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ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 55CBC 1 Dosagem de Concreto Autoadensável com Alto Teor de Ar Incorporado Aplicado em Paredes de Concreto Mix Design for Self-compacting Concrete with High Content of Entraining Air Applied in Concrete Walls Rafael F. C. dos Santos (1); (2). Alessandra L. de Castro (1) Engenheiro Civil, Mestre em Habitação: Planejamento e Tecnologia [email protected] (2) Engenheira Civil, Doutora em Ciência e Engenharia de Materiais [email protected] Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo Centro de Tecnologia de Obras de Infraestrutura Laboratório de Materiais de Construção Civil Av. Prof. Almeida Prado, 532, Prédio 59, Butantã, São Paulo/SP CEP: 05508-901 Resumo O concreto autoadensável (CAA) é apontado como uma das alternativas tecnológicas com a maior perspectiva de ampliação de uso nos próximos anos, seja em obras convencionais, especiais ou na indústria de pré-moldados. Atualmente encontra-se tecnologia para a produção e a aplicação do CAA que atende às necessidades de cada finalidade, como a utilização de fibras para aumento da tenacidade, controle da retração plástica e resistência ao fogo, de pigmentos para CAA colorido e de aditivo incorporador de ar (AIA) para concretos com ar incorporado. No caso do sistema construtivo paredes de concreto, o CAA com ar incorporado apresenta propriedades que atendem às necessidades do sistema construtivo, como a resistência ao isolamento acústico e térmico, além das propriedades específicas do CAA já conhecidas quando do seu estado fresco. Desta forma, o trabalho buscou desenvolver CAA com alto teor de ar incorporado em duas classes de resistência, 15 MPa e 25 MPa, a partir do método de dosagem proposto por Gomes, baseado na determinação do teor ótimo de aditivos químicos e do empacotamento dos agregados. Os concretos foram avaliados quanto aos parâmetros de autoadensabilidade no estado fresco. Verificou-se que o método de dosagem adotado possibilitou a produção de misturas de concreto com as propriedades especificadas inicialmente, porém com a necessidade de ajustes no método para determinação do teor ótimo de AIA e, posterior avaliação do desempenho de novas misturas de CAA, com o teor de ar incorporado entre 7% e 9%. Palavras-Chave: dosagem; concreto autoadensável; aditivo incorporador de ar; paredes de concreto. Abstract The self-compacting concrete (SCC) is considered one of the alternative technologies with the greatest prospect of expansion of use in the coming years, whether in conventional works, special or precast industry. Technology currently exists for the production and application of the SCC that meets the needs of each purpose, such as the use of fibers for increased toughness, plastic shrinkage control and fire resistance of colored pigments for SCC and entraining air (AEA) for concrete with air entrainment. In the case of the constructive system of concrete walls, the CAA air incorporated exhibits properties that meet the needs of the construction system, as resistance to thermal and acoustic insulation, in addition to the specific properties of the CAA already known when its fresh state. Thus, the study aimed to develop SCC with high content of incorporated air into two classes strange 15 MPa and 25 MPa, from the determination method proposed by Gomes, based on the determination of the optimum content of chemical additives and packing the aggregates. The concretes were evaluated for parameters self-compactability in the fresh state. It has been found that the dosage adopted method allowed the production of concrete mixes with the specified properties initially, but with the need for adjustments in the method for determination of optimal AEA and subsequent performance evaluation of new SCC mixtures with the amount of air incorporated between 7% and 9%. Keywords: mix design; self-compacting concrete; air-entraining additive; concrete walls.

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ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 1

Dosagem de Concreto Autoadensável com Alto Teor de Ar Incorporado Aplicado em Paredes de Concreto

Mix Design for Self-compacting Concrete with High Content of Entraining Air Applied in Concrete Walls

Rafael F. C. dos Santos (1); (2). Alessandra L. de Castro

(1) Engenheiro Civil, Mestre em Habitação: Planejamento e Tecnologia – [email protected]

(2) Engenheira Civil, Doutora em Ciência e Engenharia de Materiais – [email protected] Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – Centro de Tecnologia de Obras de

Infraestrutura – Laboratório de Materiais de Construção Civil Av. Prof. Almeida Prado, 532, Prédio 59, Butantã, São Paulo/SP – CEP: 05508-901

Resumo

O concreto autoadensável (CAA) é apontado como uma das alternativas tecnológicas com a maior perspectiva de ampliação de uso nos próximos anos, seja em obras convencionais, especiais ou na indústria de pré-moldados. Atualmente encontra-se tecnologia para a produção e a aplicação do CAA que atende às necessidades de cada finalidade, como a utilização de fibras para aumento da tenacidade, controle da retração plástica e resistência ao fogo, de pigmentos para CAA colorido e de aditivo incorporador de ar (AIA) para concretos com ar incorporado. No caso do sistema construtivo paredes de concreto, o CAA com ar incorporado apresenta propriedades que atendem às necessidades do sistema construtivo, como a resistência ao isolamento acústico e térmico, além das propriedades específicas do CAA já conhecidas quando do seu estado fresco. Desta forma, o trabalho buscou desenvolver CAA com alto teor de ar incorporado em duas classes de resistência, 15 MPa e 25 MPa, a partir do método de dosagem proposto por Gomes, baseado na determinação do teor ótimo de aditivos químicos e do empacotamento dos agregados. Os concretos foram avaliados quanto aos parâmetros de autoadensabilidade no estado fresco. Verificou-se que o método de dosagem adotado possibilitou a produção de misturas de concreto com as propriedades especificadas inicialmente, porém com a necessidade de ajustes no método para determinação do teor ótimo de AIA e, posterior avaliação do desempenho de novas misturas de CAA, com o teor de ar incorporado entre 7% e 9%. Palavras-Chave: dosagem; concreto autoadensável; aditivo incorporador de ar; paredes de concreto.

Abstract

The self-compacting concrete (SCC) is considered one of the alternative technologies with the greatest prospect of expansion of use in the coming years, whether in conventional works, special or precast industry. Technology currently exists for the production and application of the SCC that meets the needs of each purpose, such as the use of fibers for increased toughness, plastic shrinkage control and fire resistance of colored pigments for SCC and entraining air (AEA) for concrete with air entrainment. In the case of the constructive system of concrete walls, the CAA air incorporated exhibits properties that meet the needs of the construction system, as resistance to thermal and acoustic insulation, in addition to the specific properties of the CAA already known when its fresh state. Thus, the study aimed to develop SCC with high content of incorporated air into two classes strange 15 MPa and 25 MPa, from the determination method proposed by Gomes, based on the determination of the optimum content of chemical additives and packing the aggregates. The concretes were evaluated for parameters self-compactability in the fresh state. It has been found that the dosage adopted method allowed the production of concrete mixes with the specified properties initially, but with the need for adjustments in the method for determination of optimal AEA and subsequent performance evaluation of new SCC mixtures with the amount of air incorporated between 7% and 9%. Keywords: mix design; self-compacting concrete; air-entraining additive; concrete walls.

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1 Introdução

Um dos produtos mais consumido pelo homem desde as civilizações grega e romana, o concreto sempre teve em suas características de produção e propriedades as principais razões para ser amplamente utilizado em todo o mundo, seja pela facilidade em encontrar matéria-prima para a produção em diversas localidades, ou por sua versatilidade em se adequar às mais variadas necessidades e formas. No último século houve um avanço na tecnologia do concreto após a descoberta do concreto armado e, posteriormente, com o desenvolvimento dos aditivos químicos e adições minerais. Ao longo dos anos, a Indústria da Construção Civil vem desenvolvendo técnicas para realização de obras de infraestrutura e edifícios racionalizadas e de maior produtividade, o que tem ocorrido globalmente de forma grandiosa. Atualmente, a Ciência e Engenharia de Materiais de Construção Civil desenvolvem materiais com características especiais, que satisfazem as exigências técnicas e ambientais cada vez mais restritivas ao concreto convencional. Nesse sentido, vem sendo desenvolvido o concreto autoadensável para utilização em paredes de concreto moldadas no local, visando o aproveitamento de resíduos oriundos da britagem de rochas e o aprimoramento do desempenho quanto ao conforto acústico e térmico com a incorporação de ar na mistura do concreto.

1.1 Aplicação

A funcionalidade do sistema construtivo parede de concreto depende diretamente do desempenho do concreto aplicado, exigindo do material uma fluidez e coesão adequadas para que a fôrma seja totalmente preenchida de forma rápida, evitando segregação e exsudação, e apresentando uma superfície acabada de boa qualidade. Esses fatores fazem do concreto o elemento mais importante do sistema construtivo, o que demanda cuidados especiais para a obtenção de resultados satisfatórios. No caso da utilização do concreto autoadensável com ar incorporado, as vantagens da utilização para a produção de paredes de concreto vão além da facilidade e rapidez de aplicação, acabamento, e redução da mão de obra envolvida, pois o fato do concreto conter ar incorporado melhora suas propriedades de durabilidade em regiões marítimas e de desempenho quanto ao isolamento acústico e térmico.

2 Programa experimental

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de misturas de concreto autoadensável com alto teor de ar incorporado e sua influência nas propriedades do concreto no estado fresco, utilizando materiais finos e pó de pedra em sua composição. São consideradas duas classes de resistência mecânica, 15 MPa e 25 MPa, para atender à diretriz SINAT-001 que especifica que o concreto com ar incorporado e massa específica de 1,90 g/cm³ para aplicação em casas térreas e assobradadas deve apresentar resistência característica acima de 14 MPa, e também para atender aos requisitos de concreto para fins estruturais, que de acordo com a norma NBR 8953:2009 (ABNT, 2009) deve apresentar resistência característica acima de 25 MPa.

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2.1 Materiais

Para a produção das misturas de concreto autoadensável foram selecionados os seguintes materiais constituintes:

cimento Portland composto com escória granulada de alto forno com classe de resistência de 32 MPa (CPII E 32), massa específica de 2,98 g/cm³ e área superficial Blaine de 3980 cm²/g – escolhido em função da grande disponibilidade no mercado da construção civil, da sua compatibilidade com os aditivos químicos utilizados e do seu potencial para atingir a resistência necessária para a desenforma das paredes logo nas primeiras idades (acima de 1 MPa em 1 dia);

agregado miúdo – foram selecionadas duas areias naturais, provenientes de cava de rio, com granulometrias diferentes: uma areia fina (conhecida como areia rosa) e uma areia média, com dimensões máximas características de 0,6 mm e 4,8 mm, módulos de finura de 1,14 e 2,37, massa específica de 2,62 g/cm³ e 2,69g/cm³ e massa unitária de 1,47 g/cm³ e 1,49 g/cm³ respectivamente;

agregado graúdo – foi selecionado um agregado natural britado de origem granítica com massa específica de 2,69 g/cm³, massa unitária de 1,56 g/cm³ e dimensão máxima característica de 12,5 mm, classificada como brita intermediária;

pó de pedra – também conhecido como finos de pedreira, tem a mesma origem natural do agregado graúdo, com dimensão máxima característica de 6,3 mm, massa específica de 2,79 g/cm³, massa unitária de 1,81 g/cm³ e 16,7% de materiais finos passantes na peneira #200 (0,075 mm) em sua composição, uma vez que sua produção é resultante do processo de britagem de rochas graníticas;

material fino – foi selecionado um fíler inerte resultante da britagem de rocha gnaisse (fíler 3 da Foto 1), com módulo de finura de 0,11 e dimensão máxima característica de 0,150 mm;

aditivos químicos – foram selecionados um aditivo superplastificante à base de policarboxilatos e um aditivo incorporador de ar.

A Foto 1 apresenta os diferentes materiais pré-selecionados para a composição das misturas de concreto autoadensável, com destaque para aqueles escolhidos para o desenvolvimento do estudo de dosagem.

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Foto 1 – Materiais selecionados para o estudo de dosagem dos concretos autoadensáveis.

As curvas de distribuição granulométrica dos agregados graúdos e miúdos são mostradas na Figura 1.

Figura 1 – Curvas da distribuição granulométrica dos agregados utilizados

2.2 Metodologia de dosagem aplicada

Foram produzidas duas misturas de CAA para cada classe de resistência (15 MPa e 25 MPa) sendo uma mistura de referência e outra com ar incorporado.

Os parâmetros de autoadensabilidade especificados para os concretos foram definidos de acordo as recomendações da norma NBR 15823-1 (ABNT, 2010):

classe de espalhamento SF2, com valor de espalhamento variando entre 660 mm e 750 mm;

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classe de viscosidade plástica aparente VS2, com tempo de escoamento t500 superior a 2 segundos, e classe VF2, com tempo de escoamento medido no funil-V variando entre 9 e 25 segundos;

classe de habilidade passante PL1, com a diferença entre os diâmetros de espalhamento obtidos sem e com o anel-J variando entre 25 mm e 50 mm, e classe PJ1, com razão de bloqueio medida com o auxílio da caixa-L igual ou maior que 0,80;

classe de resistência à segregação SR2, com resistência à segregação menor ou igual a 15% medida na coluna de segregação.

A metodologia de dosagem escolhida para o desenvolvimento do CAA foi a proposta por Gomes (2002), que consiste na otimização da composição da pasta e do esqueleto granular separadamente. O método é executado em três fases: obtenção da composição da pasta, determinação da proporção da mistura dos agregados e determinação do conteúdo mínimo de pasta.

A primeira fase, que consiste na otimização da composição da pasta, abrange a determinação do teor ótimo de aditivo superplastificante e da quantidade de finos. Esta fase é realizada em duas etapas, sendo a primeira a determinação do teor de superplastificante em relação à massa de cimento (Sp/c) considerando diferentes teores de materiais finos na composição da pasta por meio do ensaio do cone de Marsh NBR 7682:1983 (ABNT, 1983) , e a segunda a determinação da relação materiais finos/cimento (f/c) ótima com o teor ótimo de superplastificante definido na primeira etapa, por meio do ensaio de miniabatimento. Os ensaios na pasta permitem obter as respectivas relações Sp/c e f/c que geram pastas para atendimento ao concreto com alta fluidez, sem segregação e com uma moderada coesão.

O esqueleto granular, definido como a composição de agregados graúdos e miúdos que consistem o concreto, é obtido considerando-se a massa unitária da mistura de agregados com menor teor de vazios, apresentando, consequentemente, uma composição que necessita de um mínimo volume de pasta para assegurar a viscosidade e fluidez do concreto. Este fator é fundamental para a escolha do método aplicado nesta pesquisa, na qual se faz necessário um concreto compacto, porém com viscosidade e fluidez adequadas para CAA, considerando a mistura com aditivo incorporador de ar.

Uma vez determinadas as composições da pasta e do esqueleto granular, o único parâmetro necessário para definir a composição do CAA é o volume de pasta, que é teoricamente determinado como o teor de vazios encontrado entre os agregados, mais um incremento que causa a dispersão destes (GOMES & BARROS, 2009). O volume adequado de pasta é determinado a partir dos ensaios para determinação das propriedades de autoadensabilidade do concreto no estado fresco, isto é, os ensaios de espalhamento pelo cone de Abrams, caixa-L e/ou anel-J, funil V, tubo-U ou a coluna de segregação a fim de garantir o preenchimento, a fluidez e a estabilidade da mistura.

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3 Resultados e discussões

3.1 Determinação da composição da pasta de cimento

Inicialmente foi realizada a determinação do ponto de saturação (teor ótimo) de aditivo superplastificante. Para isso, foram utilizadas pastas de cimento com adição de 0%, 10%, 20%, 30%, 40% e 50% de fíler e, para cada uma dessas combinações, foi determinado o ponto de saturação do aditivo superplastificante utilizando o método de ensaio de índice de fluidez para calda de cimento, medindo-se o tempo do escoamento de um determinado volume de pasta através do cone de Marsh (Fotos 2 e 3), de acordo com o método proposto pela norma NBR 7682 (ABNT, 1983) (versão da norma vigente na época da realização do ensaio). O teor ótimo de superplastificante é determinado de acordo com o método FREM desenvolvido por De Larrard et al. (1997). Neste método, o ponto de saturação do aditivo é considerado como o teor de aditivo em que uma reta com inclinação de 2:5 tangencia a curva “logaritmo do tempo de escoamento versus teor de aditivo” (Figura 2).

Fotos 2 e 3 – Ensaio de índice de fluidez em pastas de cimento, para determinação dos teores ótimos de superplastificante.

Curva log T versus teor de SP

Ponto de saturação

Reta com inclinação 2:5

log T

Teor de SP (%)

Figura 2 - Determinação do ponto de saturação do aditivo superplastificante pelo método AFREM desenvolvido por De Larrard et al. (1997).

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Após a determinação do teor ótimo de aditivo superplastificante para cada composição de pasta de cimento e fíller, a partir do ensaio de cone de Marsh, foi realizado o ensaio de miniabatimento desenvolvido por Kantro (1980) para determinação da relação materiais finos/cimento. O ensaio consiste em determinar o abatimento de pequenas quantidades de pasta utilizando um minitronco de cone, conforme ilustrado nas Fotos 4 e 5. A determinação da combinação ideal de cimento/fíler da pasta foi realizada considerando os parâmetros de espalhamento da pasta e o tempo de espalhamento para a pasta atingir o diâmetro de 115 mm, fixados em (180 ± 10) mm e (3 ± 1) s, respectivamente. De acordo com Gomes (2002), pastas com estas características, obtidas a partir do ensaio de miniabatimento, resultam em misturas de concreto autoadensável com alta capacidade de escoamento e boa coesão.

Fotos 4 e 5 – Ensaio de mini-abatimento de cone em pastas de cimento.

O teor ótimo de aditivo incorporador de ar foi determinado para as pastas produzidas com as combinações ótimas de cimento-fíler e teor ótimo de aditivo superplastificante. Para isso, foram produzidas pastas de cimento, fíler e superplastificante, variando-se o teor de aditivo incorporador de ar, adicionado nos teores de 0,10%, 0,20%, 0,30%, 0,40%, 0,50% e 0,60%, considerando o teor de sólidos do aditivo em relação à massa de cimento.

O método de ensaio utilizado para a determinação do teor ótimo de aditivo incorporador de ar consistiu na determinação da massa específica da pasta, adotando-se o procedimento estabelecido na norma NBR 13278:2005 (ABNT, 2005) para argamassas de assentamento e de revestimento à base de cimento (Foto 6). O teor de ar incorporado no estado fresco é calculado a partir das equações 1 e 2, sendo considerado como ótimo o teor em que se obtém a menor massa específica e, consequentemente, o maior índice de vazios para pasta.

r

vc

V

mm (Equação 1)

t

A

1100 (Equação 2)

Sendo, na equação 1, a massa específica da pasta no estado fresco, em g/cm3, mc a massa do conjunto

compreendido pelo recipiente e pela pasta (em g), mv a massa do recipiente vazio (em g) e Vr o volume do

recipiente (em cm3); enquanto na equação 2, A é o teor de ar, expresso em %, é a massa específica

conforme determinada pela equação 1, em g/cm3, e t é o valor da massa específica teórica da pasta, sem

vazios, em g/cm3.

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Os resultados obtidos para a massa específica e teor de ar incorporado das pastas estudadas são apresentados nos gráficos das Figuras 3 e 4.

Figura 3 – Curvas da massa unitária e teor de vazios, em função do teor de aditivo incorporador de ar, para

pastas produzidas com relação água/cimento de 0,55 (CAA classe 15 MPa).

Figura 4 – Curvas da massa específica e teor de vazios, em função do teor de aditivo incorporador de ar,

para pastas produzidas com relação água/cimento de 0,50 (CAA classe 25 MPa).

Fotos 6 (a) e (b) - Ensaio de determinação da massa unitária da pasta de cimento, mistura sem (a) e (b) com aditivo incorporador de ar.

(a) (b)

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Para a pasta com relação água/cimento de 0,50, 40% de adição de fíler e 0,44% de aditivo superplastificante, o teor ótimo de aditivo incorporador de ar foi de 0,50%, resultando em uma massa específica de 1,46 g/cm³ e em um teor de ar de 24,35%, enquanto para a pasta com relação de água/cimento 0,55, 50% de adição de fíler e 0,64% de aditivo superplastificante, o teor de aditivo incorporador de ar considerado ótimo foi de 0,30%, resultando em uma massa específica de 1,40 g/cm³ e um teor de ar de 26,69%. Porém, como o teor de ar incorporado nessas misturas foi muito superior ao estabelecido inicialmente (aproximadamente 10%), para a produção das misturas de concreto auto-adensável, foram adotados os teores de aditivo incorporador de ar que proporcionaram esta faixa de incorporação de ar, isto é, os teores de 0,10% para a pasta produzida com relação água/cimento de 0,50, 40% de adição de fíler e 0,44% de aditivo superplastificante, e de 0,20% para a pasta produzida com relação de água/cimento 0,55, 50% de adição de fíler e 0,64% de aditivo superplastificante. A composição final de ambas as pastas de cimento e fíler estudadas para compor as misturas de concreto autoadensável são apresentadas na Tabela 1. Tabela 1 – Composições das pastas de cimento e fíler incorporadas às misturas de CAA.

Cimento CPII E 32 CPII E 32

Relação água/cimento 0,50 0,55

Teor de fíler 40% 50%

Teor de aditivo superplastificante 0,44% 0,64%

Teor de aditivo incorporador de ar 0,10% 0,20%

3.2 Determinação da composição do esqueleto granular

A composição do esqueleto granular consistiu na determinação do melhor empacotamento entre as partículas de agregados que compõem as misturas de CAA mediante a determinação da composição ideal entre eles. A composição ideal entre os agregados foi determinada através do método de ensaio de massa unitária no estado solto em diferentes combinações de agregados (diferentes frações). É considerada como ideal a composição que apresenta a maior massa unitária e, consequentemente, o menor índice de vazios. Inicialmente as composições foram determinadas separadamente para os agregados miúdo e graúdo. A composição ideal para o agregado miúdo foi realizada considerando a areia fina (areia rosa) e a areia média, enquanto a composição ideal do agregado graúdo foi realizada considerando o pó de pedra e a brita intermediária. Na sequência, as composições consideradas ideais para os agregados miúdo e graúdo foram combinadas em diferentes frações para determinar a composição ideal do esqueleto granular das misturas de CAA. Para as determinações realizadas separadamente para os agregados, verificou-se que a composição ideal do agregado miúdo era composta de 60% de areia fina (areia rosa) e 40% de areia média, enquanto para o agregado graúdo a composição ideal foi de 40% de

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pó de pedra e 60% de brita intermediária. Por fim, a composição ideal do esqueleto granular, adotada para a produção do CAA foi de 30% de agregado miúdo e 70% de agregado graúdo, conforme apresentado no gráfico da Figura 5.

Figura 6 – Combinação entre os agregados miúdo e graúdo para determinação da composição ideal do sistema granular do concreto, após a alteração da composição dos agregados graúdos para 60% de brita 0.

3.3 Determinação da composição final do concreto auto adensável

A última etapa para a obtenção do CAA consistiu na determinação do volume mínimo de pasta capaz de envolver e dar à mistura as características reológicas do CAA no estado fresco. Iniciou-se com a produção da mistura de concreto com classe de resistência de 25 MPa, variando o teor de pasta da mistura entre 36% e 40% (Foto 7). Verificou-se que à medida que o teor de pasta aumentava o teor de ar aprisionado também aumentava e mais intensa era a ocorrência de exsudação na mistura. Para os teores de pasta avaliados, o teor que se mostrou mais adequado para a produção do concreto foi de 36%. Tendo como base os resultados obtidos para o concreto com classe de 25 MPa, a mistura do CAA com classe de resistência de 15 MPa foi produzida variando o teor de pasta entre 32% e 36% (Foto 8). Novamente, o teor de ar aprisionado aumentou à medida que o teor de pasta aumentava e mais intensa era a ocorrência de exsudação na mistura. A mistura com 32% de pasta apresentou um bom espalhamento e coesão, sem ocorrência de exsudação, porém os resultados do ensaio de fluidez no funil-V não atenderam às especificações (resultados das propriedades de autoadensabilidade na Tabela 2). Assim, foi adotado o teor de pasta de 34% para a produção do concreto de referência de classe 15 MPa, cujas propriedades de autoadensabilidade no estado fresco e teor de ar atenderam às especificações estabelecidas previamente.

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Foto 7 – CAA de classe de resistência 15 MPa com diferentes teores de pasta: (a) 32%, (b) 34% e (c) 36%.

Foto 8 – CAA de classe de resistência 25 MPa com diferentes teores de pasta: (a) 36%, (b) 38% e (c) 40%.

Os resultados das determinações dos parâmetros de autoadensabilidade dos concretos no estado fresco, com relação água/cimento 0,50 e 0,55, sem aditivo incorporador de ar (concreto de referência) são apresentados na Tabela 2.

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Tabela 2 – Resultados dos ensaios realizados no CAA no estado fresco. Para as misturas com relação água/cimento 0,50 e 0,55, nas variadas quantidades de pasta.

(*) traços relacionados como referência.

Na sequência, foram realizadas as misturas com o teor considerado ótimo para o aditivo incorporador de ar, visando à incorporação de aproximadamente 9% de ar no volume de concreto para os concretos com relação água/cimento 0,50 e 0,55, de acordo com os resultados obtidos através da massa unitária da pasta.

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Tabela 3 – Resultados dos ensaios realizados no CAA no estado fresco. Para as misturas com relação água/cimento 0,50 e 0,55, com ar incorporado.

Os concretos autoadensáveis produzidos com aditivo incorporador de ar, apresentaram massa específica no estado fresco de 1,85 g/cm³ e 1,82 g/cm³ para as misturas produzidas com relação água/cimento de 0,50 e 0,55, respectivamente, atendendo ao limite máximo de 1,90 g/cm³ especificado inicialmente. Por outro lado, os teores de ar incorporado resultaram em valores de 14% e 15% para as misturas produzidas com relação água/cimento de 0,50 e 0,55, respectivamente, cujos resultados são superiores ao proposto inicialmente para estas misturas (9%). Para ambas as misturas de CAA com ar incorporado, o espalhamento obtido foi de 500 mm e 590 mm de diâmetro, respectivamente, para as misturas produzidas com relação água/cimento de 0,50 e 0,55, sendo inferior ao limite especificado inicialmente (entre 650 mm e 750 mm) (Fotos 9 e 11). Porém, não se observou uma redução significativa do espalhamento quando medido na presença de obstáculos (anel J), resultando em espalhamento de 456 mm e 530 mm, respectivamente, para as duas misturas (Fotos 10 e 12).

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Fotos 9 e 10 – Espalhamento com fluxo livre e com anel J (A/C 0,50 com 36% de pasta).

Fotos 11 e 12 – Espalhamento com fluxo livre e com anel J (A/C 0,55 com 34% de pasta). Quanto aos ensaios de avaliação da resistência à segregação (coluna de segregação) e funil V (após 5 minutos de repouso), as duas misturas apresentaram resultados satisfatórios, não apresentando segregação e um tempo de escoamento no funil V dentro dos valores especificados para CAA. Nota-se que no ensaio do funil V, que também determina a viscosidade plástica através da medida do fluxo das misturas, os concretos apresentaram resultados satisfatórios, dentro dos limites especificados, comportamento diferente do tempo de fluxo durante o ensaio de espalhamento (T500).

Quanto ao ensaio de caixa L (Fotos 13 e 14), que verifica a habilidade passante do material, o concreto com relação água/cimento 0,50 apresentou resultado insatisfatório, obtendo-se uma relação h1/h2 de 0,75 (altura do concreto adensado no início/fim da caixa), enquanto que a mistura com relação água/cimento 0,55 apresentou resultado satisfatório neste ensaio (relação h1/h2 de 0,83).

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ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 15

Fotos 13 e 14 – Ensaio da Caixa L (A/C 0,50 com 36% de pasta e A/C 0,55 com 34% de pasta, respectivamente).

As duas misturas de CAA de referência apresentaram resultados satisfatórios quanto aos parâmetros de autoadensabilidade especificados inicialmente e estabelecidos pela NBR 15823-1 (ABNT, 2010), enquanto os concretos produzidos com AIA (14% e 15%) obtiveram resultados de viscosidade plástica e fluidez abaixo dos valores característicos estabelecidos para CAA, evidenciando uma influência significativa do alto teor de ar incorporado presente nos CAA nessas propriedades.

4 Conclusões

A utilização da metodologia para dosagem de CAA baseada no empacotamento dos agregados e na determinação dos teores ótimos de aditivos químicos possibilitou a obtenção de composições de CAA com a utilização de alta quantidade de finos. Porém, foi verificado que a metodologia para determinação do teor ótimo de ar incorporado resultou em misturas com teores acima do esperado, comprometendo a fluidez e a viscosidade plástica aparente adequadas às propriedades de autoadensabilidade especificadas para as misturas no estado fresco exigidas, obtidas com as composições produzidas sem o AIA (concretos de referência). Além das propriedades no estado fresco, o comportamento mecânico dos CAA foi influenciado significantemente quando do alto teor de ar incorporado, reduzindo em aproximadamente 70% a resistência mecânica obtida para as misturas de referência (produzidas sem AIA). Assim, este trabalho continua em desenvolvimento a fim de produzir misturas de CAA com teores de ar incorporado limitados em até 9% que atendam às especificações inicialmente propostas tanto para as propriedades de autoadensabilidade no estado fresco, quanto para a resistência mecânica no estado endurecido.

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5 Referências

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