fazendo com que o concreto escoe através das armaduras para o outro comparlimento. Assim que o movimento se estabilizar, deve-se medir as alturas RL e R 2 - respectivamente a altura do material que ficou no compartimento da esquerda e da direita - e determinar o valor R] — R 2 . Quanto mais fluida a mistura for, mais próximo do zero esta subtração irá resultar. Isso indicará que o concreto é auto-adensável, sendo que o limite máximo deve ser de 3 0 mm de diferença. Novamente a observação do movimento da mistura é muito importante para identificar algum tipo de segregação, uma vez que o concreto coeso deve sempre fluir uniformemente com todos os seus componentes unidos, sem separação. Na Figura 3.11, o ensaio em andamento em laboratório.

Ensaio do u-hox em andamento

3.3.7 Fill-box test Esse equipamento, conhecido por fill-box, método de Kajima ou vesscl test, mede a capacidade do concreto passar coeso, sem segregar, por obstáculos como armaduras e eletrodutos. O aparato (ilustrado na Figura 3.12) consiste em uma caixa transparente de 50 cm de comprimento por 3 0 cm de altura e 3 0 cm de largura, com 35 barras de PVC de 2 0 mm de diâmetro espaçadas 5 cm de eixo a eixo, distribuídas ao longo da caixa. Insere-se no topo do aparelho um cano de 100 mm de diâmetro com um funil de 2 0 0 mm de diâmetro, que será a entrada da amostra de concreto - de aproximadamente 4 5 litros. A altura do material nas duas extremidades do equipamento é H, e H 2 , e a capacidade de preenchimento 4 F'

do concreto é calculado de acordo com a equação l. (H, 4- H-,) F = 100 * — — 2*HX

(eq. 1) 1

Vista Lateral

Vista Frontal 200 mm 100 mm

100 mm

500 mm

SOO mm

100 mm

200 mm

100 mm

50 mm

20 mm

O O O O O O O O O O O O O O O O o o o o

300 mm

50 mm

300

m m

O O O O O O O

50 mm

O O O O O O o 150 mm

FIGURA 3.12

350 mm

300 mm

medidas do fill box recomendadas (fonte: EFNARC, 2002)

Para a realização do ensaio são necessários equipamento de material transparente que não absorva indevidamente a água do concreto, uma concha côncava com capacidade entre 1,5 litros e 2 litros e uma trena. Apenas um operador é suficiente. Primeiramente, deve-se colocar o fill box em um solo firme e nivelado para depois umedecer suas paredes sem que algum excesso de água permaneça. Preenchê-lo com a amostra de concreto, cuidando para que seja derramada uma concha côncava a cada 5 segundos até que a mistura envolva a última barra de PVC. Medir duas alturas em cada face com a trena (Hj e o H 2 ) e então calcular o lF\ Todo o procedimento do ensaio deve ser executado em menos de oito minutos. Caso a capacidade de preenchimento da mistura seja inferior a 9 0 % , significa que o concreto deve ser ajustado para que alcance tal exigência e fluidificado, mantendo a coesão. Durante o procedimento, é importante observar se há ocorrência ou não de segregação, pois o concreto deve

estar coeso ao passar pelas barras de aço. Ou seja, se a argamassa chegar na extremidade da caixa oposta ao local de sua colocação antes do agregado graúdo, significa que a mistura está segregando e a correção é necessária.

3.3.8 U-shaped pipe test Resistência à segregação significa que a distribuição dos agregados graúdos deve ser uniforme em todos os lugares e níveis. Ou seja, o concreto não pode segregar nem horizontal e nem verticalmente, por isso é necessário que exista um método rápido e simples para o teste da coesão da mistura (BUI et ai,

2002).

O procedimento foi desenvolvido por Gomes ( 2 0 0 2 ) , e serve para mensurar a segregação ele um CAA. Existem outros métodos para analisar a resistência à segregação, mas ou exigem muito tempo e esforço ou são imprecisos. Uma das vantagens do equipamento é que necessita de poucos recursos para construí-lo e é fácil de manejar e limpar, assim como o procedimento é simples. Mas apenas concretos íluidos podem ter sua segregação testada e o tempo de duração depende do início de pega de cada aglomerante. O u-shaped pipe é composto por três tubos de PVC de diâmetro interno de 156 mm, conforme a Figura 3.13. O primeiro e o terceiro tubo têm 5 7 0 mm de comprimento enquanto o segundo mede 8 0 0 mm, e todos são serrados ao meio e presos com braçadeiras metálicas para que possam ser abertos sem danificar o concreto que estará no interior. Cerca de 32 litros da mistura são necessários para a execução do teste, que nada mais é do que uma comparação entre três corpos-de-prova retirados de três locais diferentes do 'U\ Para a execução do teste são necessários pelo menos dois operadores, o equipamento de PVC, uma base de madeira para firmar os tubos, uma trena, uma pá côncava, uma serra, uma balança e uma peneira de 5 mm. Deve-se colocar o concreto no topo do primeiro tubo para escoar verticalmente e depois percorrer horizontalmente o segundo tubo para alcançar o terceiro e subir verticalmente até o topo. Acredita-se que esse caminho representa as condições reais que podem ocorrer em uma obra convencional. Após o preenchimento do aparato, espera-se cerca de três horas - que é o tempo do concreto obter uma certa resistência para não desmanchar caso de não ocorra pega total - e coloca-se o equipamento na horizontal para separar as duas partes do tubo. Então, extraem-se as

fO D

Ll_ Medidas do u-shaped pipe, cm mm, recomendadas e forma após desfôrma (fonte: GOMES, 2002)

três amostras (indicadas na Figura 3.5) de 10 cm de comprimento e, na peneira de 5 mm, lavam-se as amostras para que ocorra a separação dos constituintes e seja possível obter o agregado graúdo limpo. Deve-se usar papel-tolha para secar a superfície das amostras para que a massa seja determinada. A massa da amostra 1 é a referência que será dividida pelas massas 2 e 3. A menor relação será a quantificação da segregação (RS), calculada conforme a equação 2.

Se a relação RS for menor que 9 0 % , significa que o concreto está segregando, ou seja, é necessário que se adicionem materiais finos ou aditivo modificador de viscosidade para dar

maior coesão à mistura.

Após a extração dos exemplares, pode-se deixar o restante do concreto endurecer para dividir os pedaços ao meio e analisar visualmente a segregação, porque um bom CAA partido ao meio deve ter os agregados graúdos distribuídos uniformemente.

3.3.9

Orimettest

Esse equipamento foi desenvolvido inicialmente para concretos de alta trabalhabilidade e, atualmente, para CAA. O orimet consiste em um tubo de 100 mm de diâmetro interno com uma redução para 75 mm e uma comporta inferior, que serve para liberar a passagem do CAA(Figura 3.14).

Ensaio do orímet test em conjunto com o j-ring test (fonte: FURNAS, 2 0 0 4 )

Para a realização do procedimento utilizam-se cerca de 10 litros de material. Esse teste verifica a fluidez do material e avalia sua capacidade de passar por obstáculos sem segregar caso coloquem-se duas barras perpendiculares de 10 mm. Também é possível a realização do orimct em conjunto com o j-ring, para que não seja necessário adicionar as duas barras. Para a realização do ensaio, além do concreto, são necessários o equipamento feito com material não-absorvente ou quimicamente reagente com os componentes, um balde com capacidade para cerca de 10 litros, uma concha côncava, uma espátula, um cronômetro e pelo menos dois operadores. Primeiramente, deve-se fixar o equipamento em um chão firme e nivelado e umedecer as paredes do tubo. Preencher o tubo com a concha côncava e tirar qualquer excesso de material com a espátula para então abrir a comporta inferior e cronometrar o tempo em que o concreto flui através do orifício.

3.3.10 Considerações finais A Tabela 3.3 resume os valores mínimo e máximos aceitos pela maior parte cios pesquisadores para cada equipamento de medição da trabalhabilidade do CAA descrito nos itens anteriores. Observa-se que existe mais de um tipo de equipamento para medir cada uma das propriedades do CAA no estado fresco. Ao analisar facilidade de execução dos ensaios de cada aparelho, é possível concluir que o slump flow test é o ensaio mais adequado para medir a fluidez; o j-ring, para medir a habilidade do CAA passar coeso por obstáculos; e os dois anteriores, mais o u-shaped

pipe,

para avaliar a resistência à segregação do material. Salienta-se, novamente, que os ensaios não foram normalizados ainda. Logo, podem haver divergências nos valores e medidas adotadas.

3.4

Limitações c Dificuldades

Como não poderia deixar de ser, o CAA apresenta algumas limitações e dificuldades na sua aplicação. Porém, o conhecimento dessas limitações faz com que não ocorram problemas futuros desde que alguns detalhes sejam observados e corrigidos. Sabe-se que qualquer concreto dosado em laboratório necessita de pequenos ajustes quando é utilizado na produção em uma central de concreto porque altera a forma de pesagem dos materiais, teor de umi-

TABELA 3.3

Valores aceitos pela maioria dos pesquisadores para os equipamentos de

trabalhabilidade

•

Valores típicos Ensaio

Unidade Mínimo

Máximo

600

750

slump flow

milímetro

slump flow c 50cni

segundo

v-funnel

segundo

v-funnel (acréscimo

segundo

tempo) 5

l-box

(h 2 / h,)

0.80

u-box

(h ?

fill-box

porcentagem %

100

u-shaped pipe

porcentagem %

100

orimet

segundo

j-ring

milímetro

h,) mm

1.00

dade dos agregados e, principalmente, a energia de mistura do misturador. Porém, quando o concreto é um auto-adensável, esses ajustes podem ser maiores, porque trata-se de um concreto mais sensível que o CCV. Até que os operadores da central, motoristas e outros envolvidos no processo dominem completamente a tecnologia, deve-se ter maiores cuidados na transposição do laboratório para a edificação. Um fato interessante é que a energia de mistura dos caminhões-betoneira é consideravelmente menor que a de centrais de concreto (como, por exemplo, as encontradas em indústrias de pré-moldados). Assim, o concreto do caminhão-betoneira, antes de receber o aditivo superplastificante, não pode estar seco e deve apresentar um certo valor de slump tesl para que se maximize o efeito do aditivo. Uma alternativa para isso seria a introdução de um aditivo plastiPicante no concreto apenas para que a mistura apresente um valor de slump test inicial do CCV de, pelo menos, 4 0 mm.

Como o CAA é um material fluido, tem a tendência de se nivelar e não é indicado para locais com diferenças de níveis como sacadas e escadas, por exemplo. Pode-se colocar barreiras de argamassa ou madeira muitas realizadas no dia anterior à concretagem - quando for possível. Em escadas há a opção de se cobrir os degraus, fazendo com que o concreto os preencha como se fossem caixas. Mas devido ao custo e ao excesso de trabalho dessa solução, recomenda-se realizar a concretagem dos locais de diferentes níveis com CCV com o primeiro caminhão ou no dia anterior.

CAA no Estado

Endurecido

escrever as propriedades mecânicas e de durabilidade do CAA no estado endurecido nada mais é do que explicar o conhecimento j á obtido em tecnologia de concretos. Essas propriedades são, basicamente, resultado das decisões tomadas na dosagem e mistura do material. O CAA apresentará fissuração de secagem e alto calor de hidratação se for dosado com alto consumo de cimento. Terá sua pega inicial retardada se o teor do aditivo superplastificante for excessivo. Resultará em um módulo de elasticidade baixo e uma alta probabilidade de retração plástica se for dosado com baixo consumo de agregado graúdo. Porém, esses e outros problemas ocorrerão com o CAA, o CCV e qualquer outra mistura que contenha cimento Portland em sua composição. Assim como em todos os tipos de concreto, também na dosagem dos CAA deve-se tomar alguns cuidados para que não ocorram futuras manifestações patológicas.

A grande diferença do CCV para o CAA, além da concepção de ambos, é que o primeiro está envolvido, durante o processo de concretagem, por fatores que podem comprometer a sua qualidade como produto final, dos quais se destaca o seu adensamento ou compactação. Neville ( 1 9 8 2 ) afirma que a qualidade do concreto é quase sempre posta à prova, especialmente no que diz respeito à permeabilidade. Além dos poros da pasta de cimento e dos agregados, o concreto como um lodo contém vazios causados tanto por adensamento incompleto como por exsudação. Esses vazios ocupam de 1 a 10% do seu volume, sendo que misturas com valores de 10% são as que têm muitas falhas (ninhos) e resistências muito baixas. Como as partículas dos agregados são envolvidas pela pasta de cimento nos concretos plenamente adensados, é a permeabilidade da pasta que tem maior efeito sobre a permeabilidade final. O lançamento do concreto é a atividade do processo de produção de estruturas que mais identifica o CAA. Uma vez no ponto de aplicação, a operação final de colocação e lançamento da mistura requer muito menos habilidade ou mão-de-obra para se obter um produto uniforme e denso. Devido à melhor qualidade de lançamento do CAA, normalmente as propriedades no esiado endurecido são similares ou superiores às dos CCV equivalentes. Pode-se dizer então que o adensamento e, portanto, a durabilidade do concreto é mais garantido com a utilização de CAA, uma vez que reduz o potencial do erro humano (na forma de adensamento inadequado). Com materiais e relações água/cimento (a/c) similares, a resistência do CAA é, pelo menos, igual à do CCV e apresenta praticamente a mesma evolução ao longo do tempo para uma mesma classe de resistência. A resistência à tração é também similar à da mesma classe de resistência de um CCV, assim como a retração por secagem (GOODIFR. 7 0 0 3 ) para consumos de cimento e de ngregndos gratidos equivalentes. No entanto, quando se utilizam teores elevados de argamassa para produção do CAA, as retrações químicas e por secagem tendem a aumentar, assim como a retração térmica aumenta com elevados consumos de cimento e adições quimicamente ativas (MEHTA e MONTEIRO, 2 0 0 6 ) . Da mesma forma, o módulo de elasticidade tende a reduzir, j á que os agregados graúdos são os principais responsáveis por essa propriedade. Os resultados obtidos por Manuel ( 2 0 0 5 ) , apresentados na

Figura 4 . 1 , mostram o impacto do aumento do teor de argamassa, que variou de 54 a 7 5 % no módulo de elasticidade de CAA, confirmando a queda da propriedade a partir de teores de 6 5 % . Quando comparado ao CCV, ambos com teores de argamassa de 5 4 % , o CAA teve um desempenho ligeiramente superior, provavelmente em função do melhor adensamento e empacotamento por conta da presença dos finos. Por esse motivo, deve-se proporcionar CAA de forma a obter teores de argamassa próximos aos dos CCV e relações pasta de cimento/agregado não muito altas. Para as outras propriedades mecânicas e de durabilidade não há motivos para preocupações com o CAA, conforme j á descrito aqui e por diversos outros autores. Tutikian ( 2 0 0 7 ) realizou ensaios de penetração de íons cloretos em um CCV referência e em outros seis CAA, variando traços l : m e os finos. Os resultados, ilustrados na Figura 4.2, mostram que a variação nos valores ocorre não pela mistura ser convencional ou auto-adensável, e sim pela presença de finos pozolânicos ou não. Observa-se que o primeiro concreto é o CCV, e os outros seis são CAA, sendo que os AF são com areia fina (do 2 o ao 4 o ) e os CV são os com cinza volante (do 5 o ao 7 o ).

30.0

CCV

CAA-54

CAA-60

CM-65

0.00 CAA-70

CAA-75

Concreto (ira<;x> 1:4.5)

Módulo de elasticidade de CAA e CCV em função do teor de argamassa (Fonte: Manuel, 2005)

Portanto, deve-se apenas levar em consideração que o CAA é pelo menos igual ao CCV no estado endurecido e que suas propriedades dependerão da forma como foi dosado. Por isso devem-se evitar misturas com altos teores de argamassa ou aditivo superplastificante.

7000 60005000

j§ <1000 8

3000

2000 1000

iccv

ITKAF

• AFIB

IAF2R

0TKCV

ICV1B

ICV2B

Módulo de elasticidade de CAA e CCV em função do teor de argamassa (Fonte: Tutikian, 2007)

Métodos de

Dosagem

dosagem dos CAA era apontada como o ponto crítico desse novo material, uma vez que os métodos existentes eram defasados por terem sido propostos antes que se iniciasse a utilização de materiais como aditivos superplastificantes à base de policarboxilatos,

por

exemplo(e baseados em conceitos duvidosos). O resultado é que as primeiras misturas de CAA e as atuais que ainda utilizam esses métodos eram anti-econômicas e também apresentavam uma série de problemas, como os baixos valores de módulo de elasticidade. Então foi proposto, em 2 0 0 4 , um método prático para dosagem de CAA conhecido como Método Tutikian ( 2 0 0 4 ) . Após ser testado e utilizado em aplicações reais, observou-se que alguns pontos poderiam ser melhorados. Por isso, um outro método foi proposto, e ficou conhecido como Tutikian & Dal Molin (2007). Com tais métodos - e outros propostos recentemente, como Gomes ( 2 0 0 2 ) e Melo-Reppete ( 2 0 0 5 ) - entende-se que há alternativas suficientes para se dosar um CAA econômico e com propriedades satisfatórias no estado endurecido. Os dois primeiros métodos, por terem sido propostos pelos auto-

res, serão detalhados a seguir e representam a grande motivação para a execução desta obra. Será sempre difícil desenvolver um método teórico de dosagem que possa ser utilizado universalmente com qualquer combinação de cimento Portland, materiais cimentícios suplementares, quaisquer agregados e quaisquer aditivos, já que os critérios de aceitação destes materiais apesar de serem normalizados - são amplos demais (AÍTCIN, 2 0 0 0 ) . Ao citar esta frase, Aitcin estava se referindo aos CCV, ou seja, a situação se agrava com CAA, já que o uso de aditivos é praticamente obrigatório, além de componentes finos. Mas a intenção cios métodos de dosagem que serão detalhados a seguir é exatamente dosar CAA com quaisquer materiais disponíveis, cumprindo apenas os requisitos básicos e seguindo um

procedimento

detalhado.

5.1

Método de Dosagem Proposto por Tutikian

O método proposto por Tutikian ( 2 0 0 4 ) é baseado no método cie dosagem para CCV 1PT/EPUSP (HELENE E TERZIAN, 1992). É um método experimental e prático, e possui passos que elevem ser seguidos para que se alcance o objetivo final, que é a mistura de três traços de concreto ou poder desenhar o diagrama de dosagem. O método j á foi testado, aprovado e utilizado por diversos autores: o próprio Tutikian ( 2 0 0 4 ) , Geyer (2005), Manuel ( 2 0 0 5 ) , Pagnussat et ai ( 2 0 0 6 ) , Ferreira et al. ( 2 0 0 6 ) , Alencar e Helene ( 2 0 0 6 ) , Barbosa et al. ( 2 0 0 7 ) , Silva ( 2 0 0 8 ) , entre outros. Por se tratar de um método recente, essa utilização é muito significativa. Na Figura 5.1, está ilustrado o passo-a-passo da execução do método, que é prático, simples e experimental.

5.1.1 Passo 1 - Escolha dos materiais O primeiro passo é escolher os materiais que têm condições de compor o melhor CAA. As características a serem analisadas são o custo de cada componente, a disponibilidade em quantidade e distâncias aceitáveis. Se ainda houver mais de uma opção para determinado item, é aconselhável que aqueles que já tenham sido utilizados pelo responsável pela dosagem sejam privilegiados. Deve-se especificar o diâmetro máximo do

Passo-a-passo para dosagem do CAA (Fonte: Tutikian, 2004)

agregado graúdo (de preferência menor de 19 mm). Os componentes finos, necessários para garantir a coesão do CAA, devem ser cuidadosamente escolhidos, pois atualmente há boas opções (e muitas também são resíduos de indústrias). Porém, devem ter uma área superficial maior que a do componente que estão substituindo. Os íinos podem ser pozolânicos como cinza volante, cinza de casca de arroz, sílica ativa, metacaulim, escória alto forno e outros. Ou não-pozolânicos, como cerâmica moída, fíler calcário, areia fina e outros, conforme descrito no item 2.2 do capítulo 2. Se os materiais forem pozolânicos, substituirão o cimento; se não forem pozolânicos, substituirão o agregado miúdo - com a substituição sendo sempre em massa.

5.1.2 Passo 2 - Determinação do teor ideal de argamassa seca O segundo passo é a determinação experimental do teor ideal de argamassa - de acordo com o método IPT/EPUSP (Helene e Terzian, 1992) - com os materiais escolhidos, sem aditivos nem finos. E deve ser mantido constante até o final da dosagem do CAA. Se o fino escolhido para a substituição não for pozolânico, deve-se utilizar as equações 3 a 11 para a determinação dos parâmetros para compor o traço e, após a colocação dos finos e aditivos, para o desenho da curva de dosagem. Se o componente fino escolhido for pozolânico, deve-se utilizar as equações 12-22 para determinar as informações necessárias para o cálculo do traço e, depois, para o desenho da curva de dosagem. O cálculo do consumo dos aglomeranies para que se determinem os outros componentes deve ser feito pelas equações 8 ou 9 (se o fino for não-pozolânico), ou pelas das equações 17 ou 18 (se o fino for pozolânico). Observa-se que, para utilizar as equações 9 ou 18, é necessário que se conheça a massa específica dos materiais e que se determine o teor de ar aprisionado no concreto. Para se utilizar a equação 8 ou a 17, basta determinar a massa específica do concreto fresco. Por meio dessas alternativas deve-se chegar a valores parecidos, mas recomenda-se que se utilize a segunda opção, porque considera o ar aprisionado do concreto e não é necessário que se realizem ensaios de massa específica dos materiais constituintes. Nessa fase o concreto ainda é convencional, sem aditivos e sem finos especiais. Os finos serão adicionados ao concreto por substituição em massa. a)

Fino não-pozolânico: fcj =

k k f

m = k 3 4- k 4 * a/c

C =

1000 ( k 5 4- k 6 * a/c)

(eq. 3 )

(eq. 4 )

(eq. 5 )

(1 + f + a ) a = — —

(1 + m)

m = a 4- p 4- f

C =

(1 4- f 4- a 4- p 4- a/c) (1000-ar)

C =

1 f a p - 4 - — 4 - — 4 - — 4- a/c \ 1f \ \ A = C * a/c

Cu =

(cq. 7)

(cq. 8 )

(cq. 9 )

(eq. 10)

C*$c4-C*f*$f4-C*a*$a4-C*p*$p4-C*

SP% * $sp 4- C * VMA% * Svma 4- C * a/c * $ag b)

(eq. 6 )

(cq

n )

Fino pozolânico:

•1

fcj =

kfgl

m = k 3 4- k 4 * a/agl

MC =

1000 ( k 5 4- k 6 * a/agl)

(14-a)

(cq. 12)

(eq. 13)

(eq. 14)

(eq. 15)

m = a 4 p

(eq. 16)

MC =

(1 + a + p + a/agl)

(eq. 17)

(1000-ar) c fp a p — + — + — + + a/agl \ ^fp 'n 1p

(cq. 1 8 )

C = MC * C %

(eq. 1 9 )

FP = 1 - C

(cq. 2 0 )

A = MC * a/agl

(eq. 2 1 )

Cu = C * $ c + C * f p * $ f p + C * a * $ a + C * p * $ p + C *SP% * Ssp + C * VMA% * $vma + C * a/agl * Sag

(

2 2 )

onde: fcj

resistência à compressão axial. à idade j. em MPa:

a/agl

relação água / aglomerante em massa, em kg/kg:

relação cimento / aglomerantes em massa, em kg/kg:

relação fino pozolánico / aglomerantes em massa, em kg/kg:

relação fino não-pozolánico / aglomerantes em massa, em kg/kg-.

relação agregado miúdo seco / aglomerantes em massa, em kg/kg:

relação agregado graúdo seco / aglomerantes em massa, em kg/kg:

relação agregados secos / aglomerantes em massa, em kg/kg:

teor de argamassa seca. deve ser constante para uma determinada situação, em kg/kg:

kl. k2. k3.

constantes que dependem exclusivamente dos materiais (cimentos.

k4. k5. k6

adições, agregados, aditivos):

consumo de cimento por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m

MC FP

consumo de material aglomerante por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m3: consumo do fino pozolánico por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m3:

SP% VMA%

dosagem de aditivo superplastificante por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m3: dosagem de aditivo modificador de viscosidade por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m5: massa específica do concreto, medida no canteiro em kg/m :

^c fp

massa específica do cimento, em kg/dm3: massa específica dos finos pozolânicos. em kg/dm3: massa especifica dos finos nào-pozolânicos. em kg/dm3: massa específica do agregado miúdo, em kg/dm3: massa específica do agregado graúdo. em kg/dm3:

ar A

teor de ar incorporado e/ou aprisionado por metro cúbico, em dm3/m3 consumo de água potável por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m3:

custo do concreto por metro cúbico:

custo do kg de cimento:

$fp

custo do kg de material fino pozolânico:

custo do kg de material fino nao-pozolânico:

custo do kg de agregado miúdo:

custo do kg de agregado graúdo:

$sp

custo do kg de aditivo superplastificante:

$vma

custo do kg de aditivo modificador de viscosidade:

$ag

custo do kg de água potável.

5.1.3 Passo 3 - Determinação d o s traços rico, intermediário e pobre Com os materiais definidos e o teor de argamassa determinado, devem ser escolhidos pelo menos três traços-base para o desenho do diagrama de dosagem: um rico, um intermediário e um pobre. Com a realização cias curvas de dosagem e conseqüente determinação dos coeficientes de correlação para uma família de concretos, será possível dosar qualquer mistura desejada com os mesmos componentes. Não é aconselhável que se extrapole a curva. Logo, é recomendável o aumento do número de pontos para obter um grande intervalo de valores ou escolher pontos já próximos dos parâmetros finais, caso seja possível. Deve-se sempre manter o teor de argamassa constante em massa em todos os traços realizados para que estes sejam con-

siderados da mesma família, e possam ser ploiados no mesmo diagrama de dosagem. Haverá alguma variação no volume final da argamassa quando forem utilizados materiais de massa específicas diferentes, mas é imprescindível que não ocorram variações de massa entre as argamassas de traços unitários l:m diferentes, para não comprometer o diagrama de dosagem.

5.1.4 Passo 4 - Colocação do aditivo superplastificante e conseqüente segregação Até o terceiro passo, o método é exatamente igual ao do IPT/EPUSR É no quarto passo que o concreto vai se alterando para ser auto-adensável, primeiramente com a colocação do aditivo superplastificante e, simultaneamente, a de materiais finos. A proporção de aditivo que se coloca é em função da massa do aglomerante e varia muito, devido à variação de cimentos existentes e, principalmente, à grande variedade de aditivos (marcas, tipos). Recomenda-se que se comece com pequenas quantidades, na ordem de 0 , 3 0 % da massa de cimento, e vá aumentando até chegar no ponto ideal. O valor final deve ser mantido constante em todos os traços realizados para que os concretos sejam considerados da mesma família. O ponto ideal é obtido visualmente e ocorre quando o concreto está bastante fluido, sem levar em consideração a separação dos agregados graúdos da argamassa. Nesta etapa não é necessário realizar os ensaios de trabalhabilidade, pois o material está em uma fase bastante fluida e segregando. A partir desse momento é muito importante que haja rapidez no processo, j á que os aditivos superplastificantes têm um período de ação pequeno, ou seja, com o passar do tempo vão perdendo sua ação E esse tempo é de, em média, 50 minutos. Mas depende muito do tipo e da marca do aditivo, bem como (e principalmente) da temperatura ambiente. O quarto e o quinto passo são realizados simultaneamente, ou seja, à medida em que se coloca o aditivo, os finos também são adicionados.

5.1.5 Passo 5 - Acerto dos finos por substituição O quinto passo é a correção da segregação do concreto, tornando-o coeso e (luido ao mesmo tempo. Com a substituição do cimento ou do agregado miúdo pelos íinos especificados para tornar o concreto coeso cria-se o CAA e, dependendo do material fino escolhido, muda-se o componente a ser substituído. Se o material fino escolhido for pozolâni-

co ou cimeniante (cinza volante, sílica ativa, metacaulim, escória de alto forno, cinza de casca de arroz), substitui-se o cimento. Se não for pozolánico (pó de brita, fíler calcário, cerâmica moída, areia fina), substitui-se o agregado miúdo. Para auxiliar o responsável pela dosagem do CAA, foi criada uma tabela auxiliar para o acerto da proporção do material fino em relação ao que será substituído (Tabela 5.1), em que a proporção começa pequena e aos poucos vai crescendo até que o concreto fique dentro dos limites estabelecidos de trabalhabilidade dos CAA. Essa tabela funciona para CAA 1:3 (massa de aglomerantes: massa de agregados secos), com teor de argamassa seca em 5 3 % e com finos não-pozolânicos. As massas dos materiais foram calculadas a partir da massa do agregado miúdo, que foi determinada em função do volume da betoneira em 10 quilogramas - que se mantém constante para todas as substituições. Já a água é adicionada experimentalmente em relação à massa dos aglomerantes Porém, a relação a/agl deve ser a menor possível para que aumente a durabilidade da estrutura e a resistência dos concretos.

TABELA 5.1

determinação da proporção entre o material fino e o substituído CIMENTO (kg)

TRAÇO

FINOS (kg)

BRITA (kg)

UNITÁRIO

Massa

(C:f:a:b)

Total

1:0:1.12:1.88

8.93

1:0.1:1.02:1.88

9.80

0.87

0.98

18.42

1:0.2:0.92:1.88

10.87

1.07

2.17

1.19

20.44

2.01

1:0.3:0.82:1.88

12.19

1.32

3.66

1.49

22.92

2.48

1:0.40.72:1.88

13.89

1.70

5.56

1.90

26.11

3.20

1:0.5:0.62:1.88

16.13

2.24

8.06

2.50

30.32

4.21

1:0.6:052:1.88

19.23

3.10

11.54

3.48

36.15

5.83

1:0.7:0.42:1.88

23.81

4.58

16.67

5.13

44.76

8.61

1:0.8:0.32:1.88

31.25

7.44

25.00

8.33

58.75

13.99

1:0.9:0.22:1.88

45.46

14.21

40.91

15.91

85.46

26.71

1:1:0.12:1.88

83.34

37.88

83.34

42.43

156.68

71.21

(Fome: Tutikian, 2(XH)

Massa Acréscimo

Total

Massa Acréscimo

0.00

Total

Acréscimo

16.79

Na Tabela 5.1 de substituição dos materiais, conforme j á explicado, a areia se mantém constante enquanto todos os outros materiais aumentam em cada substituição. Porém, esse procedimento é apenas um artifício para aproveitar a mistura anterior porque, na realidade, o agregado miúdo diminui para aumentar, na mesma proporção, o fino não-pozolânico. O cimento e a brita se mantêm constantes, como pode ser observado nos traços unitários na I a coluna da Tabela 5.1.

5.1.6 Passo 6 - Ensaios de trabalhabilidade até o C C V virar CAA O sexto passo verifica se o concreto já está ideal ou se ainda são necessárias algumas correções. À medida em que acontece a adição de aditivo superplastificante e a substituição de materiais por finos, a mistura vai ficando mais coesa e menos fluida. Assim, cada vez que se adiciona material fino e se tira outro componente, é necessário que sejam realizados os ensaios de trabalhabilidade. Caso o concreto se enquadre nos limites, estará pronta a dosagem. Se não se enquadrar, deve-se continuar acertando as proporções. Como os ensaios para a análise do CAA podem ser demorados, deve-se observar visualmente o material e só realizar os testes quando estiver na iminência da obtenção do CAA, sob pena de o aditivo perder o efeito.

5.1.7 Passo 7 - Comparação do CAA com e sem V M A Segundo Billberg ( 1 9 9 9 ) , existem duas formas principais de manter a estabilidade junto com a fluidez do CAA: adicionando sólidos finos ou adicionando VMA. E como os materiais finos são responsáveis por dar coesão ao CAA, o VMA pode substituir os finos. Mas nem sempre é economicamente vantajoso realizar a troca. Como j a se tem o traço do CAA pronto sem o VMA, deve-se calcular o custo dos materiais e depois substituir parte dos finos pelo aditivo e recalcular o custo do concreto. Assim, será possível analisar se compensa o uso do VMA. Uma situação em que o uso do VMA é praticamente obrigatório é quando não há materiais finos disponíveis na região. Torna-se necessário utilizar o cimento como um fino para dar coesão ao CAA, aumentando o custo do concreto e a possibilidade de ocorrência de manifestações patológicas. Observa-se que esse passo não é obrigatório - serve somente para melhorar o traço

j á determinado - quando os finos que seriam utilizados para dar a coesão necessária ao concreto não forem economicamente disponíveis. Para que se efetue a substituição de finos pelo VMA é necessário que se faça um novo concreto, sendo impossível aproveitar o anterior.

5.1.8 Passo 8 - Ensaios de resistência à compressão nas idades determinadas Nesta etapa já se possuem os traços prontos, então deve-se moldar os corpos-de-prova para a ruptura à compressão nas idades requeridas. Os CP's devem ser moldados sem vibração ou compactação interna, e o CAA deve simplesmente fluir para o interior das fôrmas. No mínimo deve-se utilizar dois CP's para cada idade de ensaio, realizando cura úmida até as idades escolhidas (normalmente são necessários 3, 7 e 2 8 dias). Ensaia-se o concreto à compressão para obtenção dos dados que faltavam para o desenho do diagrama, para o cálculo das equações de comportamento e coeficientes de correlação.

5.1.9 Passo 9 - Desenho do diagrama de dosagem Com todos os dados obtidos, pode-se desenhar o diagrama de dosagem e determinar as equações de comportamento e os coeficientes de correlação. E a partir de qualquer condição inicial, dentro do intervalo do estudo experimental, pode-se dosar qualquer CAA com aqueles materiais escolhidos.

5.1.10 Exemplo de dosagem pelo método Tutikian Será demonstrada uma dosagem de CAA por meio do método de dosagem proposto por Tutikian ( 2 0 0 4 ) , para melhor entendimento do procedimento. Escolhidos os materiais (passo 1), realiza-se a definição do teor de argamassa seca em massa, de acordo com o passo 2. O valor final do acerto, realizado com o concreto ainda de abatimento convencional, sem finos e aditivo, será utilizado até o fim da dosagem para todos os traços da família.

O terceiro passo - determinação de no mínimo três pontos - é realizado com base no histórico de famílias de concreto do conhecimento do executor. Deve-se escolher pontos que apresentem as resistências mais próximas possível das requeridas. Para o exemplo, foram escolhidos os traços 1:4, 1:5 e 1:6. Até aqui, o concreto ainda é convencional, com o procedimento de dosagem conhecido por muitos. Mas, a partir daí, as diferenças começam a surgir. O acerto dos finos, em substituição a um material de maior superfície específica, realiza-se no passo 5 após a colocação do aditivo superplastificante ( passo 4). O acerto é realizado na betoneira e depende da habilidade do profissional que está realizando a dosagem. E demanda um tempo considerável, já que devem ser executados, no mínimo, três ensaios de trabalhabilidade cada vez que se acrescenta material, conforme determina o passo 6. Para o CAA deste exemplo - com areia fina - foi encontrado um valor de 4 0 % de substituição de areia regular partindo de um teor de argamassa de 53%, encontrado para o CCV com estes materiais. O concreto foi realizado com o traço 1:5 e, na Tabela 5.2, observam-se os teores de substituição para o CAA estudado. As Figuras 5.2 e 5.3 mostram o processo de determinação da quantidade de finos. Na Figura 5.2 o concreto ainda não está auto-adensável e necessita de fluidez maior. Porém, caso se adicione simplesmente mais água ou aditivo superplastificante, a mistura segregará, j á que falta material fino - como pode ser notado na forma do espalhamento em elipse, na água sobressalente em todo o perímetro e na leve má-distribuição dos agregados graúdos. Por isso, acrescenta-se mais um teor de substituição da areia fina pela média para possibilitar o aumento da fluidez do concreto até que se torne auto-adensável, como se observa na Figura 5.3. Na Figura 5.2 o teor de substituição é de 3 0 % da areia média pela fina, enquanto que na Figura 5.3 é de 4 0 % , valor considerado ideal.

TABELA 5.2

Teores de substituição da areia regular pela areia fina (traço 1:5)

Teor de substituição

Traço c

bJ9

0.44

1.74

2.82

0.65

1.53

2.82

0.87

1.31

2,82

1.09

2.82

Legenda: c - cimento; a f - areiafina;ar - areia regular; 1)19 — brita 19 mm.

Concreto sem finos suficientes

CAA com teor de substituição adequado

As Tabelas 5.3 e 5.4 mostram os traços unitários e os cálculos posteriores para o CAA com areia fina e os traços extremos. Os traços extremos, 1:3 e 1:7, foram calculados e misturados para aumentar a abrangência de valores da família. Para isso, foram utilizados os mesmos parâmetros dos traços iniciais, como o teor de argamassa e o de aditivo superplastificante. Observa-se a facilidade de extrapolar pontos no método. E com o teor de argamassa mantido no passo 2 em 53%, pode-se calcular os traços unitários por meio da equação 6 (para finos náo-pozolânicos). Os valores de massa específica, determinados no estado fresco para cada traço de concreto, permitiram o cálculo do consumo de cimento (Lei de Molinari), que

TABELA 5.3 Traços unitários dos CAA com areia fina dosados pelo método Tutikian (2004) Família

Traço

a/c

H (%)

Adt

(%)

b!9

0.45

0.67

1.88

0.36

8.93

0.47

0.66

0.99

2.35

0.41

8.14

0.47

0.87

1.31

2.82

0.48

8.08

0.47

1.08

1.63

3.29

0.62

8.86

0.47

130

1.94

3.76

0.68

8.46

0.47

Legenda: c - cimento; af- areiafina;ar - areia regular; b 19 — brita 19 mm; H - icor de umidade; adi - aditivo.

TABELA 5.4 Consumos de materiais calculados para os CAA com areia fina dosados pelo método Tutikian (2004) Família

Massa

Cimento

Areia fina

específica

(kg/m 3 )

Areia

Brita

Agua

Aditivo

regular

19 mm

(kg/m 3 )

2446

561

253

376

1055

200

2.64

2430

449

297

445

1056

183

2.11

2405

371

323

486

1046

180

1.74

2362

310

335

505

1020

192

1.46

2347

270

352

525

1017

183

1.27

foi utilizado para a determinação dos consumos do outros materiais ao ser multiplicado por cada valor unitário. O aditivo superplastificante foi ajustado experimentalmente em 0 , 4 7 % da massa do cimento. As relações a/c também foram obtidas experimentalmente, enquanto o teor de umidade (H%) variou dentro da normalidade. No exemplo foram utilizados 5 traços, sendo que 1:5 é o intermediário. Na Tabela 5.5 estão as propriedades do CAA finais no estado fresco. Para caracterizar os CAA no estado fresco foram escolhidos o slump

flow

test, o v-funnel test e o l-box test. Observa-se que todos os valores estão dentro dos parâmetros estabelecidos na tabela 3.3. Com os traços todos moldados e todos os parâmetros calculados realizam-se, de acordo com o passo 8, os ensaios desejados nas idades requeridas. Para o exemplo foram escolhidas resistências à compressão aos 1, 7, 28 e 91 dias, módulo de elasticidade, velocidade de propagação das ondas de ultra-som e penetração de íons cloretos. A resistência à compressão foi realizada por ser a propriedade mais comumente utilizada em pesquisas e em aplicações reais, e a mais lembrada por projetistas e outros profissionais da área. O módulo de elasticidade foi realizado por servir como motivo para a não-utilização do CAA, porque poderia sofrer uma redução considerável no seu valor - o que contradiz a tecnologia dos materiais quando tomadas algumas precauções. Já a velocidade de propagação de ondas de ultra-som foi realizada por ser um ensaio que depende fortemente da compacidade das misturas, que servirão de base para o próximo método a ser explicado. E a penetração de íons cloretos foi escolhida por ser uma ótima representante da durabilidade, à qual deve ser considerada em qualquer dosagem - independente da aplicação. Na Tabela 5.6 estão todos os valores dos ensaios mencionados.

TABELA 5.5 Propriedades dos concretos no esiado fresco Família

slump flow test (mm)

v-funnel test (s)

l-box test (l2/l,)

680

1.00

700

1.00

690

0.95

680

0.90

660

0.90

Legenda: c - cimento; c v - cinza volante; ar - areia regular; b ! 9 - brita 19 m m ; 11 - teor de umidade; adi - aditivo.

TABELA 5.6 Resultados das propriedades no estado endurecido para os CAA dosados por Tutikian (2004) Resistência à compressão (MPa)

Traço Lm

1:3

a/c

0.36

0.41

0.48

0.62

2 8 dias

91 dias

(GPa)

(m/s)

(C)

46.3

57.4

62.6

69.2

39.8

4798

1596

46.3

58.7

65.2

67.3

43.3

4872

1998

40.8

4798

41.8

48.3

67.3

66.5

41.2

4798

1593

38.1

50.0

58.2

62.4

45.8

4798

2190

41.1

4847

17.0

42.4

47.8

56.4

34.6

4798

2929

27.3

41.8

48.7

53.8

38.2

4691

2637

33.6

4714

0.68

16.3

27.1

32.2

38.7

29.4

4612

3555

155

255

34.3

38.7

23.1

4545

3429

25.1

4668

1:7

7 dias

1 dia

1:5

12.3

23.4

29.2

25.9

27,9

4578

4644

12,7

22.4

30.2

33.4

24.3

4545

3960

26.6

4328

Legenda: Ec - módulo dc elasticidade; US - propagação das ondas ultra-sônicas;

Cl - penetração dc íons

cloretos.

A faixa de abrangência da resistência à compressão foi satisfatória, já que contemplou de 2 7 , 8 até 3 3 , 3 MPa aos 2 8 dias. Considerando o desvio padrão na resistência à compressão dc projeto, pode-se considerar o f ck entre 2 0 e 4 5 MPa aproximadamente, de acordo com a NBR 12655/06. O módulo de elasticidade variou conforme a resistência à compressão (como era de se esperar), porém a equação de correlação que melhor se ajustou aos pontos obtidos foi uma logarítmica, que é inversa à exponencial. Como não há consenso nos modelos de previsão mais aceitos de normas nacionais e internacionais - como a NBR 6118/03, código mo-

delo da C E B ( 1 9 9 0 ) e a norma norueguesa NS 3473/89 - tal equação pode ser considerada válida. O módulo de elasticidade também se comportou como uma reta cie inclinação positiva para resistências convencionais e diminuiu seu crescimento ao ultrapassar os 45 MPa, o que também é relatado na bibliografia (Dal Molin, 1995). A velocidade da onda ultra-sônica cresceu linearmente em relação à resistência e à compressão. Já era de se esperar o crescimento simultâneo. Porém, vale ressaltar que a variação foi pequena. A penetração de íons cloretos também variou linearmente em relação à resistência e à compressão, porém inversamente. Só que os valores encontrados foram elevados, de acordo com a ASTM 1202/97 - em que os resultados entre 2 0 0 0 e 4 0 0 0 C (que indicam uma penetração moderada) ocorreram nos traços mais pobres, enquanto uma penetração baixa (entre 1000 C e 2 0 0 0 C) foi encontrada nos traços 1:4 e 1:3. A partir dos dados obtidos nos diversos ensaios realizados, foram determinadas as equações de comportamento, bem como os coeficientes de correlação. Os resultados estão expressos na Tabela 5.7. Observa-se que todas as equações podem ser consideradas satisfatórias, já que o r 2 foi sempre superior a 0,94, o que permite que se calculem traços intermediários com ótima precisão. Para a determinação da equação de custo foram realizadas operações matemáticas a fim de se simplificar o cálculo final e, principalmente, sua determinação por meio do método gráfico. Com a equação, pode-se calcular o custo para concretos cie qualquer idade e a resistência à compressão ou outra característica como, por exemplo, o consumo de cimento por metro cúbico. Na Figura 5.4 está o diagrama de dosagem para o exemplo - que é o objetivo final cio método - e o passo 9, relacionando as resistências à compressão aos 1, 7, 28 e 91 dias, com as relações água/cimento (proporções do traço 1 :m); e estes com o custo e com o consumo de cimento que se relacionam, por fim, com o teor de argamassa seca. O diagrama de dosagem deve ser utilizado no sentido horário a partir da resistência à compressão. Ou no sentido oposto, sendo iniciado no consumo de cimento e chegando até as resistências â compressão. A curva de custo não pode ser utilizada como passagem para a reta do teor de argamassa, servindo apenas para sua própria determinação. É importante lembrar que a representação da curva de custo não é obrigatória, embora seja recomendável. O eixo y , com valores positivos, representa ao mesmo tempo a resistência à compressão em MPa. E o teor de argamassa em

TABELA 5.7 Equações de comportamento e r2 para os CAA dosados por Tutikian (2004) Propriedade

Equação de comportamento 210,72

Idia

Resistência à

cjld "

6 3

2 7 a/c

165,31

7 dias

cj7d "

compressão

17>97a/c

1.00

(Lei de Abrams)

178,36

28 dias

*cj28d "

cj91d

C =

Propagação da onda de ultra-som

Penetração de íons cloretos

10,775a/c

a/c-0,8201

2067,6 m 4- 0 , 6 3 4 6

Cu = C * ( 0 , 4 7 0 4- 0 , 0 1 6 3 * m )

Teor de argamassa seca

Módulo de elasticidade

m = 11,43*

Consumo de cimento por m 3

Custo

925a/c

170,14

91 dias

Traço unitário hm (lei de Lyse)

1 3

5 3 (constante)

log(fcj28d)-0,9451 0,0196

US = 1 4 , 2 5 8 * E c 4- 4 2 3 0 , 4 0

(US-5043,8) 0,1087

0.97

0.99

0.98

1.00

0.99

0.94

0.96

teor arg(%) fcj(MPa)

100 90

- B -

91 dias

2 8 dias

—1—

7 dias Idia

60 M

—

<10 30 20

C(kg/m J ) Cu(R$) 600

500

400

i 300

200

A A

100

1 2

0.4

l 0.5

0.6

0.7

0.8

a/c

0.9

9 -i m(kg/kg)

Diagrama cie dosagem do CAA dosado por Tutikian (2004)

porcentagem, enquanto o eixo kx' negativo representa, também simultaneamente, o consumo de cimento em kg/m3 ' bem como o custo em reais (RS). Na Figura 5.5 foi desenvolvido o diagrama de desempenho, que será apresentado no próximo método de dosagem. O diagrama não é obrigatório neste método, mas aconselha-se que seja feito. Observa-se que, no exemplo, relacionou-se a resistência à compressão aos 2 8 dias com o módulo de elasticidade (com a velocidade de propagação da onda de ultra-som) e a última propriedade com a penetração de íons cloretos.

in á

fcj 2 8 dias ( M p a )

wo 90

/O 60 50 •50 30

CI(C) •/doo

6<400

SOOO

4000

3<Joo'

2000

t<X^i00

Ec ( C p a )

.S ' OO 4600 4700 4800 4900

in in

5000

5100

D <0

5200-

U S (m/s)

Diagrama de desempenho do CAA dosado por Tutikian (2004)

O passo 7, comparação do CAA com e sem VMA, não loi apresentado no exemplo por ser simplesmente uma repetição de todo o procedimento -

mudando apenas os materiais. Poderia se utilizar o VMA para

substituir parle ou a totalidade dos finos - no caso, a areia fina. Após o acerto dos traços, seriam realizados os ensaios e se comparariam, para as mesmas propriedades, o custo, os consumos de materiais e outros aspectos relevantes para se definir qual seria a situação mais favorável no estudo em questão.

5.1.11 Considerações finais sobre o método de dosagem proposto por Tutikian Observou-se, durante a dosagem de CAA, alguns pontos que poderiam ser melhorados - como o teor de argamassa ideal, que pode ser conside-

rado baixo em algumas aplicações para que a mistura flua e passe por obstáculos facilmente. No entanto, não é aconselhável que se aumente indiscriminadamente esse teor porque, provavelmente, diminuiria o módulo de elasticidade do concreto. Outro fato que não é consenso é o teor de argamassa ser constante para a família inteira, começando com os traços ricos e acabando nos pobres. Focado nessa linha de discussão, Manuel ( 2 0 0 5 ) realizou diversas famílias de CAA, variando o teor de argamassa e realizando ensaios no estado fresco e no estado endurecido. E, apesar de concluir que é possível e viável a dosagem de CAA com o teor de argamassa ideal, um aumento pequeno - na ordem entre 2 % e 4 % - é o melhor, tanto no estado fresco quanto no endurecido, para as famílias estudadas. Porém, o problema do teor de argamassa constante ainda perdura, assim como uma forma exata de se determinar o melhor valor de argamassa. Outro ponto observado com a prática em que o método pode ser aperfeiçoado é em relação à dependência de uma certa experiência do responsável pela dosagem. Isso ocorre porque o acerto da quantidade de água, do aditivo superplastificante e do porcentual de finos é experimental. E esse acerto deve ser ágil, devido à possibilidade de o aditivo perder o efeito e ter de se recomeçar todo o processo. Esse item pode ser considerado tanto desvantagem quanto vantagem no método para aqueles que possuem um certo conhecimento do material. Por fim, ainda há a crítica sobre o fato de o método não contemplar o estudo prévio dos agregados, fazendo com que se determine aleatoriamente a proporção entre duas classes de agregados graúdos se a composição interessar ao profissional. Por isso, como j á explicado, foi desenvolvido um outro método para a dosagem de CAA, o Tutikian & Dal Molin (2007). O objetivo do método é utilizar as vantagens do método proposto por Tutikian ( 2 0 0 4 ) e tentar eliminar algumas das desvantagens observadas com o uso na prática do mesmo.

5.2 Método de Dosagem Proposto por Tutikian & Dal Molin O procedimento cujo esquema está mostrado na Figura 5.6 é simples, experimental e permite a utilização de quaisquer materiais locais desde que cumpram alguns requisitos básicos que serão detalhados na seqüência.

I. Escolha dos materiais

2. Determinação d o esqueleto granular

3. Determinação da relação água / cimento ou porcentual de aditivo superplastificante

6. Desenho dos diagramas de dosagem e de desempenho

A. Mistura dos t r a ç o s rico. intermediário e pobre

5. Determinação das propriedades mecânicas e de durabilidade nas idades requeridas

Passo-a-passo para dosagem de CAA com o método Tutikian & Dal Molin (2007)

Utiliza os conceitos de 0'Reilly ( 1 9 9 2 ) para determinar o empacotamento granular máximo, os conceitos de De Larrard ( 1 9 9 9 ) para a escolha dos materiais, o diagrama de dosagem do 1PT/EPUSP para permitir os cálculos de qualquer CAA dentro da faixa avaliada da mesma família estudada, o acerto do teor de aditivo, relação água/cimento e o procedimento básico de Tutikian (2004). Ainda acrescenta pontos novos, como a junção de todas essas teorias, o teor de argamassa variável, a inclusão da curva de custo no diagrama de dosagem e o diagrama de desempenho. Certamente estes pontos tornam o método inovador e contribuem para o desenvolvimento cada vez maior do CAA. A seguir, serão detalhados os passos que deverão ser seguidos a fim cie se obter uma família de CAA.

5.2.1 Escolha d o s materiais O primeiro passo é bastante amplo e similar ao do método Tutikian (2004). Como j á foi comentado, o método pretende que a dosagem de CAA possa ser realizada com quaisquer materiais, desde que seja técnica-

mente possível a obtenção de um CAA com os escolhidos. Os componentes são basicamente os mesmos utilizados para os CCV: cimento, agregados miúdo e graúdo e água, acrescidos de um material fino, de granulometria inferior à do agregado miúdo, e aditivo superplastificante. Ocasionalmente, é possível acrescentar outras classes de agregado graúdo e o VMA. Deve-se priorizar a escolha de agregados arredondados e com o menor Dmáx possível para maximizar o empacotamento e, conseqüentemente, diminuir a possibilidade de segregação da mistura. Também é recomendável que se especifiquem todas as faixas granulométricas dos agregados, fazendo com que haja uma distribuição contínua dos componentes.

5.2.2 Determinação do esqueleto granular O objetivo deste passo é determinar a proporção entre dois materiais que possuam a menor quantidade cie vazios. Para isso, deve-se empacotar todos os componentes do CAA, dois a dois e em ordem decrescente de diâmetro das partículas. Assim que se determinar a primeira composição entre os dois materiais de maior diâmetro, o mesmo procedimento será realizado com a mistura e o próximo componente até chegar ao cimento - único elemento que não é empacotado. Por exemplo, empacota-se a brita com a areia média. Essa mistura é empacotada com a areia fina, resultando em um esqueleto granular formado pela brita, pelas areias média e fina e com o mínimo de vazios. Caso sejam materiais finos pozolânicos como cinza volante ou escória alto-forno, devem ser empacotados após a areia regular e serão considerados, até o final do processo, como agregados. Para os ensaios de compacidade, deve ser utilizado um recipiente de diâmetro pelo menos cinco vezes maior que o diâmetro médio das partículas para evitar o efeito container

(De Larrard, 1999).

A Tabela 5.8 ilustra um exemplo em que dois materiais (A e B) são empacotados, sendo que A possui maior granulometria do que B. Observa-se, no exemplo, que a mistura se inicia com 100% de A e 0 % de B para o cálculo da massa unitária, vai decrescendo de 10 em 10% a quantidade de A e aumentando, na mesma proporção, a quantidade de B. A taxa de alteração da mistura é variável. Dependendo da aplicação do concreto, pode ser de 5 % (maior precisão) ou de 15 a 2 0 % (menor precisão).

rABELA 5.8 Determinação da massa unitária compactada de dois materiais hipotéticos A e B Material

Material B

Massa Mistura

Volume Recipiente

Massa Unitária

A (%)

(%)

(kg)

(dm 3 )

Compactada (kg/m 3 )

100

38.36

17.10

2243

39.45

17.10

2307

42.45

17.10

2482

43.12

17.10

2522

45.10

17.10

2637

44.70

17.10

2614

43.00

17.10

2515

41.89

17.10

2450

39.23

17.10

2294

38.11

17.10

2229

100

37.23

17.10

2177

Assim pode-se calcular o valor final dos vazios para uma dada mistura para então acrescentar o cimento, seguindo o passo 4. Porém, antes de calcular o índice de vazios, é necessário que se determine a massa específica da mistura por meio da equação 23. Essa equação apenas multiplica a quantidade de cada um dos materiais pelas suas massas específicas e divide tudo por 100, encontrando um valor para a mistura.

MespAB =

(MespA * %A) 4- (MespB * %B) —

(eq. 2 3 )

A Tabela 5.9 continua o exemplo anterior, calculando a massa específica da mistura e supondo que a massa específica do material A seja 2 8 8 0 kg/m3, enquanto a do B é 2 5 8 0 kg/m3. Depois, calcula-se o índice de vazios da mistura em porcentual pela da equação 2 4 para determinar a mistura ideal com o menor índice de espaços entre o esqueleto granular. Na Tabela 5 . 1 0 foram realizados os

TABELA 5.9 Determinação da massa específica dos dois materiais hipotéticos A e B Material

Material

Massa Específica A

Massa Específica

(kg/m 3 )

Massa Específica

A (%)

B (%)

Mistura (kg/m 3 )

100

2880

2580

2880

2580

2850

2880

2580

2820

2880

2580

2790

2880

2580

2760

2880

2580

2730

2880

2580

2700

2880

2580

2670

2880

2580

2640

2880

2580

2610

100

2880

2580

cálculos dos vazios para cada uma das proporções do exemplo anterior. Observa-se que o cálculo do índice de vazios é a razão da subtração entre as massas específica e unitária da mistura e a massa específica. Multiplica-se por 100 para obter-se o resultado em porcentual.

V =

MespAB - MunitAB

MespAB

* 100

(eq. 2 4 )

Para esses materiais, verificou-se que o teor ideal da mistura seria de 5 0 % para o material A e 5 0 % para o B, apresentando um porcentual de 4 , 4 % de vazios. Observa-se que a massa unitária da mistura não foi a maior entre todas, ou seja, deve-se sempre calcular os índices de vazios para se ter certeza de qual proporção é a ideal. Só o indicativo da massa unitária compactada não é suficiente para tal conclusão.

TABELA 5.10

Determinação do índice de vazios dos dois materiais hipotéticos A e B

Material A

Material

Massa Específica

(%)

B (%)

(kg/m 3 )

100

2880

2243

28.4

2850

2307

23.5

2820

2482

13.6

2790

2522

10.6

2760

2637

4.6

2730

2614

4.4

2700

2515

7.4

2670

2450

9.0

2640

2294

15.1

2610

2229

17.1

100

2580

2177

18.5

Massa Unitária Compactada

(kg/m 3 )

índice de Vazios (%)

Porém, observa-se que a mistura de 6 0 % de A e 4 0 % de B apresentou um índice de vazios de 4,6%, um valor muito próximo do anterior. Como o material A é de maior granulometria que o material B, quanto maior fora proporção, melhor. Porque assim a mistura demanda menos água e apresenta um teor de argamassa menor, aumentando as resistências mecânicas e a durabilidade. Para isso, estabeleceu-se um limite de 5%. Ou seja, se a composição de maior gianulometiia apresentar uni índice de vazios menor ou igual a 5 % da proporção que seria escolhida, é essa que deve ser levada em conta. Com isso, o esqueleto granular da mistura j á está determinado. Assim, há uma grande probabilidade de que o CAA não segregue e nem ocorra excesso de material fino. A não-confirmação dessa compacidade no traço experimental indica que os materiais escolhidos não são adequados para a confecção de CAA, independente do misturador ou do método de dosagem utilizado. Então, deve-se substituir componentes ou apenas acrescen-

tar outros para suprir as lacunas. A segregação do concreto é um indicativo de que falta material fino para dar coesão à mistura, então seria necessário substituir algum componente por outro de menor granulometria ou adicionar um VMA. Se, por outro lado, a mistura estiver muito coesa e impossibilitando, por motivos técnicos ou econômicos, a adição de maior quantidade de água ou aditivo superplastificante, é sinal de que há um excesso de materiais finos na composição do concreto, e devem ser substituídos por outros de granulometria maior. Solucionados os problemas - caso existam - e seguindo os passos posteriores, o acerto do CAA na central de concreto será rápido e simples, restando apenas determinar a quantidade de água, aditivo superplastificante e cimento. A experiência do responsável pela dosagem não é mais um requisito, mas apenas uma vantagem.

5.2.3 Determinação da relação água/cimento o u teor do aditivo superplastificante A determinação da relação a/c ou teor do aditivo superplastificante é realizada antes da mistura dos materiais, em função da escolha do traço intermediário. Ou se fixa o aditivo com base do histórico de outros concretos similares ( l : m similar) e contando com a experiência do responsável, ou se determina a relação a/c com base nas Tabelas 6.1, 7.1 e 7.2 da NBR 6118/03, de acordo com a classe de agressividade ambiental e o tipo de concreto (se é armado ou protendido). Porém, as tabelas só fornecem a relação a/c máxima, que servirá como aproximação para o a/c final. Também é possível arbitrar um a/c próximo caso haja histórico de outros concretos com os mesmos materiais que estão sendo utilizados. A partir desse ponto, deve-se escolher o traço intermediário para se realizar a mistura de ajuste, a fim de se confirmar a relação a/c e, principalmente, determinar experimentalmente o teor de aditivo superplastificante. O aditivo superplastificante será sempre o preferido, porém pode-se produzir CAA com aditivos menos eficientes - apesar de não ser usual. Como o aditivo será colocado no concreto após a adição da água, é importante que se observem alguns pontos para que o desempenho seja aproveitado ao máximo. Recomenda-se fixar um abatimento inicial para a mistura sem aditivo, parecido com o abatimento inicial de um CCV

utilizado normalmente. Se não for possível alcançar o abatimento inicial sem o aditivo superplastificante, recomenda-se a adição de um aditivo plastificante -

menos eficiente, porém mais econômico. Assim, obtém-

se máximo desempenho do aditivo superplastificante, o que não ocorre quando esse é colocado em misturas muito secas (slump test menor que 6 0 mm). Os valores de slump test mais comuns para aplicações convencionais são entre 6 0 e 9 0 mm. Porém, dependendo da aplicação, pode-se aumentar ou diminuir este valor. O concreto intermediário não será utilizado para a moldagem dos corpos-de-prova e, conseqüentemente, para o desenho das curvas de dosagem e desempenho. Mesmo assim, todos os ensaios de trabalhabilidade previamente determinados devem ser realizados para se ter certeza de que o teor de aditivo está realmente correto. O valor comercial dos materiais utilizados para a confecção do CAA varia de local para local e sabe-se, com raras exceções, que o custo do aditivo representa quase a totalidade do acréscimo de valor entre o CAA e o CCV Então, deve-se sempre utilizar a menor dosagem possível de aditivo para facilitar a viabilidade econômica do CAA.

5.2.4 Mistura dos traços rico, intermediário e pobre Até aqui foram determinados o esqueleto granular e o teor cie aditivo superplastificante, que serão mantidos porcentualmcnte constantes para todos os traços. O próximo passo, então, será a mistura de, no mínimo, três pontos para a determinação das equações de comportamento e coeficientes de correlação, para a posterior confecção da curva de dosagem e, se desejado, da curva de desempenho. O ideal é a realização de quatro pontos para que as equações possuam um coeficiente de determinação maior, permitindo que as curvas fiquem melhor ajustadas. É importante frisar que o teor cie argamassa seca de todos os pontos não será constante. O que permitirá que todos os pontos sejam considerados da mesma família e possam ser plotados nos mesmos gráficos será a constância do teor cie aditivo superplastificante, bem como e as proporções entre todos os agregados (lembrando que materiais pozolânicos são considerados agregados). Para o exemplo anterior, a proporção de 6 0 % do material A e 4 0 % do material B se manteria constante para todos os traços.

Pode-se calcular todos os traços da família previamente, sem a necessidade de ajustes na central de concreto. Como o aditivo já está determinado, a única variável desconhecida é a relação a/c, já que se possui apenas uma aproximação para o traço intermediário. De acordo com a aplicação do CAA, a água será dosada a fim de tornar a mistura mais ou menos fluida, porém a resistência à segregação e a habilidade de passar por obstáculos j á estão garantidas com a compacidade dos agregados. Durante a mistura dos traços, os ensaios especiais para a verificação de suas propriedades de auto-adensabilidade devem ser realizados. Como sempre, é importante que haja rapidez no processo, uma vez que o aditivo possui tempo de trabalho limitado e extremamente dependente das condições ambientais. Mas, devido à facilidade de acerto do CAA na central, a rapidez não será um problema se tudo correr normalmente. Como não há a possibilidade de se adicionar materiais após a determinação do esqueleto granular, a medição das propriedades só é realizada para confirmação. O único ensaio realmente indispensável nessa etapa é avaliar a fluidez do CAA, já que a água ainda não é totalmente conhecida. As medidas ideais de fluidez devem ser especificadas em projeto. Quando não há especificação devem ser determinadas de acordo com a aplicação, j á que uma mistura pode ser considerada um CAA com pouca fluidez mesmo que o concreto esteja bastante fluido. O importante é que o CAA esteja fluido o suficiente para atender aos requisitos estabelecidos. Com a possibilidade de não-realização da totalidade dos ensaios previamente requeridos pelo responsável pela dosagem, a mistura dos CAA se torna mais ágil, minimizando o problema da perda de eficiência do aditivo principalmente em dias de elevada temperatura (maior que, aproximadamente, 30°C) e baixa umidade do ar (menor que, aproximadamente, 50%). Com isso, e com a ausência da etapa de adições de materiais finos, a experiência do profissional responsável pela dosagem passa a ser uma vantagem, e não mais requisito essencial para o sucesso do trabalho. Caso a manutenção da trabalhabilidade do CAA não seja suficiente para a aplicação final e seja necessário mais tempo de fluidez da mistura, devem ser tomadas providências como substituição de parte da água por gelo, esfriamento dos agregados, incorporação de aditivos estabilizadores ou outras que forem consideradas eficientes (DA SILVA et ai,

2008).

No final dessa etapa, moldam-se os CP's a fim de se determinar as propriedades requeridas, como a resistência à compressão, tração, módulo de elasticidade, velocidade da onda ultra-sônica, absorção de água,

penetração de íons cloretos ou outras de acordo com os requisitos de projeto. A moldagem dos CP's deve ser realizada pelo CAA fluindo pela força da gravidade, sem a ajuda de vibração mecânica ou qualquer outro tipo de compactação. O acabamento superior é feito de forma idêntica ao CCV com, por exemplo, colher de pedreiro - bem como a cura, em que o concreto deve ser coberto com lona plástica comum no primeiro dia e colocado em câmara úmida nos demais até a execução dos ensaios requeridos.

5.2.5 Ensaio das propriedades mecânicas e de durabilidade nas idades determinadas Com os CP's já moldados e curados, a etapa que se segue é a realização dos ensaios pré-determinados. Podem ser apenas os mecânicos (mais comumente utilizados), de durabilidade ou ambos. Métodos de dosagem conhecidos para CAA normalmente limitam a quantidade de agregado graúdo, prejudicando seriamente o módulo de elasticidade dos concretos. Apesar de o método Tutikian <Sr Dal Molin ( 2 0 0 7 ) não afetar essa propriedade por não limitar a quantidade de agregado graúdo, é recomendável a realização do ensaio de módulo para confirmação.

5.2.6 Desenho d o s diagramas de dosagem e desempenho Este é o objetivo final do método, e, consequentemente, o último passo. Porém, antes de desenhar os diagramas de dosagem e desempenho, é necessário calcular as equações de comportamento de cada uma das propriedades estudadas. Os coeficientes de determinação, que expressam quão ajustadas estão as curvas e retas, também devem ser determinados. A seguir, estão relacionadas as equações de comportamento, de número 25 até o 34, utilizadas para determinar todas as variáveis. Muitas das equações são similares às do método proposto por Tutikian ( 2 0 0 4 ) para CAA com finos não-pozolânicos, como se pode observar.

f cj

= 7—1

a/c

(eq. 2 5 )

m = k3 + k4*a/c

C =

1000 ( k 5 + k 6 * a/c)

a = k 7 * C + kt

m = a+ p+ f

C =

(eq. 2 7 )

G + f + a) C + m)

C =

(eq. 2 6 )

(L + f + a + p + a/c)

(eq. 2 8 )

(eq. 2 9 )

(eq. 3 0 )

(eq. 3 1 )

(1000-ar) (eq. 3 2 ) — + — + — + — +a/c \ Iff ^a % A = C * a/c

(eq. 3 3 )

Cu = C * $ c + C * f * $ f + C * a * $ a + C * p * $p + C * SP% * $sp + C * a/c * $ag

(

Onde:

f c j = resistência à compressão axial, ã idade j , em MPa; a/c = relação água / cimento em massa, em kg/kg; c = relação cimento / cimento em massa, em kg/kg; 1" = relação fino / cimento em massa, em kg/kg; a = relação agregado miúdo seco / cimento em massa, em kg/kg; p = relação agregado graúdo seco / cimento em massa, em kg/kg; m = relação agregados secos / cimento em massa, em kg/kg;

34)

a = teor de argamassa seca, em kg/kg; k[, k 2 , k 3 , k 4 , k 5 , k 6 k 7 , kg = constantes que dependem exclusivamente dos materiais (cimentos, adições, agregados, aditivos); C = consumo de cimento por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m3; SP% = dosagem de aditivo superplastificante por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m3; ^ = massa específica do concreto, medida no canteiro em kg/m ~vc = massa específica do cimento, em kg/dm3; 'vf = massa específica dos finos não-pozolânicos, em kg/dm3; -va = massa específica do agregado miúdo, em kg/dm 3 ; ^p = massa específica do agregado graúdo, em kg/dm 3 ; ar = teor de ar incorporado e/ou aprisionado por metro cúbico, em dm 3 /m 3 ; A = consumo de água potável por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m 3 ; Cu = custo do concreto por metro cúbico; $c = custo do kg de cimento; $f = custo do kg de material íino; $a = custo do kg de agregado miúdo; $p = custo do kg de agregado graúdo; $sp = custo do kg de aditivo superplastificante; $ag = custo do kg de água potável. O diagrama de dosagem para CCV é conhecido, já que é usualmente utilizado nos métodos de dosagem IPT/EPUSP (Helene e Terzian, 1992). O de Tutikian ( 2 0 0 4 ) é utilizado para CAA. Logo, a forma das equações de comportamento é parecida com as já utilizadas, apesar de haver novas proposições no novo método. O diagrama de dosagem consiste em relacionar a resistência à compressão nas várias idades ensaiadas com a relação a/c no primeiro quadrante; a relação a/c com a proporção l : m no segundo quadrante; no terceiro, a proporção l:m com o custo e com o consumo de cimento por metro cúbico de concreto. Porém, nos métodos citados, o teor de argamassa seca era constante para toda a família, o que não ocorre mais. Assim foi acrescentado um quarto quadrante no diagrama cie dosagem, relacionando o teor de argamassa seca (que divide o eixo y positivo com a resistência à compressão) com o consumo de cimento.

A Figura 5.7 ilustra um exemplo do diagrama de dosagem. Observase a introdução da curva de custo (que divide o eixo *x' negativo com o consumo de cimento), que não é obrigatória. Porém, permite rápida determinação gráfica do custo de qualquer ponto dentro de uma família de concretos. Por fim, salienta-se que o diagrama de dosagem deve ser usado no sentido horário a partir da resistência à compressão até o teor de argamassa. Ou no sentido anti-horário cio consumo de cimento até a resistência à compressão nas diversas idades. E a curva de custo não pode, em hipótese nenhuma, ser utilizada como passagem à outra propriedade servindo, apenas, para sua própria determinação. Na figura também se notam as proporções entre os agregados, item constante para todos os pontos da família. A partir da relação, pode-se calcular a quantidade unitária dos agregados e, seguindo o procedimento do método, determinar todos os outros componentes dos traços.

teor arg(%) fcj(MPa) 100 90

—A— I dia

60 50 40 30

20 10

C (kg/m 5 ) Cu (RS) 600

SOO

400

300

200

100

a/c 0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

•K.

IO 9 m (kg/kg)

Exemplo de diagrama de dosagem com o a variando

O objetivo do diagrama de desempenho é similar ao de dosagem: com dois ou três resultados de um determinado ensaio, preferencialmente os de durabilidade, ter a possibilidade de determinar as equações de comportamento e a possibilidade de cálculo da propriedade para quaisquer valores de resistência à compressão, por exemplo. O diagrama de desempenho consiste em relacionar a resistência à compressão com propriedades de durabilidade ou até mecânicas dos concretos. Podem por ser absorção total de água ou capilaridade, penetração de íons cloretos, carbonatação, módulo de elasticidade, velocidade da onda ultra-sônica, resistência à tração e outros. Deve-se escolher apenas ensaios que não estejam representados no diagrama de dosagem. Normalmente, os ensaios são relacionados com a resistência à compressão, que é a propriedade do concreto mais utilizada. Porém, certamente ocorrerão quadrantes no diagrama de dosagem em que os ensaios se correlacionam apenas entre si, sendo necessário determinar as equações de comportamento para cada caso. Observa-se

fcj 2 8 dias (MPa) 100

—

80 70

60 50 40 30

20 Cloretos (C) I— 1 —I—i—r~ 2500

2000

1500

10 — 1000

504°4OO:

~r 10

E (CPa)

1—'—1 30

4500 4600 4/00

00 in

4800 4900 5000 5100 5200 US (m/s)

Passo-a-passo para dosagem de CAA com o método Tutikian <&r Dal Molin (2007)

que o desenho do diagrama não é obrigatório para a dosagem dos concretos, sendo utilizado apenas quando requisitado. A Figura 5.8 ilustra um exemplo de diagrama de desempenho relacionando resistência à compressão com módulo de elasticidade, com velocidade de onda ultra-sônica e penetração de íons cloretos.

5.2.7 Exemplo de dosagem utilizando o método Tutikian & Dal Molin (2007) Será apresentado brevemente um exemplo de dosagem do CAA utilizando o método de dosagem proposto por Tutikian «Sr Dal Molin ( 2 0 0 7 ) . Para demonstrar o procedimento de empacotamento de diferentes agregados, serão utilizadas duas granulometrias de agregado graúdo, além das areias média e fina. Assim como no método Tutikian (2004), o primeiro passo consiste na escolha dos materiais, que é realizada por requisitos técnicos e econômicos. Depois, de acordo com o passo 2, é definido o esqueleto granular. O empacotamento é realizado de dois em dois materiais (de maior para menor granulometria). Primeiro foram empacotadas as britas de dimensão máxima de 19 e 9,5 mm para seguirem com compacidade com a areia regular. Por fim, com o componente de menor diâmetro de partículas, a areia fina. O primeiro pacote do ensaio de compactação foi entre a brita 19 mm e a brita 9,5 mm, por serem materiais de maior granulometria. Iniciou-se a determinação dos vazios com 100% de brita 19 mm e 0 % de brita 9,5 mm, e prosseguiu-se diminuindo 10% do primeiro, em massa, e adicionando-se o mesmo percentual de brita 9,5 mm até estar próximo de se obter o empacotamento máximo para a substituição passar a 5%, de forma a obter um valor mais preciso. No final, observou-se a mistura de agregados ideal em 4 5 - 5 5 % , conforme mostra a Tabela 5.11. Na mesma tabela estão os valores da massa unitária da mistura (Munit), determinados em laboratório conforme o procedimento de dosagem e a massa específica da mistura (Mesp mistura), calculada por meio da equação 23 e os vazios (%), calculados graças à equação 24. O cálculo da Munit da mistura consiste unicamente na divisão da massa compactada - conforme j á detalhado - pelo volume do recipiente utilizado. Com base na Tabela 5.11, observa-se que a mistura de 4 5 % de brita 19 mm com 55% de brita 9,5 mm é a que apresenta o menor porcentual de

TABELA 5.11 Ensaio de compacidade entre a brita 19 mm e a brita 9,5 mm % de Brita

% de Brita

Munit

Mesp

19 mm

9.5 mm

mistura

100

2140

2820

24.11

2193

2820

22.22

2207

2820

21.74

2201

2820

21.94

2197

2820

22.10

2220

2820

21.26

2252

2820

20.13

2243

2820

20.45

2236

2820

20.72

2234

2820

20.76

2217

2820

21.38

100

2209

2820

21.66

vazio

Vazios (%)

20,13%. Portanto, essa é a mistura que será utilizada para os próxi-

mos ensaios de compacidade. Na Figura 5.9, o gráfico para melhor visualização da variação dos vazios da mistura está representado, sendo que no eixo V estão os porcentuais dos agregados e no eixo y os valores dos vazios. Observa-se na figura que não houve uma considerável variação de picos, uma vez que os índices de vazios foram similares para todas as proporções de britas aumentando, assim, o peso das variabilidades dos ensaios. A Tabela 5.12 ilustra o empacotamento da mistura anterior, as britas 19 mm e 9,5 mm com a areia média, seguindo o procedimento de dosagem proposto.

30.00

tâ&#x20AC;&#x201D;r

28.00 26.00 24.00

22.00 20,00 18.00 g

16.00

8 14.00 5 12.00

10.00

8.00 6.00 4.00 2.00

0.00 %B19

o\ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100

%B9 I0C 95 90 85 8C 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5

Comportamento dos vazios do pacote granular da brita 19 mm com a brita 9,5 mm

TABELA 5.12 Ensaio de compacidade entre a brita 19 mm, a brita 9,5 mm e a areia mĂŠdia % de Brita 19 mm

% de Areia

Munit mistura

Mesp

Vazios (%)

/ Brita 9.5 mm

mĂŠdia

100

2252

2820

20.1

2332

2802

16.8

2412

2784

13.4

2492

2766

9.9

2482

2757

10.0

2520

2748

8.3

2506

2739

8.5

2491

2730

8.7

2476

2712

8.7

2433

2694

9.7

2376

2676

11.2

2316

2658

12.9

100

2252

2640

14.7

mistura

Comportamento dos vazios do pacote granular da brita 19 mm e 9,5 mm com a areia media

Observa-se que a composição ótima foi de 6 0 % da mistura entre as brita 19 mm e 9,5 mm e 4 0 % de areia média, resultando em um índice de vazios de 8 , 3 % . O ensaio também partiu de substituições de 10 em 10%, e aumentou a precisão para 5 % ao se aproximar do valor final ideal. A seguir, a Figura 5.10 mostra o comportamento do porcentual de vazios pela proporção entre os agregados j á estudados. O último empacotamento foi realizado com areia fina e os outros agregados j á empacotados. A Tabela 5 . 1 3 mostra os resultados obtidos com o ensaio de compacidade desses materiais. Como se esperava, o máximo empacotamento ocorreu com pouca quantidade de areia fina, já que existiam poucos espaços vazios na mistura. Assim, não foi necessário realizar o ensaio para quantidades superiores a 3 0 % do material. O teor ideal foi de 2 0 % de areia fina e 8 0 % da mistura já determinada com areia média, britas 9,5 mm e 19 mm. A Figura 5.11 mostra o comportamento do ensaio de compacidade entre os agregados para o CAA com areia fina e duas granulometrias de brita.

TABELA 5.13 Ensaio de compacidade entre a brita 19 mm e 9,5 mm, a areia mĂŠdia e a areia fina % de Brita 19 mm / Brita 9,5 mm /

% de Areia

Munit

Mesp

Vazios

Areia regular

Fina

mistura

(%)

100

2509

2748

8.7

2534

2743

7.6

2560

2738

6.5

2568

2733

6.0

2578

2728

2553

2724

6.3

2527

2719

7.0

100

1897

2650

33.8

ÂŁ

28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100

100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5

Comportamento dos vazios do pacote granular das britas 19 mm e 9,5 mm com as areias mĂŠdia e fina

u~>

Com os valores, pode-se calcular os traços unitários dos concretos e simplesmente misturá-los na betoneira para a determinação da relação a/c e do teor de aditivo superplastificante, conforme os passos 3 e 4, e para moldar os CP's para os ensaios futuros, atendendo ao passo 5. Provavelmente, os CAA não segregarão nem ocorrerá excesso de material fino. Os traços unitários do CAA estão na Tabela 5.14, enquanto que os consumos de materiais estão na Tabela 5.15. Foi realizada a mistura de pontos extremos para que se obtivesse uma faixa capaz de atingir valores abrangentes. Os cálculos dos consumos dos componentes do concreto foram realizados com base na massa específica em estado fresco. Observa-se que o teor de argamassa seca variou de 5 8 , 0 % até 6 4 , 0 %. Porém, esses traços podem ser considerados da mesma família e, conseqüentemente, plotados na mesma curva de dosagem por manterem fixas as proporções entre os agregados. O teor de aditivo superplastificante pode ser mantido em 0 , 4 7 % para conservar a possibilidade de os CAA serem viáveis economicamente. O aumento dos teores de argamassa seca pode ser um indicativo de redução dos módulos de elasticidade. Na Tabela 5 . 1 6 estão as propriedades dos concretos no estado fresco. Os ensaios escolhidos para caracterizarem os CAA foram o slump

Jlow

test, o v-Junnel test e o l-box test. Observa-se que todos os valores estão dentro dos parâmetros estabelecidos na tabela 7.

TABELA 5.14 Traços unitários do CAA com areia fina empacotado com 2 britas (AF2B) Traço

Família

a/c

Adc

(%)

b!9

0.60

0.96

0.79

0.65

036

9.10

0.47

64.00

0.80

1.28

1.06

0.86

0.42

8.44

0.47

61.60

1.00

1.60

132

1.08

0.53

8.92

0.47

60.00

1.20

1.92

1.58

1.30

0.71

10.19

0.47

58.86

1.40

2.24

1.85

1.51

0.77

9.61

0.47

58.00

Legenda: c - cimento; af - areia fina; ar - areia regular; b9 - brita 9,5 mm; b l 9 - brita 19 mm; H - teor de umidade; adt - aditivo; t\ - teor de argamassa.

TABELA 5.15 Consumos de materiais calculados para o CAA com areia fina empacotado com 2 britas (AF2B) Família

Massa específica

Cimento 3

(kg/m )

Areia fina 3

(kg/m )

(kg/m 3 )

Areia

Brita

regular

9.5 mm

19 mm

(kg/m 3 )

Água

Aditivo

(kg/m )

(kg/m 3 )

2381

546

327

524

431

355

199

2.57

2367

437

349

559

463

375

184

2.05

2354

360

576

475

389

193

1.69

2342

304

364

583

480

395

216

1.43

2338

267

373

597

493

403

205

1.25

TABELA 5.16 Propriedades dos AF2B no estado fresco Família

slump flow test (mm)

v-funnel test (s)

l-box test (l7/l|)

680

0.90

690

0.95

680

0.90

660

0.90

670

1.00

De acordo com o passo 5, os concretos devem ter as propriedades requeridas ensaiadas nas idades escolhidas. Assim, como no exemplo anterior, foram escolhidas resistências à compressão aos 1, 7, 2 8 e 91 dias, bem como o módulo de elasticidade, velocidade de propagação das ondas de ultra-som e penetração dos íons cloretos. A Tabela 5 . 1 7 ilustra os resultados das propriedades no estado endurecido para os CAA. Os valores potenciais foram utilizados para cálculo das equações de comportamento, coeficientes de correlação e, conseqüentemente, o desenho dos diagramas de dosagem e desempenho.

TABELA 5.17 Resultados das propriedades no estado endurecido para os AF2B Traço

a/c

l:m

0.36

1:3

0.42

Resistência à compressão (MPa)

0.53

0.71

0.77

(m/s)

2 8 dias

91 dias

43.1

63.9

73.3

95.0

40.6

4910

2825

42.8

645

70.5

93.2

40.6

4860

3066

40.0

4900

31.9

52.8

60.2

89.9

37.4

4897

3321

33.1

53.0

59.5

94.2

38.3

4872

3054

36.8

4835

21.7

40.1

44.7

695

35.9

4762

4091

20.7

39.8

46.9

76.8

32.6

4774

3825

34.6

4774

14.0

29.7

35.8

61.6

30.3

4680

4590

15.9

28.2

36.9

57.4

285

4657

4617

30.0

4668

1:7

(GPa)

Cl (C)

7 dias

1:6

1 dia

10.6

24.1

27.3

42.7

24.1

4429

5451

10.4

23.8

28.4

40.0

22.7

4424

5751

20.9

4429

Legenda: Ec - módulo de elasticidade; US - propagação das ondas ultra-sônicas; Cl - penetração d e íons cloretos.

A seguir, a Tabela 5 . 1 8 ilustra as equações de comportamento e os coeficientes de correção para a família com CAA com areia fina dosada pelo método proposto por Tutikian & Dal Molin ( 2 0 0 7 ) , com duas granulometrias de agregados graúdos empacotados com a areia média.

TABELA 5.18 Equações de comportamento e r2 para os CAA Propriedade

Equação de comportamento 126,71

Idia

Resistência à

cjld

7 dias

(Lei de

Cj28d _

28 dias

Traço unitário Lm

(lei de Lyse)

cj91d

Teor de argamassa seca

151>22 8 2qo/c

C =

0.97

0.91

6,10a/c

m = 8,7958*

Consumo de cimento por m 3

Custo

0.99

9,64a/c

195,704

91 dias

0.97

22,67m 141,22

compressão Abrams)

a/c+ 0,0691

2066

0.97 1.00

m -f 0 , 7 6 1 5

Cu = C * ( 0 , 4 6 7 4- 0 , 0 1 6 4 * m )

a = 0 , 0 2 1 4 * C 4- 5 3 , 3 2 4

1.00

0.96 Módulo de elasticidade

E c

»og(rcj28d)- 0,8463 0,0243

Propagação da onda de ultrasom

Penetração de íons cloretos

0.97 US = 2 9 , 2 4 5 * E c + 3 7 4 8 , 5

Cl =

(US -

5493,9)

0,1813

0.99

Na Figura 5.12 está representado o diagrama de dosagem para essa família, primeira parte do objetivo final do método, que é o passo 6. O gráfico representa as resistências à compressão em várias idades, o traço unitário l : m , o custo e o consumo de cimento e o teor de argamassa, que é variável para o método. Como sempre, o diagrama deve ser utilizado apenas para aproximações, pois para cálculos precisos usam-se as equações de comportamento. Nota-se que a curva de custo serve somente para as próprias determinações, e não pode ser utilizada como passagem para o teor de argamassa. Observa-se na figura o grande crescimento da resistência à compressão, dos 2 8 aos 91 dias assim como do dia 1 aos 7. Também é possível

teor arg (%) fcj (MPa)

100 -, 90

80 70

60 SO 40 30

10 c (kg/m J ) Cu (RS)

I—'—I—1—I—*—T

600

fN in

500

400

C cim Custo ,J

300

T ~~I—'—I—r 200 100 1 2

1 ' 0.4

af ar b95 b!9

m(kg/kg)

Diagrama dc dosagem da família de CAA

1 1 1 ' 0.5

• = = =

20% m 32% m 263% m 21.7% m

0.6

a/c

1 1 1 1 1 0.7

0.8

0.9

notar que a inclinação da curva do custo não acompanha a do consumo de cimento, ou seja, não há aumento proporcional dc valores à medida em que se aumenta o consumo de cimento, quando a mistura se torna mais rica. E, por fim, a Figura 5.13 representa o diagrama de desempenho para a mesma família, apresentando as relações entre a resistência à compressão com o módulo de elasticidade (com a velocidade de propagação de ondas de ultra-som e penetração de íons cloretos). Logicamente, o diagrama deve ser utilizado no sentido horário e para aproximações. Também faz parte do passo 6 do método, apesar de ser opcional.

fcj 2 8 dias (MPa) 100 90

70 60

<10

10 Cl (O l—1—i—'—l—'—l—1—I—'—I—'—l—r 7000 6000 5000 4000 3000 2000

J 4500

4600

4700

4800

4900

5000

5100

5200 J US (m/s)

Diagrama dc desempenho da família de CAA

Ec (CPa)

i 30

Viabilidade Econômica do Uso do CAA

indústria da construção precisa estar atenta e atualizada em relação às tendências positivas que visam melhorar o processo produtivo racionalizado, ambiente, custos e segurança. Especialmente quando uma nova tecnologia influencia deformações, módulo de elasticidade, rapidez de execução, tempo de escoramento, benefícios ambientais e outras características referentes à execução da estrutura de concreto armado. Sabe-se que o CCV depende de um adensamento eficiente, independente da qualidade dos materiais, da sua produção e de sua da dosagem para alcançar resistências e a durabilidades esperadas. Por outro lado, um adensamento insuficiente em pontos críticos (do ponto de vista das cargas atuantes) pode comprometer a estrutura e gerar problemas de desempenho estrutural, redução na vida útil e/ou re-trabalhos, o que acarreta em custos de reparação, geralmente elevados e que não são previstos inicialmente. O adensamento do concreto depende basicamente do tipo de equipamento, da habilidade do ope-

rário, da supervisão rigorosa, da laxa de armadura, da forma da peça e da velocidade de concretagem. Pode-se afirmar que o estudo da utilização do CAA em obras correntes ou empresas de pré-moldados é de extrema relevância para o mercado nacional. Como será detalhado, a utilização do CAA pode representar uma redução direta no custo final da obra, por apresentar um custo global (insumos mais mão-de-obra) menor que o CCV e por permitir uma série de outras vantagens como eliminação de reparos na estrutura, aumento da velocidade cie concretagem, redução de ruído (permitindo concretagens noturnas ou perto de hospitais) e diminuição do número de trabalhadores, entre outras. Para implantar o C/VA nas edificações NÀO é necessário qualquer tipo de investimento inicial, já que esse concreto pode ser moldado nas mesmas fôrmas que o CCV, utilizar os mesmos equipamentos (ou até menos, por não precisar de vibradores) e com os mesmos materiais. Para que o CAA se torne uma opção corriqueira, basta que as empresas comecem a optar por ele - e que as empresas de serviço de concretagem também o forneçam. É importante salientar que NENHUM tipo de investimento inicial é necessário para as concreteiras. Para o caso das indústrias de pré-moldados, pode ser necessário que se implante um novo silo para armazenar o material fino responsável pela resistência à segregação do CAA - que não é usado para o CCV. Porém, o ganho proporcionado pela tecnologia em ambientes com processos de concretagem controlados e rotineiros tende a ser maior. Observa-se, também, que esse concreto possui tecnologia e qualidade superiores às cio CCV, ou seja, ao utilizá-lo, a empresa aumentará a qualidade de sua estrutura. Como já foi visto, o CAA aumenta a durabilidade e a estética, elimina reparos posteriores e falhas de concretagem e, conseqüentemente, diminui o custo final da obra. O CAA já foi viabilizado em diversas aplicações no Brasil, algumas das quais serão descritas a seguir. Foram utilizados os procedimentos de dosagem apresentados no capítulo 5, e possibilitaram que o novo concreto apresentasse um custo não muito superior ao CCV no que diz respeito à matéria-prima.

6.1

Indústria de Pré-Moldados

A primeira aplicação, relatada por Tutikian et ai

( 2 0 0 5 ) descreve a

utilização do CAA em duas indústrias de pré-molclados. Foi realizado

um trabalho comparativo de custos globais entre o CAA e o CCV, abrangendo todas as etapas do processo, desde a composição unitária dos insumos até a etapa de reparos - que foi eliminada com o CAA. O estudo foi realizado em duas empresas. A Tabela 6.1 ilustra o resultado para uma delas, que utilizava um concreto de f ck 2 5 MPa. Nessa empresa, o custo global do CAA foi 3 % inferior ao do CCV, apesar de o custo unitário dos materiais ter apresentado um acréscimo de 24%. É importante acrescentar que a dosagem do CAA, ao contrário do CCV, foi realizada apenas para o estudo específico, sem possibilidade de ajustes. Mesmo assim, a redução final foi possível graças à economia de 8 0 % nas etapas de adensamento e acabamento, e na eliminação dos reparos quando CAA foi utilizado, em comparação ao sistema com o CCV Observa-se que os serviços de mistura e transporte do concreto, bem como a aplicação de desmoldante nas fôrmas foram iguais para as

TABELA 6.1

Comparativo de custos globais entre CCV e o CAA EMPRES\ 'A'

ETAPA

CCV

CAA

N° Pessoas

Custo (RS/m 3 )

N° Pessoas

142.46

177.29

Mistura do concreto

3.43

Transporte

15.49

Aplicação do

10.66

Adensamento

26.70

5.34

Acabamento

7.03

1.41

Reparos

14.55

0.00

Composição do concreto

Custo (RS/m 3 )

desmoldante

TOTAL (Fonte: Tutikian et ai., 2 0 0 5 )

216.89

210.19

duas opções, como era de se esperar. A opção com o CAA ainda apresentou diversas vantagens que não puderam ser quantificadas, como diminuição do barulho de vibração, aumento da vida útil das fôrmas, economia de energia elétrica e ganho ambiental, j á que parte do cimento foi substituído por cinza volante. Por isso e pelo estudo com a outra empresa ter apresentado um custo global de utilização do CAA apenas 3 % superior, concluiu-se que a operação com o CAA foi viável técnica e economicamente.

6.2 Aplicações Convencionais Entre as aplicações em obras convencionais destaca-se Geyer (2005), que relata a utilização do CAA em um edifício em Goiás, Brasil - provavelmente a primeira construção convencional no país, em que o CAA foi utilizado na totalidade da estrutura com acompanhamento técnico e econômico de todos os passos. A Figura 6.1 mostra a concretagem de uma laje em que se observa o reduzido número de trabalhadores necessários. O autor cita como vantagens observadas com o uso do CAA a redução em torno de 7 0 % do número de trabalhadores (de 13 para 4 pessoas), maior velocidade na execução da estrutura (em até 300%), maior qualidade e facilidade no nivelamento da laje e eliminação de ninhos e falhas de concretagem, elevando a qualidade e, conseqüentemente, a durabilidade do edifício. O CAA foi aprovado pela empresa, apesar de ter apresentado um custo global

8 % superior ao CCV A qualidade do estudo foi destacada ao vencer o concurso Falcão Bauer - Novas Tecnologias (2005). Ressalta-se também o esforço da Comunidade da Construção no desenvolvimento e divulgação da nova tecnologia, apoiando e financiando dois projetos de vulto. Lançada em 2 0 0 2 , a Comunidade da Construção é um movimento liderado pela Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), que visa a integração da cadeia produtiva e o aumento de competitividade dos sistemas construtivos à base de cimento. A Comunidade da Construção realizou uma ação em Florianópolis com o objetivo de determinar os custos de aplicação do CAA - especialmente os de mão-de-obra - na execução de lajes e vigas em uma estrutura de concreto armado em comparação com a aplicação do CCV (Repette, 2 0 0 5 ) . A ação foi dividida em seis etapas, sendo que a última foi a concretagem de demonstração com o CAA. A Figura 6.2 ilustra a concretagem da laje tipo. Os estudos revelam que o CCA trouxe vantagens mesmo no caso das aplicações convencionais. Não houve necessidade cie alterações significativas nas fôrmas, nos métodos de lançamento

vd á D LI-

Concretagem com CAA da laje tipo (Ponte: Repette, 2005)

e nos procedimentos de cura. Entre os benefícios destacados estão a redução no custo da mão-de-obra, uso de equipes pequenas e menor desgaste dos equipamentos de mistura, transporte e lançamento. A dosagem do CAA não foi executada por nenhum dos métodos descritos neste livro. A ação da Comunidade da Construção de Porto Alegre teve como objetivo comparar o processo de concretagem entre o CCV e o CAA (Tutikian et al, 2007). Os itens da comparação foram do custo dos insurnos para a mistura dos dois tipos de concreto até os custos envolvidos na aplicação do material na estrutura. O CAA apresentou inúmeras vantagens frente ao CCV, como redução do número de trabalhadores de 14 para 5, redução do custo de equipamentos e energia elétrica e diminuição do ruído no entorno da edificação, entre outros. Umas das vantagens não-quantitativas mais visíveis foi a melhora do acabamento final da estrutura. A Figura 6.3 mostra o acabamento final das lajes e vigas em CCV, enquanto a Figura 6.4 ilustra o perfeito acabamento da concretagem, realizado com o CAA. O custo foi calculado com uma unidade monetária especial - U.M.C.para não expor os custos das empresas envolvidas no trabalho. Mesmo

Falhas de concretagem com o CCV

Perfeito acabamento da concretagem com o CAA

apresentando custos de materiais maiores, o processo com CAA com cinza volante foi mais econômico que o processo com CCV - que foi mais econômico do que com o CAA com areia fina, para todas as resistências à compressão estudadas. Com o trabalho, verifica-se claramente que o custo dos CAA depende diretamente dos materiais escolhidos. Porém, como a cinza volante é um material abundante e disponível comercialmente na região, o uso da mistura pode vir a crescer significativamente nos próximos anos. A Figura 6.5 mostra o comparativo de custos entre o CCV e o CAA para três resistências à compressão. O trabalho foi, também, agraciado com a premiação 'Melhores Práticas' em 2 0 0 7 .

6.3 Aplicações Especiais Apesar de ocorrer dentro de uma indústria de pré-moldados, a aplicação do CAA foi considerada especial por tratar-se de um concreto diferenciado nas propriedades em estado endurecido.

Q 1400 5

17.00

2 1000 a 800 u c 8 600 IO c •O 400 ir,

in vd

200

0 25

Resistência ã compressão (MPa)

• CCV DCAA com areia fina

QCAA com cinza volante

Comparativo de custos entre o CCV e o CAA (fonte: Tutikian et al., 2007)

Em uma indústria de pré-moldados situada em Canoas - RS, utilizava-se um concreto de abatimento convencional muito coeso, uma vez que foi especificada uma resistência à compressão de 8 0 MPa aos 28 dias incorporação de fibras polipropileno. O concreto era utilizado para a moldagem de monoblocos-padrão para celas de presídio. Para adensar o concreto era necessária uma intensa vibração, o que demandava grande número de trabalhadores e freqüentemente acarretava na segregação do material, prejudicando as propriedades no estado endurecido do concreto e a qualidade final das peças. Então, após um estudo detalhado sobre vantagens e desvantagens, optou-se pelo uso do CAA, como se pode observar na Figura 6.6. O processo ficou mais enxuto, eliminando a vibração, aumentando a produção e melhorando o acabamento final das peças. A mesma empresa executou fachadas pré-moldadas de concreto branco estrutural arquitetônico para a CE1T EC (Centro Tecnológico de Eletrônica Avançada), fábrica instalada em Porto Alegre - RS. Por conta da boa experiência com CAA, optou-se por utilizar a mistura. Sabe-se também que, quando se utiliza o concreto branco em uma estrutura, é inaceitável a ocorrência cie falhas de concretagens e bolhas de ar aprisionado porque acabamentos posteriores ficam visíveis neste tipo de concreto, sendo mais um bom motivo para a especificação do CAA. Observa-se na Figura 6.7 o baixo número de trabalhadores envolvidos no processo, e na Figura 6.8 o excelente acabamento final das peças,

•o vd ú D O u_

Concrctagem da peça com CAA

eliminando retoques posteriores. Na figura 6.9 está a montagem da fachada em estágio intermediário. Na construção do Museu Ibere Camargo utilizava-se um concreto fluido, de abatimento de 20cm, cujo traço está ilustrado na Tabela 6.2 (traço anterior) (Silva Filho et ai, 2004). Uma vez que ocorriam problemas com a vibração - como o travamento das fôrmas cedendo e defeitos superficiais devido ao ar aprisionado - resolveu-se testar o CAA, primeiramente sem (CAA 1) e depois com o VMA (CAA 2). Nos dois lestes, o CAA solucionou os problemas existentes e foi viável economicamente, com destaque para o CAA 2, que reduziu o custo em quase 7%. A Figura 6 . 1 0 mostra o aspecto do CAA utilizado na obra, e a Figura 6.11 mostra um detalhe da borda deste material, em que é possível observar a coesão do concreto. Nota-se, também, que o consumo de cimento dio

minuiu 80kg/m do traço anterior para o CAA 2, o que aumentou o tempo de trabalhabilidade da mistura e diminuiu a possibilidade de ocorrência de manifestações patológicas como fissuras por dessecação superficial e/ ou retração do concreto.

Excelente acabamento final das peรงas

Montagem da fachada cm estágio intermediário.

TABELA 6.2

Traços de concreto utilizados no museu Iberê Camargo

Material

Traço Anterior

CAA 1

CAA 2

380

375

300

Fíler calcário (kg/m3)

220

500

650

Areia (kg/m3)

730

430

370

1000

1010

184

186

148

Superplastificante (litros)

2.40

2.70

Delvo (litros)

1.60

1.30

Cimento (kg/m3) Sílica ativa (kg/m3)

Brita O (kg/m3) Água (litros)

Modificador de viscosidade (1) a/agl Teor Arg (%) Data Custo/m3 (R$) (Fonte: Silva Pilho d ai,

2004)

—

2.70

—

0.46

0.47

57.50

03/09/2004

21/09/2004

22/09/2004

38959

389.45

363.94

Aspecto do CAA utilizado no museu IberĂŞ Camargo

Detalhe da borda do material

Na Figura 6.12 pode-se observar também a alta taxa de armadura das paredes em que o CAA teve de peneirar. É evidente que um CCV apresentaria enormes dificuldades para preencher todos os espaços, e certamente ocorreriam falhas de concretagem ou vibração excessiva (que é prejudicial ao material). Já a Figura 6 . 1 3 representa uma parede-teste que foi executada para análise do acabamento da mistura e da qualidade das juntas de concretagem. Mais uma vez, o CAA atendeu às expectativas. Por fim, o museu pronto está ilustrado na Figura 6.14.

Taxa dc armadura elevada concretada com o CAA

Parede-teste aprovada

Aspecto final do museu IbcrĂŞ Camargo

Tendências Futuras do Uso do CAA

onforme descrito no item 1.2, pode-se obter inúmeras as vantagens com a utilização do CAA. Elimina-se a necessidade de adensamento, e isso se traduz em um ganho de tempo, redução de mão-de-obra e minimização dos inconvenientes da vibração (equipamentos elétricos, ruídos, atividade pouco ergonômica), aumentando a qualidade, a segurança e a saúde no trabalho. Além disso, elimina-se a heterogeneidade causada pela vibração, melhorando a qualidade final dos componentes de concreto. É de se esperar, portanto, que o conjunto de todas essas vantagens leve a um aumento no uso do CAA nos próximos anos. Nos países em que o custo da mão-de-obra é elevado, a viabilização econômica é facilitada porque o custo mais elevado dos materiais que compõem o CAA é compensado pela redução do tempo e do número de trabalhadores envolvidos no processo. Nos países em que a mão-de-obra ainda é desvalorizada, a viabilidade econômica do uso do CAA passa pela redução do seu custo de produção, por meio de métodos de dosagem experimentais adequados para CAA e da escolha de

CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL

materiais que facilitem sua utilização por um preço menor. Além disso, com o uso em maior escala dos aditivos superplastificantes e modificadores de viscosidade, espera-se uma redução no preço desses insumos que, atualmente, representam grande parcela do custo final do CAA.

Referências Bibliográficas

AÍTCIN, P.C. Concreto de Alto Desempenho. São Paulo: PINI, 2000. ALENCAR, R.; HELENE, P. Concreto auto-adensável de elevada resistência - inovação tecnológica na indústria de pré-fabricados. In: Concreto e Construções. Revista de Materiais do Ibracon, São Paulo, 2 0 0 6 . AMERICAN SOC1ETY FOR TESTING AND MATERIALS. C 1 2 0 2 . Standard test method for electrical resist chloride

ion penetration.

indication

of concrete

s ability

ASTM 1202/97.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6 1 1 8 : projeto de estruturas de concreto - procedimento. Rio de Janeiro, 2003. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 12653 - Materiais Pozolânicos: especificação. Rio de Janeiro, 1992.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 12655 - Concreto - preparo, controle e recebimento. Rio de Janeiro, 2006. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 67: concreto - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone - método de ensaio. Rio de Janeiro, 1998. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 68: concreto - Determinação da consistência pelo espalhamento na mesa de Graff. Rio de Janeiro, 1998. BARBOSA, L.A.G.; LAVANDOSCKI, EL.; Novas tecnologias e o concreto auto-adensável. In: 49^ C O N G R E S S O BRASILEIRO DO CONCRETO. CD-ROM, Bento Gonçalves, 2007. BARTOS, RJ.M.; SÔDERL1ND, L. Environment and ergonomics. In: EuRatn Program: ment

through

Rational using

self

production

and improved

compacting

Brite

working

enviro-

Task 8.5, p. 1-31,

concrete.

2000. BERNABEU; LABORDE. Production system Jor civil engineeting. In: EuRam Program: Rational production ment through using self compacting

and improved concrete.

worhing

Brite

environ-

Task 8.3, p.1-40, 2000.

BARTOS, RJ.M. Measurement ofkey properties offresh self-compacting crete. In: CEN/STAR PNR Workshop.

Paris, 2000.

B1LLBERG, P Fine mortar rheology in mixdesign of SCC. In: Ist nal RILEM Symposium

con-

on Self-Compacting

Internatio-

Suécia, p.47-

Concrete.

58, 1999. B1LLBERG, P Form pressure generated hy selj-compacting concrete. In: 3nl International RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete. Islândia, p.271-280, 2 0 0 3 . B1LLBERG, P. Development of SCC static yield stress at rest and its effect on lhe lateral form pressure. In: Fourth on Self-compacting

Concrete.

International

RILEM

Symposium

Chicago, EUA, 2005.

BRAMESHUBER, W.; UEBACHS, S. Investigations on the formwork re using self-compacting sium on Self-Compacting

concrete. In: 3nl International Concrete.

pressu-

RILEM Sympo-

Islândia, p.281-287, 2 0 0 3 .

BUCHER, H.R.E. Desempenho de aditivos redutores de água de alta eficiência em pastas, argamassas ou concretos. In: REUNIÃO ANUAL DO IBRACON, 30, 1988, Rio de Janeiro. Anais... São Paulo: IBRACON, 1988. v.2, p.609-625. BU1, V.K.; MONTGOMERY, D.; HINCZAK, I.; TURNER, K. Rapicl testing method for segregation resistance of self-compacting and Concrete

concrete. In:

n. 32, p. 1 4 8 9 - 1 4 9 6 , 2 0 0 2 .

Research,

BURY, M.A.; CHRISTENSEN, B.J. The role of innovative chemical res in producing self-consolidating Conference Novemher

Ccment

on the Design

concrete.

admixtu-

In: First North

American

and Use of Self-Consolidating

Concrete,

12-13, 2002.

CAMPION, M.J.; JOST, P. Expanding the possibilities of concrete design and placement.

In: Concrete

International,

p. 31-34, April 2 0 0 0 .

CHAI, P.H.W;YANG, M. Case study: R.C building rehabilitated compacting

concrete. In: Fourth

Self-compacting

Concrete.

International

with self-

RILEM Symposium

Chicago, EUA, 2 0 0 5 .

COLLEPARD1, M. Water reducers/retarders. In: RAMACHANDRAN, V. S. (Ed.). Concrete admixtures handbook: properties, science, and technology. Park Ridge, Noyes, 1984. Cap.3 p. 116-210. COLLEPARD1, M. Self compacting concrete: what is new? In: of

7th

CANMET/ACI

and Other

Chemical

International Admixtures

Confei ence on in Concrete,

Proceedings

Superplasticizers

p.1-16, Outubro 20-

24, 2 0 0 3 . COMITÊ EU RO-INTERNATIONAL

DU BETON. CEB-FIP

model

code

1990. Lausanne, 1991. (Bulletin d'information, 203). DAL MOLIN, D.C.C. Contribuição ao estudo das propriedades mecânicas de concretos de alta resistência com e sem adições de microssílica - Tese de doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 1995. DA SILVA, EC.S; DAL MOLIN, D.C.C; PEREIRA, EM. Efeito do aditivo estabilizador de hidratação na redução da perda de abatimento em concretos fluidos que utilizam aditivo superplastificante. Curso de especialização em construção civil, UFRGS, 2 0 0 8 .

DE LARRARD, F. Concrete

mixture

proportioning:

a scientific

approa-

ch. E & FN Spon, London, 1999. DJELAL, C.; VANHOVE, Y.; MAGN1N, A. Tribological bchaviour compacting concrete. In: Cement

and Concrete

Research,

of self-

n - 34, p.821-

828, 2004. DOMONE, P.L. Self-compacting studies. In: Cement

concrete: an analyses of 11 years of cases

& Concrete

Composits,

n- 28, p. 197-208, 2 0 0 6 .

DOUGLAS, R.R; GREGORI, A.; SUN, Z.; BONEN, D. SHAH, S.P. The ejfect of ingredients and shear history on the thixotropic rate of rebuilding of SCC. In: Fourth International Concrete.

RILEM Symposiiim

Self-compacting

Chicago, EUA, 2 0 0 5 .

EFNARC - European Federation for Specialist Consiruction Chemicals and Concrete Systems. Specification and guidelines for self-compacting concrete. In: EFNARC.

Fevereiro, 2002.

FERNANDEZ, R; LUCIANO, J . ; CONSTANT1NER, D. Successful mentation oj SCC in a precast operation-A tional

RILEM

Symposium

case study. In: Fourth

on Self-compacting

Concrete.

impleInterna-

Chicago,

EUA, 2 0 0 5 . FERREIRA, L.B; LIMA, M.B; PEREIRA, A.C.; ANGEL1M, R.R.; ANDRADE, M.A. Avaliação do módulo de elasticidade de concretos autoadensáveis com diferentes consistências e níveis de resistência. In: 4 8 C O N G R E S S O BRASILEIRO DO C O N C R E T O . CD-ROM, Rio de Janeiro, 2 0 0 6 . FURNAS. Concreto - determinação da habilidade de preenchimento do concreto auto-adensável pelo método orimet - método de ensaio. Manual de qualidade, p. 1-7, 2004. GEYER, A.L.B. Utilizaçao de concreto auto-adensável em estruturas de edifícios com custos inferiores ao concreto convencional. In: 12 ü Concurso Falcão Bauer, 2 0 0 5 . GJORV, O.E. High-strength concrete. In: ADVANCES IN CONCRETE TECHNOLOGY, Athens, 1992. Proceedings. Montreal: CANMET, 1992. p.21-77. GOMES, P.C.C. Optimization self-compacting

concrete.

and characterization

high-strength

Tese de doutorado, Barcelona, 2 0 0 2 .

GÓMES, J . F ; MAESTRO, M.B. Guia práctica para la utilización dei hormigón autocompactante. Instituto Espanol dei cemento y sus aplicaciones. Madrid, 2 0 0 5 . GRACE. Seismic

2005.

testing wall needs 110 vibration.

HARTMANN, C. T. Avaliação de aditivos superplastificantes base poliearboxilatos destinados a concretos de cimento Portland. São Paulo, 2002. 234p. Dissertação (Mestrado). Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. HELENE, P; TERZIAN, P. Manual de dosagem e controle do concreto. Pini, São Paulo, 1992. KHAYAT, K.H.; D A C Z K O J . A . The holistic approach concrete. In: First North American of Self-consolidating

Concretey

Conference

self-consolidating

on the Design and Use

2002.

LEEMANN, A.; HOFFMANN, C. Pressure oj self-compacting the formwork. pacting

In:

Concrete.

3n{

International

RILEM Symposium

concrete on

Self-Com-

Islândia, p . 2 8 8 - 2 9 5 , 2 0 0 3 .

MAILVAGANAM, N.P Factors influencing slump loss in flowingconcrete. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SUPERPLASTICIZERS IN CONCRETE, 1., 1979, Ottawa, Canada. Papers... Detroit: American Concrete Instituto, 1979. p.389-403. (ACI Special Publication, 62). MANUEL, PJ. Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis. Dissertação de mestrado, UFRGS, Porto Alegre, 2 0 0 5 . MEHTA, P.K. e MONTEIRO, PJ.M.. Concreto: Estrutura, Propriedades e Materiais. São Paulo: Pini, 1994. MELO, K.A.. Proposição de método de dosagem de concieto auto-adensável com adição de fíler calcáreo. Dissertação de mestrado, UFSC, 2005. NEV1LLE, A.M. Propriedades do concreto. São Paulo: PINI, 1998, 2 a ed. 828p. (Tradução da 4 a ed. em inglês). NGUYEN, T.L.H.; ROUSSEL, N.; COUSSOT, P. Correlation

between L-

Dox test and rheological parameters

of a homogeneous yield stressfluid.

Cement

and Concrete

Research,

36, p. 1 7 8 9 - 1 7 9 6 , 2 0 0 6 .

In:

NORME FRANÇAISE. NF P93-350 0 6 . 9 5 : Banches ouvrages

pour

1989 (em francês).

en béton.

NORWECíAN

industralisées

STANDARD. Design

of concrete

NS 3 4 7 3 .

structures:

Oslo, 1989. OBRAS. La sagrada

família

de Barcelona.

In: BeUorMBT,

departamento

técnico, n.2, julho 2 0 0 0 . OH, S.G.; NOGUSH1, T.; TOMOSAWA, F Toward logy of self-compacting

International,

High-performance

concrete. In:

Concrete

v.19, n.7, p. 50-54, Julho 1997.

OKAMURA, H.; OUCHl, M. Self-compacting vanced

rheo-

s/d.

concrete.

OKAMURA, H. Self-compacting

mix design for

Concrete

Technology,

concrete. In: Journal

of Ad-

Vol. 1, n. 1, p. 5-15, 2 0 0 3 .

0'REILLY, V.D. Método de dosagem de concreto de elevado desempenho. Pini, São Paulo, 1992. PACIOS, A. Optimization ofin situ constructions system to benefit from SCC technology. In: Fourth pacting

Concrete.

International

RILEM Symposium

Self-com-

Chicago, EUA, 2 0 0 5 .

PAGNUSSAT, D.; MOURA, C.; TUTIKIAN, B.F; MASUERO, A.; DAL MOLIN, D.C. Avaliação de concretos auto-adensáveis dosados pelo método Tutikian incorporando resíduos de serragem de mármores e granitos. In: 4 8 ü C O N G R E S S O BRASILEIRO DO C O N C R E T O . CD-ROM, Rio de Janeiro, 2 0 0 6 . PETERSSEN, Õ. Workability. In: Brite EuRam duction and improved pacting

concrete.

worhing

environments

Program:

Rational

pro-

through

using self

com-

Task 2, p. 1 -56, 1999.

POON, C.S. & HO, D.WS. A feasibility study on the utilization o f r-FA in S C C . Cement and Concrete research, 2 0 0 4 . PROSKE, T.; GRAUBNER, C.A. - Self-compacting formwork

and ability to deaerale.

In: Darmstadt

concrete- pressure on Concrete,

n.17, 2 0 0 2 .

REPETTE, W.L. Implementação do concreto auto-adensável na execução de estrutura de concreto armado. In: Comunidade da Construção Florianópolis. Ação n - 6, 2 0 0 5 .

ROUSSEL, N.; NGUYEN, T.L.H.; COUSSOT, R Yidd stress using stoppage

tests. In: Fourth

Self-compacting

Concrete.

International

measurements

RILEM Symposium

011

Chicago, EUA, 2 0 0 5 .

SILVA, EJ., OLIVEIRA, M. C , MACHADO, M.V.S., DUARTE, E P; THAUMATURGO, C. Cimentos Geopoliméricos. In: Revista Matéria, COPPE, UFRJ, 2 0 0 2 . SOUZA, PS.L.. Verificação da influência do uso de metacaulim de alta reatividade nas propriedades mecânicas do concreto dc alta resistência. 190p. Porto Alegre, 2002. Tese (Doutorado em Engenharia) Escola de Engenharia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS, 2 0 0 3 SÒDERLIND, L.; CLAESON, C. Production system for housing. In: Brite EuRam Program: Rational production and improved workingenvironment through using self compacting concrete. Task 8.2,

p.1-51,

2000. SILVA, M. O. B. Produção do concreto auto-adensável (CAA) com a utilização dc materiais da região de Belém - PA. Dissertação de mestrado, Universidade Federal do Pará, Belém, 2 0 0 8 . SILVA FILHO, L.C; KIRCHHEIM, A P.; DAL MOLIN, D.C.C; TUTIKIAN, B.F Desenvolvimento de traço de concreto auto-adensável branco (CAAB) - Museu Iberê Camargo. In: Relatório técnico n. 31, 2 0 0 4 . TÉCHNE REVISTA. Solução fluida. In: Revista Téchne, edição 132, ano 16, março de 2 0 0 8 . TUTIKIAN, B.F Método para dosagem de concretos auto-adensáveis. Dissertação de mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre - RS, 2 0 0 4 . TUTIKIAN, B.F; DAL MOLIN, D.C; CREMONINI, R.A.; LAMARCA, R.L.M.; VIECILI, FA. A comparison of production costs usin^ conventional concrete and self-compacting ternational

concrete in Brazilian precast. In: Fourth

RILEM Symposium

on Self-compacting

Concrete.

In-

Chica-

go, EUA, 2005a. TUTIKIAN, B.F; DAL MOLIN, D.C; CREMONINI, R.A. Viabilização econômica do concreto auto-adensável. In: 12Bauei;

Categoria

Novos Materiais,

2005b.

Concurso

Falcão

TUTIKIAN, B.F; DAL MOL1N, D.C; CREMONINI, R.A. Concreto autoadensável: uma nova tecnologia. In: Sinduscon

Premium,

Case Acadê-

mico, Porto Alegre, 2 0 0 6 . TUTIKIAN, B.F; MANUEL PJ; MASUERO, A.B; DAL MOLIN, D.C; Produção de estrutura de concreto armado com o concreto auto-adensável. In: Comunidade da Construção Porto Alegre. Ação n- 1, 2 0 0 7 . TUTIKIAN, B.F Proposição de um método de dosagem experimental para concretos auto-adensáveis. Tese de doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre - RS, 2 0 0 7 . WALRAVEN,J. Slrucíural aspectsofSCC. Symposium

on Self-compacting

In: Fourth International

Concrete.

Chicago, EUA, 2 0 0 5 .

ZHU, W.; BARTOS, PJ.M. Permeation properties of self-compacting te. In: Cement

and Concrete

Research,

RILEM

concre-

n. 33, p. 9 2 1 - 9 2 6 , 2 0 0 3 .

GRANDES PROJETOS EM CONCRETO

AUTO-CONSTRUÇAO

CONSTRUÇÃO EM SERIE

CONSTRUÇÃO GERAL

CONSTRUÇÃO EM CANTEIRO

Fundada em 1968, a Engemix é líder no mercado de Concreto D o s a d o em Central. A empresa, que hoje atua em 11 estados brasileiros, possui mais de 90 centrais fixas e se destaca pela qualidade de seus serviços, resultado d o s constantes investimentos feitos em gente, tecnologia, equipamentos e inovação.

Para consultar a localidade de nossas filiais ligue para - (11) 2184-7200 ou acesse www.engemix.com.br

Em sintonia com o avanço tecnológico mundial, a CIMPOR CONCRETO, que possui hoje mais de 30 centrais espalhadas pelo Brasil, tem apoiado o desenvolvimento de produtos que ofereçam soluções não só para seus clientes, mas para o setor como um todo. O concreto auto-audensável é uma das mais recentes descobertas ern aplicação no campo da construção civil. Dentre as vantagens que o produto oferece está a redução no tempo de concretagem, a facilidade na aplicação, a redução da quantidade da mão-de-obra e a melhoria na qualidade final das peças concretadas. A CIMPOR CONCRETO, apoiou o desenvolvimento do concreto autoadensável na Comunidade de Porto Alegre e realizou diversos fornecimentos deste concreto para aplicações especiais como em préfabricados e pisos industriais polidos, dentre outros. Por isso, é com grande satisfação que a CIMPOR patrocina a obra: CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL, de autoria dos Professores Doutores Bernardo Fonseca Tutikian e Denise Carpena Dal Molin. Estamos certos de que este material será uma excelente contribuição sobre a mais recente inovação tecnológica do concreto para o meio técnico/profissional brasileiro.

CII^POR CONCRETO

<5> CIMiPOR BRASIL

Denise Carpena Dal Molin, p o s s u i g r a d u a ç ã o

em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1982), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1988) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade de São Paulo (1995). Atualmente é professora e pesquisadora do Núcleo Orientado para a Inovação da Construção (NORIE) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atua principalmente nos seguintes temas: tecnologia de concretos convencionais e especiais, aproveitamento de resíduos e m materiais de construção, desenvolvimento de novos materiais, avaliação de desempenho de materiais e componentes da construção, patologia e recuperação de estruturas e construções, e processos construtivos. Tem atuado como consultora de agências de fomento à pesquisa (CNPq, FIMEP e CAPES). Recebeu diversos prêmios ao longo de sua carreira: Bolsa Brossard pela classificação em 1 o lugar no Curso de Engenharia Civil da UFRGS (1982); Prêmio VOEST-ALPINE pela Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais (1999); Prêmio Epaminondas Melo do Amaral Filho, destinado ao destaque do ano em Engenharia no campo do Projeto e construção de concreto de Alto Desempenho (CAD), Instituto Brasileiro do Concreto - IBRACON (2001); 15° Sinduscon Premium 2003 - Categoria case acadêmico "Viabilidade técnica e econômica da utilização de agregados reciclados de construção e demolição e m concretos estruturais, orientadora, Sinduscon-RS (2004); 11 o Concurso Falcão B a u e r Menção honrosa - "Desenvolvimento de concreto branco estrutural para utilização em estruturas de r.nnnrfttn a p a r e n t e " . CRIC - Câmara Brasileira da Indústria da Construção / Sinduscon-G0.(2004); 12° Concurso Falcão Bauer - 2 o lugar - Novos Materiais - "Viabilização econômica do concreto auto-adensável", orientadora. CBIC - Câmara Brasileira da Indústria da Construção/Sinduscon-GO (2005); 16° Sinduscon Premium 2004 - Categoria case acadêmico "Desenvolvimento de concreto branco estrutural para a utilização em estruturas de concreto armado". Sinduscon-RS (2005); Prêmio Melhores Práticas da Comunidade da Construção com a ação "Estudo comparativo entre concreto convencional e concreto auto-adensável"- coordenação, ABCP Comunidade da Construção. (2007).

O livro C O N C R E T O A U T O - A D E N S Á V E L é r e s u l t a d o d e m a i s d e seis anos de estudos do grupo de pesquisa do NORIE/UFRGS (Núcleo O r i e n t a d o para a I n o v a ç ã o na Edificação, v i n c u l a d o ao D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a Civil da Escola d e E n g e n h a r i a da U n i v e r s i d a d e Fed e r a l d o Rio G r a n d e d o Sul). Se, q u a n d o c o m e ç a m o s , o a s s u n t o era p o u c o e x p l o r a d o e c a s o s no Brasil e r a m q u a s e i n e x i s t e n t e s , h o j e já s e o b s e r v a u m i n t e r e s s e e x p r e s s i v o e c r e s c e n t e d o m e r c a d o . Inic i a m o s a p u b l i c a ç ã o c o m u m a e x t e n s a revisão d o CAA, r e s s a l t a n d o aplicações, vantagens, desvantagens e e q u i p a m e n t o s de verificação da t r a b a l h a b i l i d a d e , e n t r e o u t r o s t ó p i c o s a b o r d a d o s . N o c a p í t u l o 5, são apresentados dois m é t o d o s de d o s a g e m que foram desenvolv i d o s para C A A c o m o i n t u i t o d e resolver u m d o s m a i o r e s g a r g a l o s r e l a c i o n a d o s à d i s s e m i n a ç ã o d o m a t e r i a l no Brasil: o e l e v a d o c u s t o . A partir d e tais m é t o d o s , foi possível p r o p o r c i o n a r C A A c o m c u s t o s competitivos aos dos concretos convencionais, tornando o processo d e p r o d u ç ã o d e e s t r u t u r a s c o m c o n c r e t o a u t o - a d e n s á v e l viável e c o n o m i c a m e n t e , c o m o d e m o n s t r a d o n o s c a p í t u l o s s e g u i n t e s . Trata-se, s e m d ú v i d a , da g r a n d e c o n t r i b u i ç ã o d o livro para o m e i o t é c n i c o nacional. Afinal, não se p o d e p e n s a r na utilização d e u m c o n c r e t o moderno s e m dominar os m é t o d o s de dosagens mais avançados. Por isso. a c r e d i t a m o s q u e o livro p o s s i b i l i t a r á o d e s e n v o l v i m e n t o c i e n t í f i c o e e c o n ô m i c o da t e c n o l o g i a .

ENGEMIX Votorantim

Cimentos