influÊncia do tipo de adiÇÃo mineral e da dimensÃo mÁxima do agregado ... · ii francisco...

FRANCISCO CLÁUDIO MORATO LEITE

INFLUÊNCIA DO TIPO DE ADIÇÃO MINERAL E DA

DIMENSÃO MÁXIMA DO AGREGADO GRAÚDO NO

COMPORTAMENTO DO CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL

Londrina

2007

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA

ii





Dissertação apresentada ao Curso de Pós-graduação em Engenharia de Edificações e Saneamento da Universidade Estadual de Londrina, como requisito parcial à obtenção ao título de Mestre.

Orientadora: Profª Drª Berenice Martins Toralles-Carbonari

Londrina

2007

iii

L552i Leite, Francisco Cláudio Morato Influência do tipo de adição mineral e da dimensão máxima do agregado graúdo no comportamento do concreto auto-adensável / Francisco Cláudio Morato Leite. – Londrina, 2007. 188 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Edificações e Saneamento) – Universidade Estadual de Londrina. Orientador: Dra. Berenice Martins Toralles Carbonari.

1. Concreto auto-adensável. 2. Agregado. 3. Comportamento. 4. Adição mineral. I. Carbonari, Berenice Martins Toralles. II. Universidade Estadual de Londrina. CDU 669.972

iv





Dissertação apresentada ao Curso de Pós-graduação em Engenharia de Edificações e Saneamento da Universidade Estadual de Londrina, como requisito parcial à obtenção ao título de Mestre.

COMISSÃO EXAMINADORA

Profª Drª Berenice Martins Toralles Carbonari Universidade Estadual de Londrina

Prof. Dr. Gilberto Carbonari Universidade Estadual de Londrina

Prof. Dr. Wellington Longuini Repette Universidade Federal de Santa Catarina

Londrina, 29 de janeiro de 2007.

v

DDEEDDIICCAATTÓÓRRIIAA

Ao meu querido pai Francisco Antônio Morato Leite (in memoriam),

por ensinar-me o amor ao trabalho.

vi

AAGGRRAADDEECCIIMMEENNTTOOSS

A DEUS, pela vida e pela oportunidade em aprender a viver.

A Prof.ª Dr.ª Berenice Martins Toralles Carbonari que soube ser mais que

orientadora, pela enorme paciência e perseverança, apoio e ajuda, compreensão,

conhecimento e contribuição na minha formação.

Ao Prof.º Dr.º Gilberto Carbonari, co-orientador, pelo auxílio e presteza, e o

conhecimento transmitido sobre o assunto abordado.

Ao Prof.º Dr.º Wellington Longuini Repette, que se dedicou a nos ensinar

sobre aditivos.

A minha esposa Raquel Salla Morato Leite e a meu filho Francisco Salla

Morato Leite pelo carinho, apoio e compreensão, pois estiveram ao meu lado nesta longa

caminhada durante todo o tempo.

A minha família que sempre me apoiou e me valorizou; crescemos,

passamos por muitas dificuldades e continuamos unidos.

A Nair, Maurício, Deusely e Valéria, por absorver as minhas atividades na

minha ausência do trabalho; sempre na torcida, com renovação do ânimo.

Ao Sr. Lourival e Anselmo, do Laboratório de Materiais de Construção do

CTU/UEL, pela força e todo o apoio no desenvolvimento das atividades experimentais.

Ao Sr. Pedrinho, Reginaldo e Carlos, dos demais laboratórios do CTU/UEL,

que sempre estiveram presentes.

vii

Aos alunos do curso de graduação em Engenharia Civil da UEL, hoje alguns

são engenheiros civis, Thalmus, Heitor, Anderson, Roger e, todos os demais que “suaram a

camisa” no Laboratório de Materiais de Construção.

Aos amigos Sidnei e Patrícia Guadanhim, sem vocês não teria conseguido.

Ao amigo e companheiro de tantos trabalhos Rogério Trioschi: amigos não

têm defeitos.

Ao Hamilton e o pessoal da PCU/UEL, por produzirem os equipamentos

utilizados nos ensaios com dedicação e zelo.

Ao Ir∴ João Baptista Guerra pelo apoio, compreensão e incentivo.

Ao Eng. Bernardo F. Tutikian, da UFRGS, pela presteza no fornecimento

dos artigos publicados nos anais dos simpósios internacionais sobre CAA, necessários ao

assunto abordado.

Ao Sr Jéferson Carollo, da empresa MBT (Basf), pela doação do aditivo

superplastificante.

A Camargo Corrêa Cimentos S/A pela doação da sílica ativa e cimento

Portland.

vii

LLIISSTTAA DDEE FFIIGGUURRAASS

Figura 1 - Ponte Akashi Kaikyo, no Japão ....................................................... 27

Figura 2 - Condições de concretagem da ponte Ritto........................................ 27

Figura 3 - Peças de CAA utilizadas no viaduto Higashi-Oozu.......................... 28

Figura 4 - Comportamento reológico do concreto, segundo sua aplicação....... 30

Figura 5 - Faixa granulométrica do agregado miúdo usualmente empregada

na produção de CAA, adptado de Melo (2005)................................ 43

Figura 6 - Proporção volumétrica entre materiais do CAA e CC...................... 43

Figura 7 - Fluxograma do método de dosagem proposto por Gomes (2002).... 51

Figura 8 - Ensaio de espalhamento.................................................................... 53

Figura 9 - Ensaio com o funil-V........................................................................ 55

Figura 10 - Caixa-L.............................................................................................. 55

Figura 11 - Espalhamento (E2) medido com o anel japonês................................ 56

Figura 12 - Equipamentos para determinação da massa unitária compactada..... 73

Figura 13 - Betoneira para a produção dos concretos.......................................... 75

Figura 14 - Equipamentos para determinação da massa específica do concreto

fresco................................................................................................. 76

Figura 15 - Equipamento 54-C0170/D................................................................ 77

Figura 16 - Croqui, sem escala, com o formato e as dimensões do funil-V........ 79

Figura 17 - Croqui, sem escala, da caixa-L para CAA, adptado de Petersson

(1999)................................................................................................ 80

Figura 18 - Determinação do módulo de deformação estático............................ 84

Figura 19 - Equipamento para ensaio com ultra-som.......................................... 85

Figura 20 - Vigas no ensaio à fluência básica...................................................... 87

Figura 21 - Croqui da seção transversal da viga ensaiada à fluência................... 89

Figura 22 - Formas de madeira e lançamento do CAA na moldagem das vigas. 90

Figura 23 - Cavaletes confeccionados em aço..................................................... 91

Figura 24 - Aferição dos cavaletes metálicos...................................................... 92

Figura 25 - Esquema de aplicação de cargas....................................................... 93

Figura 26 - Relógio comparador para leitura....................................................... 94

viii

Figura 27 - Curva granulométrica da areia natural grossa................................... 100

Figura 28 - Curva granulométrica da areia artificial............................................ 101

Figura 29 - Curva granulométrica da brita zero................................................... 103

Figura 30 - Curva granulométrica da brita 1........................................................ 104

Figura 31 - Relação entre a massa unitária e o índice de vazios com as

misturas binárias................................................................................ 106

Figura 32 - Relação entre a massa unitária e o índice de vazios para as

misturas ternárias.............................................................................. 107

Figura 33 - Relação entre a massa unitária e o índice de vazios para as

misturas quaternárias......................................................................... 108

Figura 34 - Relação entre o teor de pasta excedente e o tempo para

espalhamento no slump flow (T500)................................................... 113

Figura 35 - Relação entre o teor de pasta excedente e o tempo para

escoamento no funil-V...................................................................... 113

Figura 36 - Relação entre o teor de pasta excedente e o resultado com o anel

japonês.............................................................................................. 114

Figura 37 - Relações entre o tipo de adição mineral e a dimensão máxima do

agregado graúdo com a massa específica no estado fresco do CAA

estudado............................................................................................ 119

Figura 38 - Relações entre os tipos de adição mineral e as dimensões máximas

dos agregados graúdos com o teor de ar incorporado dos concretos 121

Figura 39 - Registro dos vazios para o concreto B0CV....................................... 121

Figura 40 - Registro dos vazios para o concreto B0SA....................................... 122

Figura 41 - Registro dos vazios para o concreto B1CV....................................... 122

Figura 42 - Registro dos vazios para o concreto B1SA....................................... 123

Figura 43 - Relações entre os tipos de adição mineral e a dimensão máxima do

agregado graúdo com o espalhamento dos concretos....................... 125

Figura 44 - Relações entre os tipos de adição e dimensão máxima do agregado

graúdo com o tempo de fluidez (T500)............................................... 126


graúdo com o tempo de escoamento dos concretos no funil-V........ 127


graúdo com o tempo de fluidez (T20) na caixa-L.............................. 129

ix


graúdo com o tempo de fluidez (T40) na caixa-L.............................. 129


graúdo com o coeficiente de bloqueio na caixa-L............................. 130


graúdo com a diferença de altura da camada de espalhamento......... 131


graúdo com a diferença de espalhamento sem e com anel................ 131


graúdo com (t1-t2).............................................................................. 132

Figura 52 - Corpos-de-prova dos concretos rompidos para concretos com

esqueleto granular ternário (M2)....................................................... 133

Figura 53 - Corpos-de-prova dos concretos rompidos para concretos com

esqueleto granular quaternário (M3)................................................. 134

Figura 54 - Evolução da resistência à compressão para B0CV........................... 137

Figura 55 - Evolução da resistência à compressão para B0SA............................ 138

Figura 56 - Evolução da resistência à compressão para B1CV........................... 139

Figura 57 - Evolução da resistência à compressão para B1SA............................ 140

Figura 58 - Comparação da evolução da resistência à compressão para CAA’s. 141

Figura 59 - Coeficiente de fluência obtido para todas as vigas ensaiadas........... 153

Figura 60 - Coeficiente de fluência médio obtido para as quatro séries.............. 154

Figura 61 - Coeficiente de fluência das vigas sem considerar V5 e V9.............. 155

Figura 62 - Coeficiente de fluência médio para as quatro séries sem V5 e V9... 157

x

LLIISSTTAA DDEE TTAABBEELLAASS

Tabela 1 - Reologia da pasta de cimento, argamassa e concreto........................... 30

Tabela 2 - Comparação dos finos quanto ao diâmetro médio................................ 33

Tabela 3 - Principais relações de consumo para CAA de alto desempenho.......... 48

Tabela 4 - Característica físicas e mecânicas do CP V ARI.................................. 67

Tabela 5 - Características químicas do CP V ARI................................................. 67

Tabela 6 - Características físicas da sílica ativa..................................................... 68

Tabela 7 - Características físicas da cinza colante ................................................ 68

Tabela 8 - Características química da sílica ativa ................................................. 69

Tabela 9 - Características físicas do aditivo superplastificante.............................. 71

Tabela 10 - Série de vigas de CAA.......................................................................... 88

Tabela 11 - Plano de leitura para o carregamento.................................................... 95

Tabela 12 - Características físicas dos agregados miúdos....................................... 98

Tabela 13 - Composição granulométrica da areia natural grossa............................. 99

Tabela 14 - Composição granulométrica da areia artificial..................................... 101

Tabela 15 - Características físicas dos agregados graúdos....................................... 102

Tabela 16 - Composição granulométrica da brita zero............................................. 102

Tabela 17 - Composição granulométrica da brita 1................................................. 104

Tabela 18 - Proporções da mistura binária (M1) em massa..................................... 105

Tabela 19 - Proporções da mistura ternária (M2) em massa.................................... 106

Tabela 20 - Proporções para a mistura quaternária (M3) em massa........................ 107

Tabela 21 - Resumo das proporções do esqueleto granular otimizado, em massa.. 108

Tabela 22 - Consumo de materiais para a variação do teor de pasta B0CV............ 110

Tabela 23 - Consumo de materiais para a variação do teor de pasta B0SA............. 110

Tabela 24 - Consumo de materiais para a variação do teor de pasta B1CV............ 111

Tabela 25 - Consumo de materiais para a variação do teor de pasta B1SA............. 111

Tabela 26 - Resultados das propriedades auto-adensáveis segundo os teores de

pasta excedentes dos concretos............................................................. 112

Tabela 27 - Consumo de materiais utilizados para a produção de CAA no

experimento........................................................................................... 115

xi

Tabela 28 - Principais proporções de consumo de materiais para 1 m³ de CAA..... 115

Tabela 29 - Comparação dos consumos com Gomes (2002)................................... 117

Tabela 30 - Comparação dos consumos com Okamura (1997)................................ 117

Tabela 31 - Comparação dos consumos com Domone (2006)................................. 118

Tabela 32 - Massa específica do concreto fresco das quatro misturas..................... 119

Tabela 33 - Teor de ar incorporado no concreto fresco........................................... 120

Tabela 34 - Resultados dos ensaios para avaliação das propriedades auto-

adensáveis............................................................................................. 124

Tabela 35 - Resistência à compressão simples para co concreto B0CV.................. 136

Tabela 36 - Resistência à compressão simples para o concreto B0SA.................... 137

Tabela 37 - Resistência à compressão simples para o concreto B1CV.................... 138

Tabela 38 - Resistência à compressão simples para o concreto B1SA.................... 139

Tabela 39 - Resistência à compressão simples para os concretos aos 28 dias......... 140

Tabela 40 - Custo unitário (R$/m³) por concreto .................................................... 142

Tabela 41 - Relação entre o custo unitário e a resistência à compressão ................ 142

Tabela 42 - Resultados médios da resistência à tração para 1, 28 e 63 dias............ 143

Tabela 43 - Relação (ft/fc) para o CAA.................................................................... 143

Tabela 44 - Resultados do módulo de deformação tangente inicial......................... 144

Tabela 45 - Resistência à compressão ao final do ensaio para obter Eci.................. 145

Tabela 46 - Relação Eci / (fc)1/2 do CAA.................................................................. 145

Tabela 47 - Comparação entre as estimações do módulo de deformação................ 147

Tabela 48 - Velocidade do pulso ultra-sônico medido em corpos-de-prova............ 148

Tabela 49 - Módulo de deformação dinâmico (Ecd) médio...................................... 148

Tabela 50 - Relação entre Eci/Ecd ............................................................................ 149

Tabela 51 - Série de vigas de CAA para avaliação da fluência básica.................... 150

Tabela 52 - Carga de ensaio em vigas...................................................................... 151

Tabela 53 - Flecha instantânea teórica..................................................................... 152

Tabela 54 - Coeficientes de fluência no tempo infinito........................................... 157

Tabela 55 - Análise de variância da velocidade da onda ultra-sônica...................... 158

xii

LLIISSTTAA DDEE QQUUAADDRROOSS

Quadro 1 - Resumo do programa experimental...................................................... 65

Quadro 2 - Ensaios e normas utilizadas na caracterização dos agregados.............. 72

Quadro 3 - Identificação dos concretos................................................................... 74

Quadro 4 - Corpos-de-prova e idades de ruptura.................................................... 82

xiii

LEITE, Francisco Cláudio Morato. Influência do tipo de adição mineral e da dimensão

máxima do agregado graúdo no comportamento do concreto auto-adensável. 2007. 188 f.

Dissertação (Mestrado em Engenharia de Edificações e Saneamento) – Universidade Estadual

de Londrina, 2007.

RREESSUUMMOO

O presente trabalho analisa a influência do tipo de adição mineral e a dimensão máxima do agregado graúdo no comportamento no estado fresco e endurecido dos concretos auto-adensáveis de alto desempenho. Para atingir o objetivo proposto foi inicialmente realizado o levantamento bibliográfico e, posteriormente, foram selecionados e caracterizados os materiais disponíveis e/ou produzidos na região de Londrina/PR, como a areia natural grossa, areia artificial e britas zero e 1 de basalto, sílica ativa e cinza volante como adições minerais e o aditivo superplastificante (policarboxilato). O teor de superplastificante foi fixado em 0,4% e a relação água/cimento em 0,33. A dosagem dos concretos estudados seguiu a metodologia proposta por Gomes (2002). Na seqüência, os concretos foram ensaiados para avaliar a influência das variáveis nas propriedades auto-adensáveis no estado fresco por meio do slump flow, funil-V, caixa-L e anel japonês. Para a verificação das propriedades mecânicas – resistência à compressão e tração na compressão diametral, módulo de deformação estático e dinâmico – foram moldados corpos-de-prova cilíndricos Ø10x20cm e, para a determinação do coeficiente de fluência básica moldaram-se vigas prismáticas (5x10x130)cm. Os resultados obtidos mostraram que os concretos produzidos apresentaram propriedades auto-adensáveis e, verificou-se que as variáveis estudadas – adição mineral e dimensão máxima do agregado graúdo – influenciaram de maneira benéfica nesse comportamento. A resistência à compressão dos concretos variou, aos 28 dias, entre 40 a 80 MPa. Os resultados obtidos no estado endurecido indicaram que as variáveis estudadas tiveram significativa interferência, sendo que para todas as misturas a contribuição foi para os concretos produzidos com a adição mineral do tipo sílica ativa e a dimensão máxima do agregado de 19 mm (brita 1). Palavras-chave: concreto auto-adensável, comportamento, dimensão máxima do agregado graúdo, adição mineral.

xiv

LEITE, Francisco Cláudio Morato. The influence of the kind of mineral addition and the

maximum dimension of coarse aggregate in the self-compacting concrete properties. 2007.

188p. Dissertation (Master degree Programme in Building Engineering and Sanitation) – State

University of Londrina.

ABSTRACT

This study aimed to analyze the influence of the kind of mineral addition and the maximum dimension of the coarse aggregate in the properties of both fresh and hardened states of high performance self-compacting concrete. In order to achieve this objective, a literature review was conducted, followed by a selection and characterization of the materials available or produced Londrina city region, such as natural coarse sand, artificial sand and crushed gravel (nº 0 and 1), silica fume and fly ash as mineral addition, as well as superplasticizers (polyether-polycarboxylate). The dosage of superplasticizers was established as 0,4% and the water/cement settled as 0,33. The dosage of the concretes studied followed the method suggested by Gomes (2002). Afterwards, the concretes were tested for the evaluation of the influence of the variables in the self-compacting properties in the fresh state using slump flow, V funnel, L-box and J-ring. In order to verify the mechanical properties- compressive and split strengths, static and dynamic modulus of elasticity - φ10x20cm cylindrical test specimens were moulded and, for the determination of the basic coefficient of creep, prismatic beans were moulded (5x10x130 cm). The results obtained showed that the concretes produced presented self-compacting properties and it was observed that the variables studied – mineral addition and maximum dimension of coarse aggregate – positively influenced those properties. The concretes’ compression strength has varied, at 28 days, between 40 and 80MPa. The results achieved for the hardened state indicated that the variables studied had a significant interference, and for all the mixtures the contribution was for the concretes produced with the silica fume type of mineral addition and the aggregate maximum dimension of 19 mm (coarse aggregate nº 1). Key-words: self-compacting concrete – properties – maximum aggregate size– mineral addition.

xv

SUMÁRIO

1. IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO.................................................................................................................................................... 19

1.1 Justificativa........................................................................................... 20

1.2 Objetivos............................................................................................... 21

1.3 Questão de Pesquisa............................................................................. 21

1.4 Limitações da Pesquisa......................................................................... 21

1.5 Estrutura do Trabalho........................................................................... 22

2. RREEVVIISSÃÃOO BBIIBBLLIIOOGGRRÁÁFFIICCAA.................................................................................................... 24

2.1 Conceituação......................................................................................... 25

2.2 Breve Histórico..................................................................................... 25

2.3 Principais Aplicações............................................................................ 26

2.4 Produção de CAA................................................................................. 29

2.4.1 Considerações sobre as propriedades reológicas.................................. 29

2.4.2 Requisitos exigidos para a produção do CAA...................................... 31

2.4.3 Materiais................................................................................................ 32

2.4.3.1 Finos...................................................................................................... 32

2.4.3.2 Cimento Portland.................................................................................. 33

2.4.3.3 Adições minerais................................................................................... 34

2.4.3.4 Agregados............................................................................................. 38

2.4.3.5 Água...................................................................................................... 44

2.4.3.6 Aditivos químicos................................................................................. 44

2.4.4 Dosagem do CAA................................................................................. 47

2.4.5 Ensaios em CAA .................................................................................. 52

2.4.5.1 Espalhamento (E1)................................................................................. 53

2.4.5.2 Tempo de fluidez (T500)........................................................................ 54

2.4.5.3 Funil-V.................................................................................................. 54

2.4.5.4 Caixa-L.................................................................................................. 55

2.4.5.5 Anel japonês.......................................................................................... 55

2.5 Comportamento no Estado Endurecido................................................ 56

2.5.1 Resistência mecânica............................................................................ 57

xvi

2.5.2 Módulo de Deformação........................................................................ 58

2.5.3 Fluência................................................................................................. 60

3. PPRROOGGRRAAMMAA EEXXPPEERRIIMMEENNTTAALL.......................................................................................... 62

3.1 Etapas do Programa............................................................................... 62

3.1.1 Seleção e caracterização dos materiais.................................................. 62

3.1.2 Determinação do esqueleto granular ótimo........................................... 63

3.1.3 Estudo do teor de pasta excedente no concreto..................................... 63

3.1.4 Avaliação das propriedades do CAA no estado fresco......................... 64

3.1.5 Comportamento do CAA no estado endurecido................................... 65

3.2 Materiais................................................................................................ 66

3.2.1 Cimento Portland................................................................................... 67

3.2.2 Adições minerais................................................................................... 68

3.2.3 Agregados.............................................................................................. 69

3.2.3.1 Agregados miúdos................................................................................. 69

3.2.3.2 Agregados graúdos................................................................................ 70

3.2.4 Água...................................................................................................... 70

3.2.5 Aditivo.................................................................................................. 71

3.3 Dosagem do CAA................................................................................. 71

3.3.1 Caracterização dos agregados............................................................... 72

3.3.2 Determinação do esqueleto granular ótimo........................................... 72

3.3.3 Estudo do teor de pasta excedente......................................................... 74

3.3.4 Avaliação das propriedades do CAA no estado fresco......................... 75

3.3.4.1 Espalhamento (E1)................................................................................. 78

3.3.4.2 Tempo de fluidez (T500)......................................................................... 78

3.3.4.3 Funil-V.................................................................................................. 78

3.3.4.4 Caixa-L.................................................................................................. 79

3.3.4.5 Anel japonês.......................................................................................... 80

3.3.5 Comportamento do CAA no estado endurecido................................... 81

3.3.5.1 Moldagem e cura de corpos-de-prova e vigas....................................... 81

3.3.5.2 Determinação da resistência mecânica.................................................. 82

3.3.5.3 Determinação do módulo de deformação longitudinal......................... 83

xvii

3.3.5.4 Obtenção experimental da fluência básica............................................ 86

3.3.5.5 Avaliação da homogeneidade do CAA em vigas.................................. 97

4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS............ 98

4.1 Características dos Agregados.............................................................. 98

4.1.1 Agregados miúdos................................................................................. 98

4.1.2 Agregados graúdos................................................................................ 102

4.2 Esqueleto Granular Ótimo..................................................................... 105

4.3 Teor de Pasta Excedente na Mistura..................................................... 109

4.4 Produção de Concretos para Verificação das Propriedades Auto-

adensáveis.............................................................................................. 114

4.5 CAA no Estado Fresco.......................................................................... 118

4.5.1 Massa específica.................................................................................... 119

4.5.2 Teor de ar incorporado.......................................................................... 120

4.5.3 Propriedades auto-adensáveis............................................................... 123

4.6 CAA no Estado Endurecido.................................................................. 135

4.6.1 Resistência mecânica............................................................................. 135

4.6.1.1 Resistência à compressão simples......................................................... 135

4.6.1.2 Resistência à tração............................................................................... 142

4.6.2 Módulo de deformação longitudinal..................................................... 144

4.6.2.1 Módulo de deformação estático (Eci).................................................... 144

4.6.2.2 Módulo de deformação dinâmico (Ecd)................................................. 147

4.6.3 Fluência básica...................................................................................... 149

4.6.3.1 Definição das cargas de ensaio.............................................................. 150

4.6.3.2 Determinação do coeficiente de fluência básica................................... 151

4.6.4 Homogeneidade em vigas..................................................................... 158

5. CCOONNCCLLUUSSÕÕEESS...................................................................................................................................................... 159

5.1 Considerações quanto ao Estado Fresco............................................... 159

5.2 Considerações quanto ao Estado Endurecido........................................ 160

5.3 Sugestões para Trabalhos Futuros......................................................... 161

xviii

REFERÊNCIAS ................................................................................. 162

ANEXOS.............................................................................................. 172

19

11.. IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO

O concreto auto-adensável pode ser entendido como uma mistura que

apresenta habilidade de fluir e preencher todos os espaços das formas sem qualquer outra

fonte externa de energia (adensamento ou compactação) que não o seu peso próprio, passando

pelas armaduras ou por seções estreitas, mantendo-se homogêneo, sem segregar e exsudar.

Estes concretos representam uma evolução tecnológica do concreto

convencional, sendo ainda considerados como especiais em função do tipo de obras e

aplicação, como por exemplo, em blocos de ancoragem de cabos ou em vigas pré-fabricadas

para pontes, em paredes de reservatórios ou de túneis, em blocos de fundação, etc.

A escolha pelo concreto auto-adensável nestas obras está relacionada às

propriedades desta mistura em seu estado fresco, proporcionando melhorias consideráveis à

operacionalidade, em especial dos serviços de concretagem. Dentre as vantagens na sua

utilização tem-se a redução significativa da mão-de-obra e do cronograma, a eliminação dos

equipamentos de vibração e minimização da emissão de ruídos do canteiro de obras, a

diminuição de acidentes de trabalho, etc. No estado endurecido, em função da minimização

dos riscos de falhas de concretagem, constata-se uma elevação da durabilidade.

Para se produzir um concreto com propriedades auto-adensáveis, além dos

materiais geralmente empregados no concreto convencional – cimento Portland e agregados –

são utilizados, obrigatoriamente, aditivos químicos como o superplastificante e, às vezes, um

modificador (ou promotor) de viscosidade, além de altos teores de finos.

Geralmente, concretos auto-adensáveis também consomem grande

quantidade de aglomerantes, o que, combinado com uso de aditivos químicos, eleva o seu

custo unitário. Assim, para baixas resistências o custo de produção deste tipo de concreto é

muito superior se comparado ao concreto convencional vibrado.

Entretanto, as vantagens advindas de sua utilização indicam a viabilidade

técnica e econômica do material.

Desde as primeiras pesquisas com concretos auto-adensáveis pelo Prof.

Okamura, na Universidade de Tóquio (Japão) na década de 1980, até os dias atuais, o

conhecimento sobre a produção, utilização e desempenho vem evoluindo de modo

significativo, propiciando a disseminação destas informações e aumentando a quantidade de

obras com esse tipo de material a tal ponto que alguns profissionais consideram-no o concreto

do futuro.

20

1.1 Justificativa

Considerando a viabilidade técnica e econômica da produção e da aplicação

do concreto auto-adensável para determinados tipos de obra, a relevância no estudo deste

material está, inicialmente, em apropriar-se dos conhecimentos quanto à ciência e tecnologia

e, num segundo momento, adequá-lo às necessidades e condições locais.

Assim, para cumprir tal mister, propõe-se neste trabalho a análise da

influência de algumas variáveis no comportamento no estado fresco e endurecido do concreto

auto-adensável, como as adições minerais e a dimensão máxima do agregado graúdo. Outras

variáveis foram tornadas fixas, para racionalizar o projeto experimental.

As adições minerais utilizadas para o estudo foram a sílica ativa e a cinza

volante, ambas resíduos industriais. O emprego destes materiais acarreta melhorias

significativas nas propriedades do concreto auto-adensável. No estado fresco, por promover

adequada viscosidade e coesão e, por conseguinte, estabilidade da mistura. No estado

endurecido, propiciando elevação da resistência mecânica e durabilidade. Tanto a sílica ativa

como a cinza volante estão disponíveis no mercado local, sendo que esta última é produzida

em grande quantidade em região próxima à Londrina/PR.

Quanto à introdução de agregado graúdo com dimensão maior, as misturas

auto-adensáveis tornam-se propensas ao bloqueio do fluxo frente às armaduras e seções

estreitas, como também à segregação. Porém, com a utilização de agregados graúdos maiores,

de acordo com o método de dosagem adotado, há redução no consumo de pasta e,

conseqüentemente, do material aglomerante, permitindo a produção de concretos mais

econômicos.

Nesta pesquisa, adota-se o método de dosagem proposto por Gomes (2002),

que leva à produção de concretos auto-adensáveis de alta resistência.

Os demais materiais empregados na produção dos concretos auto-adensáveis

estão também disponíveis ou são produzidos na região de Londrina/PR: cimento Portland CP

V ARI, areia natural grossa, areia artificial, brita zero e brita 1 de basalto e um aditivo

superplastificante (à base de cadeias de éter-policarboxilato).

Para a avaliação das propriedades no estado fresco adotou-se as

especificações dos equipamentos, procedimentos de ensaios e limites de aceitação definidos

por Gettu e Agulló (2003), como o espalhamento, t500, funil-V, caixa-L e anel japonês.

No estado endurecido, as características estudadas são a resistência

mecânica (compressão e tração), o módulo de deformação (estático e dinâmico) e a fluência.

21

Face ao exposto, o presente trabalho contribui para o uso e aplicação do

concreto auto-adensável em determinados tipos de obra, principalmente na região de

Londrina/PR. E, por incorporar resíduos nas misturas, minimiza o impacto ambiental destes.

1.2 Objetivos

O objetivo geral desta pesquisa é estudar a influência do tipo de adição

mineral e da dimensão máxima do agregado graúdo no comportamento no estado fresco e

endurecido de concretos auto-adensáveis com resistência à compressão entre 40 a 80 MPa.

Como objetivos específicos têm-se:

a) verificar a possibilidade de produzir concretos auto-adensáveis, nesta

faixa de resistência, empregando materiais disponíveis e/ou produzidos

na região de Londrina/PR;

b) comparar o comportamento do concreto auto-adensável produzido no

estado endurecido com o concreto convencional para fins estruturais;

c) desenvolver uma metodologia experimental para o ensaio de fluência à

partir de vigas engastadas em cavaletes metálicos.

1.3 Questão de Pesquisa

Quais as alterações no comportamento no estado fresco e endurecido de

concretos auto-adensáveis de alto desempenho, quando se varia o tipo de adição mineral –

cinza volante e sílica ativa – e a dimensão máxima do agregado graúdo – brita zero e brita 1?

1.4 Limitações da Pesquisa

Sendo um trabalho experimental, de natureza investigativa, foram fixadas as

seguintes variáveis:

• cimento Portland - CP V ARI;

• teor de adições minerais em 10% (à massa do cimento);

• aditivo superplastificante (policarboxilato);

22

• dosagem de aditivo superplastificante de 0,4% (sólidos/cimento em

massa);

• relação água/cimento = 0,33;

• finos, como adições minerais e parte do agregado miúdo;

• agregados miúdos – areia grossa natural quartzosa e areia artificial de

basalto;

• agregados graúdos de basalto;

• teor de pasta excedente em 10% (em massa);

• método de dosagem proposto por Gomes (2002).

Variou-se:

adições minerais – sílica ativa ou cinza volante;

dois esqueletos granulares otimizados para a dimensão máxima do

agregado graúdo – brita zero e brita 1.

1.5 Estrutura do Trabalho

O presente capítulo apresenta o tema, a justificativa, os objetivos, a questão

e as limitações da pesquisa desenvolvida.

O capítulo dois é dedicado à revisão bibliográfica, focando as propriedades

no estado fresco e endurecido de concretos auto-adensáveis segundo a influência dos tipos de

adição mineral e da dimensão máxima do agregado graúdo para concretos com resistências

superiores a 40 MPa.

O capítulo três descreve os materiais empregados e os métodos utilizados no

desenvolvimento do programa experimental. Os métodos adotados na pesquisa estão

fundamentados na normalização técnica nacional, em procedimentos especificados pelos

fabricantes de equipamentos e em indicações e limitações encontradas na literatura, quando

não há normas técnicas vigentes.

Os resultados e suas respectivas análises quanto às características dos

materiais, as etapas do método de dosagem para a produção de concretos auto-adensáveis e as

propriedades no estado fresco e endurecido destes concretos estão apresentadas no capítulo

quatro.

23

Finalmente, o quinto e último capítulo traz as considerações finais quanto

aos objetivos propostos e sugestões para futuros trabalhos.

24

22.. RREEVVIISSÃÃOO BBIIBBLLIIOOGGRRÁÁFFIICCAA

O presente capítulo apresenta uma compilação do estado do conhecimento

do concreto auto-adensável. Para tanto, foram levantados aspectos de conceituação,

aplicações, materiais constituintes, dosagem, propriedades no estado fresco e endurecido.

Cabe destacar que o levantamento referiu-se apenas às propriedades e

características estudadas neste trabalho.

2.1 Conceituação

Considerado como um concreto especial e inovador, o concreto auto-

adensável (CAA) é uma evolução tecnológica dos concretos convencionais (CC) ou

tradicionais. O CAA difere do concreto convencional basicamente por incluir em sua

composição um aditivo superplastificante e, às vezes, um modificador de viscosidade,

combinado com elevado teor de finos, podendo ser reativos, que garantem alta fluidez e

estabilidade durante a concretagem (COLLEPARDI, 2001a).

O CAA é definido por suas propriedades no estado fresco, como uma

mistura que apresenta habilidade em fluir e se consolidar sob seu próprio peso – portanto sem

a necessidade de energia externa de compactação – capacidade para passar por seções

estreitas e preencher completamente todos os espaços da forma, mesmo na presença de

elevada densidade de armadura, além de manter-se homogêneo, sem segregação e exsudação;

como definido por Okamura (1997); Nunes (2001); Bui et al. (2002); Coppola (2002);

Skarendahl (2003); EFNARC (2005), entre outros autores consultados.

Portanto, a facilidade na operação da concretagem acarreta uma significativa

melhora na qualidade e durabilidade das peças ou estruturas acabadas, minimizando a

possibilidade em ocorrerem nichos ou outras falhas (TUTIKIAN, 2005).

Em se tratando das operações de concretagem, constata-se uma redução

significativa de mão-de-obra e aumento da produtividade, encurtamento do cronograma,

diminuição de acidentes de trabalho, eliminação de vibradores e minimização de ruído gerado

no canteiro de obras, dentre outras vantagens na sua aplicação.

25

Na produção do CAA geralmente empregam-se, para substituir parte do

cimento, rejeitos industriais como, por exemplo, a sílica ativa e a cinza volante, contribuindo

para minimizar o impacto ambiental destes resíduos.

No estado endurecido, as propriedades do CAA não são totalmente

conhecidas, principalmente se comparadas ao concreto convencional vibrado. A entidade

EFNARC (2005) afirma que há correspondência do comportamento no estado endurecido

entre estes dois tipos de concretos; porém, Klug e Holschemacher (2003) apontam diferenças

entre eles devido, principalmente, as modificações na composição das misturas e,

consequentemente, na microestrutura.

2.2 Breve Histórico

Collepardi (2001b) relata que desde meados da década de 1970 tem-se

conhecimento de estudos relativos a concretos caracterizados por apresentar alta resistência à

segregação e sem a necessidade do uso da vibração ou compactação após lançados nas

fôrmas, portanto com elevada deformabilidade e estabilidade.

A necessidade de produzir estruturas de concreto duráveis no Japão,

eliminando o efeito da mão-de-obra na fase do adensamento, a partir das exigências definidas

pelo Prof. Okamura, na Universidade de Tóquio, em 1986, proporcionou a evolução destes

concretos especiais para as propriedades do atual CAA (OKAMURA e OUCHI, 2003).

As pesquisas realizadas na Universidade de Tóquio partiram das

composições dos concretos submersos. Porém, estes apresentavam elevado teor de ar

incorporado e dificuldades de utilização em peças densamente armadas (NUNES, 2001).

Em 1988, o primeiro protótipo utilizando CAA foi concluído empregando

materiais existentes no mercado japonês, apresentando um desempenho satisfatório com

respeito à retração, calor de hidratação, densidade após endurecimento, dentre outras

propriedades.

Ozawa et al. publicaram o primeiro artigo sobre CAA em janeiro de 1989, o

qual consta nos anais do 2nd East-Asia and Pacific Conference on Structural Engineering and

Construction.

Depois disso, na década de 1990, o desenvolvimento deste concreto

espalhou-se pelos demais países interessados em concretos de elevado desempenho,

particularmente na Suécia, Holanda, França, Irlanda e Inglaterra, por suas empresas

26

construtoras. Mais recentemente, os estudos desenvolveram-se também nos EUA, Canadá,

Índia, China, Espanha, Portugal e Brasil, entre outros.

Até o ano de 2005, quatro simpósios internacionais sobre CAA,

patrocinados pela International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials,

Systems and Structures – RILEM. No simpósio ocorrido em outubro de 2005, em

Chicago/EUA, cerca de 140 artigos foram apresentados por participantes de 38 países.

O termo concreto auto-adensável (self-compacting concrete ou self-

consolidating concrete) passou a ser o mais empregado para caracterizar este material com

propriedades definidas no estado fresco pela elevada deformabilidade, facilidade em passar

por seções estreitas e pelas armaduras e, resistência à segregação.

2.3 Principais Aplicações

Empregado como um concreto especial e inovador, seu uso vem sendo

difundido desde o primeiro protótipo no Japão, em 1988; acreditando-se que o CAA terá

grande aplicação no futuro.

Desde então, obras especiais, como pontes, túneis, reservatórios e edifícios

de grande altura vêm adotando o CAA como material de construção. Algumas das principais

obras, relatadas na literatura são descritas a seguir.

A obra mais emblemática executada com CAA é a construção da ponte

Akashi Kaikyo, inaugurada em 1998, que interliga as cidades de Kobe e Awaji, no Japão,

como mostra a figura 1. Para a concretagem dos dois blocos de ancoragem dos cabos

principais, posicionados nas duas extremidades da ponte, foram consumidos 290.000 m3 de

CAA, sendo 1.900 m3 por dia, propiciando uma redução no prazo da obra de 30 para 24

meses.

A concretagem das paredes de um tanque para gás natural liquefeito, como

relatado por Okamura (1997), propiciou uma redução significativa do número de

trabalhadores (de 150 para 50 funcionários) e período de construção (de 22 para 18 meses).

A ponte Ritto, no Japão, utilizou CAA com resistência à compressão de

aproximadamente 50 MPa, aplicado na construção do pier. A aplicação do CAA nesta obra

estava relacionada com a alta taxa de armadura da estrutura necessária para resistir a

terremotos, como mostra a figura 2. Algumas das características da mistura adotadas no CAA

27

foram a relação a/c=0,33, a dimensão máxima do agregado de 20mm e o espalhamento igual a

60 cm (OUCHI et al., 2003).

Figura 1 – Ponte Akashi Kaikyo, no Japão

Fonte: Honshu-Shikoku Bridge Authority (1998).

Figura 2 – Condições de concretagem da ponte Ritto

Fonte: Ouchi et al. (2003).

28

No viaduto Higashi-Oozu, também no Japão, o CAA foi utilizado na

concretagem das peças pré-fabricadas e protendidas em substituição ao concreto convencional

inicialmente especificado. A mistura apresentava uma relação água/cimento de 0,305,

utilizava cinza volante e teor de aditivo superplastificante em 1%. O CAA, neste caso,

proporcionou um custo aproximadamente 7,5% menor, comparado ao concreto convencional,

considerando material e mão-de-obra. A figura 3 mostra algumas das peças concretadas

(OUCHI et al, 2003).

Figura 3 – Peças de CAA utilizadas no viaduto Higashi-Oozu

Fonte: Ouchi et al. (2003).

Domone (2006) relata casos de aplicação do CAA de obras executadas de

1993 a 2003 em vários países, publicados em artigos técnicos. Na maioria das obras

levantadas, o CAA possuía alta resistência à compressão, entre 40 a 70 MPa.

No Brasil, Repette (2005) utilizou o CAA de menor resistência para a

concretagem da laje de um edifício na cidade de Florianópolis, constatando os benefícios na

sua aplicação e a facilidade de adaptação do processo produtivo. Na concretagem da laje do

pavimento-tipo somente dois operários foram empregados, tendo uma velocidade de descarga

de um caminhão betoneira (5 m³) em cinco minutos.

Ainda no Brasil, Geyer (2006) vem desenvolvendo o CAA junto à

Universidade Federal de Goiás, utilizando-o na concretagem de lajes e vigas em edifícios

residenciais tradicionais na cidade de Goiânia/GO, com resistência característica de 20MPa.

29

2.4 Produção de CAA

2.4.1 Considerações sobre as propriedades reológicas

Caracterizado pelo seu comportamento no estado fresco, o conhecimento

das propriedades reológicas do CAA assume relevante função, pois elas governam a sua

produção desde a seleção dos materiais, passando pelos procedimentos de dosagem até o

custo final.

O CAA pode ser entendido como uma suspensão concentrada de partículas

sólidas – agregados – em um líquido viscoso – pasta de cimento (FERRARIS, 1999). Hu

(1995 apud SEDRAN, 2000) descreve-o como um agregado graúdo em suspensão na

argamassa, a argamassa como sendo uma areia em suspensão na pasta e, a pasta uma

suspensão das partículas cimentícias na água.

Tais propriedades reológicas podem ser descritas por meio de dois

parâmetros: a tensão de escoamento, que expressa a energia necessária que deve ser aplicada

externamente para iniciar o fluxo e a viscosidade, que representa a resistência à deformação

durante o fluxo (KORDTS e BREIT, 2005).

O modelo de Bingham representa, geralmente, o comportamento do fluxo

do CAA, segundo a equação aproximada 2.1.

•

+= γηττ 0 (2.1)

onde:

τ = tensão de cisalhamento (Pa);

0τ = tensão de escoamento (Pa);

η = viscosidade plástica ( s Pa ⋅ ); ٠ γ = taxa de cisalhamento (s-1).

A tensão de escoamento relaciona-se melhor com a deformabilidade, sendo

que a baixa tensão de escoamento conduz a uma elevada fluidez. Já a viscosidade representa a

coesão e a resistência à segregação das misturas, onde uma moderada viscosidade acarreta

uma maior resistência à segregação.

30

Portanto, misturas auto-adensáveis, segundo as propriedades descritas no

item 2.4, são produzidas com baixa tensão de escoamento e moderada viscosidade plástica.

Nunes (2001) ilustra comparativamente os parâmetros reológicos dentre vários tipos de

concreto, segundo o tipo de aplicação, como representado na figura 4.

Figura 4 – Comportamento reológico do concreto, segundo sua aplicação

Fonte: Nunes (2001).

Os valores geralmente obtidos para caracterizar reologicamente as misturas

estão apresentados na tabela 1.

Tabela 1 – Reologia da pasta de cimento, argamassa e concreto

Parâmetro

Reológico

Pasta de

Cimento Argamassa

Concreto

Fluido

Concreto

Auto-

adensável

Concreto

Convencional

Tensão de

Escoamento (Pa) 10 –100 80 – 400 400 50 – 200 500 – 2000

Viscosidade Plástica

( s Pa ⋅ ) 0,01 – 1 1 -3 20 20 – 100 50 – 100

Fonte: Banfill (2003).

Com relação ao efeito dos materiais nas propriedades do CAA, a presença

do aditivo superplastificante (SP) é necessária para dar alta fluidez (baixa tensão de

concreto de elevada

resistênciaconcreto bombeável/ concreto submerso

concreto fluido

concreto convencional

concreto auto-adensável

Viscosidade Plástica

Tensão de

Escoamento

31

escoamento), enquanto que os finos ou agentes modificadores de viscosidade mantêm a

estabilidade ou suficiente viscosidade (GOMES, 2002; ZHU e BARTOS, 2003).

As propriedades reológicas da pasta definem, geralmente, o comportamento

do CAA. O aditivo superplastificante age dispersando as partículas de cimento e, portanto,

diminuindo a frição entre as partículas, influindo ainda, na tensão superficial da água, e o

efeito do teor de finos, elevando a viscosidade e coesão.

Logicamente, as proporções entre os materiais são, também, fundamentais

para garantir a produção de misturas auto-adensáveis, como a relação volumétrica entre a

pasta e agregados, que deve ser elevada e a relação volumétrica entre o agregado graúdo e

miúdo, que deve ser minimizada.

De acordo com Ferraris et al. (2001), os fatores que influem nos parâmetros

reológicos do CAA no estado fresco são, principalmente, a composição do concreto, incluindo

o tipo e o teor de aditivos, a forma, o tipo e a distribuição granulométrica dos agregados, a

quantidade de água e as características do cimento. Porém, mesmas misturas podem

apresentar diferentes propriedades de fluxo se fatores secundários não forem considerados,

como o tipo de misturador (betoneira), a seqüência ou ordem de carregamento do misturador,

a duração da mistura e a temperatura.

Os parâmetros reológicos são determinados em equipamentos como

reômetros ou viscosímetros (BTRHEOM, IBB rheometer, BML viscometer, BERTTA

apparatus, etc), sendo que os resultados obtidos variam segundo estes equipamentos e se são

medidos em pastas, argamassas ou concretos. Para sucesso na dosagem de misturas, as

mesmas condições experimentais empregadas em concreto devem ser utilizadas na medição

dos parâmetros reológicos em pasta.

Contudo, somente os parâmetros reológicos não são suficientes para

caracterizar uma mistura como auto-adensável. Há necessidade, ainda, de se verificar a

habilidade em passar por seções estreitas e a resistência à segregação, por meio de outros

ensaios que serão descritos neste trabalho.

2.4.2 Requisitos exigidos para a produção do CAA

No estado fresco, a exigência quanto à trabalhabilidade do CAA difere

significativamente do concreto convencional e pode ser descrita segundo três requisitos

fundamentais (KHAYAT, 1999; REPETTE, 2005; RILEM TC 188, 2006):

32

• a habilidade em fluir (filling ability) que consiste na capacidade em

preencher completamente as fôrmas, envolvendo as armaduras, com

manutenção de sua homogeneidade;

• a habilidade em passar (passing ability) que representa a capacidade do

fluxo de concreto passar por obstáculos tais como seções estreitas da

fôrma e pequena distância entre barras da armadura, sem causar bloqueio

por intertravamento das partículas do agregado;

• a resistência à segregação (resistance to segregation) que corresponde à

manutenção da homogeneidade durante a mistura, transporte e

lançamento. A estabilidade dinâmica se refere à resistência à segregação

durante o lançamento. A estabilidade estática se refere à resistência à

exsudação e segregação após o lançamento do concreto no interior das

fôrmas.

2.4.3 Materiais

Na produção do CAA, normalmente os materiais – cimento e agregados –

são os mesmos empregados na produção do concreto convencional vibrado (GETTU e

AGULLÓ, 2003).

Porém, como exposto inicialmente, são utilizados, ainda, aditivos

superplastificantes, em alguns casos agentes modificadores de viscosidade e finos na sua

composição.

As principais características dos materiais e a influência destes no

comportamento do CAA, vem descritas a seguir.

2.4.3.1 Finos

Em relação aos finos, pode-se defini-los, segundo Nunes (2001), como

sendo todas as partículas sólidas presentes na mistura do concreto, cuja dimensão é

aproximadamente igual à do cimento. Compreendem, além do cimento, as adições minerais

e/ou fílers de rocha que, incorporadas à mistura, provêm um incremento na coesão e garantem

a estabilidade do concreto no estado fresco.

33

Os finos mais utilizados na produção de CAA, como constatado na

literatura, são a sílica ativa, a cinza volante e o fíler calcário que, ainda, podem substituir o

cimento na pasta, minimizando os efeitos maléficos relacionados com o excesso de calor de

hidratação e a retração.

Não há, porém, consenso quanto à dimensão que caracteriza o

comportamento destas partículas como finos na mistura, como demonstrado na tabela 2.

Tabela 2 – Comparação dos finos quanto ao diâmetro médio

Autor

Sari et al.

(1999);

Sedran

(2000)

Gomes

(2002)

EFNARC

(2005)

Sonebi et

al. (2000)

Diâmetro médio (μm) < 80 < 100 < 125 < 150

Na NBR 9935 (2005), fíler (ou microfino) é o material granular que passa

na peneira com abertura de malha de 150 μm.

2.4.3.2 Cimento Portland

Em geral, qualquer cimento Portland normalizado pode ser utilizado na

produção do CAA. Entretanto, devido à sua maior finura, a escolha recai normalmente no

cimento tipo I - ASTM C 150 - ou o equivalente no Brasil CP V ARI - NBR 5732, com

significativa contribuição às propriedades reológicas.

O CP V ARI, em conformidade com a NBR 5732 (1991), possui grãos com

dimensões entre 1 a 40 μm, correspondendo a uma finura ao redor de 360 m²/kg e massa

específica aproximada de 3,15 g/cm³.

Para concretos com outras propriedades relevantes, cimentos com baixo

calor de hidratação (compostos) ou resistentes a sulfatos podem ser empregados.

Da necessidade em empregar finos na mistura e, conseqüentemente,

reduzindo o seu custo de produção, pode-se substituir parte do cimento Portland com uma ou

mais adições minerais. Assim, o cimento Portland entra como responsável,

fundamentalmente, pela resistência mecânica no concreto.

34

O consumo de cimento na produção de CAA, segundo levantamento

realizado por Gettu e Agulló (2003), está numa faixa entre 200 a 450 Kg/m³ para concretos de

resistência normal e 400 a 515 kg/m³ para alta resistência.

2.4.3.3 Adições minerais

Além do efeito fíler nas misturas de concreto, estes materiais podem

substituir parte do cimento Portland, de acordo com a sua reatividade, em concretos com

elevadas resistências. As adições proporcionam melhorias nas propriedades no estado fresco,

como a maior deformabilidade e coesão e a diminuição da exsudação. No estado endurecido

do concreto, responde por maior resistência e durabilidade, além da diminuição do custo, por

substituir parte do cimento e o ganho ecológico pela incorporação de resíduos industriais.

As adições, segundo EFNARC (2005), são classificadas de acordo com a

capacidade reativa com a água, em:

inertes, com ação predominantemente física, como por exemplo o fíler

mineral (fíler calcário);

reativas, com ação pozolânica (cinza volante, sílica ativa) ou ação

hidráulica.

Segundo Neville (1997), por serem resíduos ou subprodutos de processos

industriais, há grande variação na composição e nas características físicas destes materiais, o

que resulta em efeitos diversos ao esperado no concreto.

No Brasil, destacam-se como mais utilizados a sílica ativa, a cinza volante e

o fíler calcário. Cabe destacar, que neste tipo de concreto podem ser incorporados à mistura

uma ou mais dessas adições.

a) Sílica ativa

De acordo com Neville (2001), a sílica ativa (SA) é um subproduto da

fabricação das ligas de ferro-silício e de outras ligas de silício, do carvão e o quartzo de alta

pureza em fornos arco-voltaicos.

35

A sílica ativa é amorfa, altamente reativa, de forma esférica e dimensões

reduzidas (partículas com 0,1 a 0,3 μm), massa específica ao redor de 2,3 g/cm³ e superfície

específica de aproximadamente 20.000 m²/kg.

Como adição mineral ao concreto, foi inicialmente estudada na década de

1950, no Norvegian Institute of Technology que, após o advento dos aditivos

superplastificantes em meados da década de 1970, foi empregada em países como Noruega,

Suécia, Dinamarca e Islândia (COLLEPARDI, 2001b). Os efeitos benéficos da sílica ativa só

são notados se estiver dispersa na mistura de concreto, o que é possível com a utilização de

aditivos superplastificantes.

Em síntese, pode-se citar a contribuição da sílica ativa para acentuar

algumas das propriedades do concreto, principalmente o aumento da resistência em idades

precoces (propicia pontos de nucleação para o hidróxido de cálcio) e a diminuição da

permeabilidade (redução do tamanho dos poros na pasta hidratada), como relatado por

Malhotra et al. (1991); Bayasi e Zhou (1993); Neville (1997).

Sarkar (1995) afirma que o grande efeito da sílica ativa incorporada no

concreto, particularmente aqueles com elevada resistência, está no refinamento da interface

pasta-agregados. A alta pozolanicidade da sílica ativa impede a formação de grandes cristais

de hidróxido de cálcio nesta região, propiciando um contato direto entre o silicato hidratado

de cálcio e o agregado, melhorando a aderência entre os mesmos.

Neville (1997) explica o efeito físico na mesma zona de transição entre

pasta e o agregado, cuja capacidade da partícula fina da sílica ativa em se posicionar nesta

região facilita o arranjo do agregado na mistura, favorecendo a compacidade. Assim, um teor

de sílica ativa em torno de 10%, em relação à massa de cimento, produz efeito mais eficiente

que quando se adota valores maiores; este é o teor suficiente para cobrir toda a superfície do

agregado graúdo, como também apontado por outros autores (SARI et al., 1999; TORALLES-

CARBONARI, 1996).

No estado fresco, a adição de sílica ativa em concretos leva ao aumento da

coesão e viscosidade, redução da segregação e exsudação da mistura. Toralles-Carbonari

(1996), citando estudos da influência da sílica ativa na reologia do concreto de alta

resistência, explica este “efeito estabilizador” devido à presença de partículas ultrafinas que

reduzem o fluxo interno da pasta e, ainda, que os grãos de cimento e as partículas de sílica

ativa são aderidas pelos produtos de reação que se formam durante o processo de hidratação.

36

Takada et al. (1999) relatam que o uso de sílica ativa leva a um maior

consumo de aditivo superplastificante, em conseqüência do aumento da tensão de escoamento

do CAA.

No estado endurecido, nota-se o aumento de resistência mecânica se

comparado ao concreto sem adição de sílica ativa e nas mesmas condições de cura

principalmente nas idades entre os 7 e 28 dias. Conseqüentemente, resulta numa elevação do

módulo de elasticidade, sem que se possa imputar à sílica ativa influência significativa. Nota-

se redução na fluência do concreto com adição de sílica ativa, em condição não selada; em

condições seladas, não há influência significativa (TORALLES-CARBONARI, 1996).

Quanto à durabilidade, há uma melhora proporcionada pela diminuição da

permeabilidade, refinamento da estrutura dos poros, redução do teor de hidróxido de cálcio,

maior proteção às armaduras (TORALLES-CARBONARI, 1996).

b) Cinza volante

A cinza volante resulta da queima do carvão mineral na produção de energia

elétrica em usinas termelétricas, extraída por precipitação mecânica ou eletrostática dos gases

de combustão lançados à atmosfera.

A cinza volante possui forma esférica, com dimensões entre 1 μm a 100 μm,

massa específica em torno de 2,35 g/cm³ e, superfície específica entre 250 m²/kg a 600 m²/kg

(NEVILLE, 1997).

As cinzas são classificadas segundo a composição, em conformidade com

ASTM C618 (1990); estando relacionadas com o carvão que as origina. Do carvão

betuminoso, a cinza predominantemente silicosa é classificada como “F”. Classe “C” para a

cinza rica em cal, proveniente da combustão dos carvões sub-betuminosos e lignita.

No estado fresco, a adição de cinza volante propicia uma mistura coesiva,

diminui a demanda de água para uma mesma trabalhabilidade além de uma menor tendência à

exsudação. A ação da cinza volante nas propriedades do concreto fresco ocorre, geralmente,

em função da forma esférica, que favorece o rolamento do agregado; sendo que as partículas

mais finas ficam adsorvidas à superfície do cimento, defloculando-as.

O uso de cinza volante no CAA pode reduzir, portanto, o teor de aditivo

superplastificante para se obter uma fluidez similar se comparada à de um concreto produzido

sem adições (YAHIA et al., 1999).

37

Empregada em teores elevados, a cinza volante pode produzir uma pasta tão

coesiva que acarreta uma resistência maior ao fluxo (EFNARC, 2005).

A hidratação da cinza volante (classe C) dá-se com atraso, se comparada à

do cimento Portland, produzindo menor liberação de calor inicialmente e uma elevação mais

lenta da resistência mecânica. Para Neville (1997), a hidratação da cinza volante requer um

pH alto (maior alcalinidade da água dos poros), que só ocorre quando uma parte do cimento

Portland está hidratada. As partículas de cinza volante atuam, ainda, como pontos de

nucleação na hidratação do cimento Portland, contribuindo para o retardo da hidratação da

cinza.

Neville (1997) afirma que, aparentemente, o uso de cinza volante não altera

a retração e a fluência nos concretos convencionais.

O teor de cinza volante adicionado no CAA e, também, nos convencionais,

não ultrapassa, geralmente, a 30% (em relação à massa dos materiais cimentícios). Porém,

Bouzoubaâ e Lachemi (2001) trabalharam produzindo CAA com alta quantidade (55 a 60%)

de cinza volante (classe F) adicionado, obtendo bons resultados quanto à resistência e

durabilidade.

c) Fíler calcário

O fíler calcário é produzido na trituração da rocha calcária (calcítica ou

dolomítica), gerando partículas prismáticas com dimensões entre 1 μm até 1,2 mm, massa

específica em torno de 2,85 g/cm³.

Devido à sua elevada finura apresenta ação predominantemente física na

mistura, não sendo um material completamente inerte. O fíler calcário pode ativar a

hidratação do cimento Portland, atuando, também, como pontos de nucleação (NEVILLE,

1997).

A utilização do fíler calcário dolomítico contendo elevado teor de óxido de

magnésio pode causar efeitos maléficos à durabilidade do concreto, por propiciar a reação

álcali-carbonato e expansão.

O uso de fíler calcário no CAA, comparado com o efeito do aditivo

modificador de viscosidade, acarreta maior deformabilidade (menor tensão de escoamento)

das misturas, sem influência significativa na viscosidade (SHOYA et al., 1999).

38

Os teores usuais de fíler calcário em concreto, substituindo o cimento

Portland, encontram-se na faixa de 20 a 40%, sendo que o teor ótimo está relacionado com as

exigências para o concreto, como fluidez e resistência mecânica.

2.4.3.4 Agregados

Os agregados freqüentemente são considerados apenas como material de

enchimento e inertes, representando, porém, até 80% do volume do concreto. Porém, influem

significativamente tanto nas propriedades do concreto no estado fresco – principalmente na

trabalhabilidade – quanto no estado endurecido – resistência mecânica, estabilidade

dimensional e durabilidade.

A influência dos agregados no CAA é maior no estado fresco que no

endurecido, principalmente quanto aos requisitos exigidos para este tipo de concreto: a

habilidade de fluir, a habilidade em preencher as fôrmas e passar entre as armaduras e a

resistência à segregação da mistura.

A reologia do CAA, em termos de fluidez e viscosidade e a exigência da

resistência ao bloqueio deste concreto quando em fluxo no interior da fôrma, são fortemente

influenciados pelas características físicas e quantidade dos agregados; quanto à forma e

textura, dimensão, distribuição granulométrica, volume dos agregados e proporção na mistura.

Okamura e Ouchi (2003) descrevem o mecanismo da deformabilidade do

CAA, de acordo com o atrito entre as partículas sólidas, entre outros fatores. A freqüência da

colisão e o contato entre as partículas do agregado podem aumentar à medida que a distância

relativa entre as mesmas diminuir, com aumento da tensão interna (tensão de cisalhamento).

Relatam também que a energia necessária para fluir é consumida pelo aumento desta tensão

interna, resultando em bloqueio das partículas de agregado. Deste ponto de vista, em

metodologia própria de dosagem que será melhor detalhada adiante, limitam o teor de

agregados graúdos dentre o volume total das partículas sólidas do concreto e, o teor de areia

(agregado miúdo) em relação do volume de argamassa da mistura.

Sob este ponto de vista, as principais características do agregado que

influenciam as propriedades exigidas no estado fresco para o CAA são a dimensão máxima e

o volume empregado na mistura, como também apontado por outros pesquisadores

(OKAMURA, 1997; GOMES, 2002; ZHU e BARTOS, 2003; PROSKE e GRAUBNER,

2005).

39

O tipo de agregado, de acordo com a rocha de origem, a ser escolhido na

produção do CAA reflete a disponibilidade local do material.

Quanto às propriedades no estado endurecido do CAA, a influência dos

agregados tende a seguir o comportamento do concreto convencional.

Geralmente, agregados de boa qualidade e limpos, em conformidade no

Brasil com a NBR 7211 (2005), podem ser empregados na produção do CAA. Porém,

qualquer variação nas características físicas dos agregados (teor de umidade, forma e

granulometria) produz sensível alteração nas propriedades do CAA, exigindo maior rigor na

inspeção e controle (EFNARC, 2005; RILEM, 2006).

As principais exigências quanto às características dos agregados são

comentadas a seguir.

a) Quanto à forma:

Como no concreto convencional, é preferível o emprego de agregados que

apresentam forma esférica, contribuindo significativamente para a trabalhabilidade das

misturas.

A forma dos grãos influi significativamente na compacidade da mistura. A

compacidade máxima é conseguida com grãos mais arredondados ou, para o caso dos

agregados artificiais, com forma mais próxima à cúbica.

Proske e Graubner (2005) propõem um índice de esfericidade (SPHT-value)

para medir e caracterizar a forma dos grãos, sendo que, por exemplo, para um círculo o índice

de esfericidade é igual a 1.

O índice de esfericidade está relacionado com a dimensão do grão. Areia de

rio, por exemplo, apresenta um índice de esfericidade menor se comparado com um agregado

graúdo também natural. A forma dos agregados é fortemente influenciada pela composição

mineralógica e o processo de produção; é evidente, portanto, que o grão de areia de rio

apresenta um índice menor se comparado com a areia artificial.

Com relação às propriedades do CAA no estado fresco, grãos com índice de

esfericidade maior (arredondados) propiciam um menor consumo de pasta na mistura, para

uma dada exigência quanto à habilidade em fluir e passar pelas armaduras.

40

b) Quanto à dimensão:

Os agregados miúdos e os finos influenciam mais significativamente nas

propriedades do CAA no estado fresco do que os agregados graúdos (EFNARC, 2005).

Entretanto, não se deve menosprezar a relação da dimensão máxima dos agregados com,

principalmente, a resistência ao bloqueio frente às armaduras ou espaços menores, por onde o

CAA deve passar.

Geralmente, a dimensão máxima do agregado é limitada a 20 mm, sendo

usuais dimensões máximas entre 12 mm a 16 mm (GETTU e AGULLÓ, 2003; EFNARC,

2005). Não há impedimento para o uso de agregados graúdos com tamanhos maiores que 20

mm, porém estes requerem, obrigatoriamente, o uso de aditivo modificador de viscosidade

para manter a estabilidade da mistura quando em fluxo.

A escolha da dimensão máxima do agregado graúdo deve considerar,

inicialmente, o espaçamento por entre obstáculos ou barras de aço por onde deve o CAA

passar.

Agregados com diâmetros maiores requerem um alto volume de pasta, para

uma dada resistência ao bloqueio da mistura. Ensaios com equipamentos para medir a

resistência à segregação, realizados por Graubner e Proske (2003), mostram que o risco de

segregação dos grãos maiores aumenta significativamente.

Graubner e Proske (2003) relatam, ainda, que a compacidade dos agregados

é fortemente influenciada pelo diâmetro das partículas, na medida em que a alta compacidade

leva à exigência de menor volume de pasta e argamassa. Por outro lado, grãos maiores levam

à necessidade de volume de pasta maior, para uma exigência de trabalhabilidade, podendo ser

combatida com conseqüente aumento no consumo de aditivo superplastificante.

Torna-se evidente, então, que agregados com dimensões maiores levam ao

aumento da tensão de escoamento da mistura, como afirmam Banfill (2003); Khayat (1999),

influindo na deformabilidade.

Paz e Prudêncio (1998) afirmam que a utilização de agregados com menor

dimensão máxima leva ao aumento da força de ligação entre estes e a matriz, pois há um

aumento da superfície de contato entre estas duas fases, com ganho significativo na

resistência mecânica. Este fato é particularmente interessante quando se busca concretos com

elevada resistência à compressão.

Por outro lado, Neville (1997) afirma que o aumento da dimensão do

agregado na mistura também leva a elevação da resistência mecânica; explicada pela

41

diminuição da área superficial por unidade de massa (m²/kg) a ser molhada, refletindo na

redução da relação a/c para um concreto de mesma trabalhabilidade e teor de cimento. Este

efeito predomina até uma determinada dimensão do agregado, sendo então superado pela

diminuição da área de aderência entre pasta e agregado, que gera a queda da resistência,

particularmente em misturas mais ricas em cimento.

Portanto, pode-se supor que há uma dimensão máxima ótima para o

agregado graúdo para uma resistência mecânica máxima, sendo este comportamento válido

para concretos ricos em cimento e com baixa relação água/cimento.

c) Quanto ao volume:

A influência do volume de agregados na mistura pode ser medida em

relação ao volume total do concreto. Como já mencionado, o aumento do volume de

agregados leva, como conseqüência, a diminuição do volume de pasta, e portanto, maior a

influência dos agregados na reologia do CAA. Isto pode ser explicado, pois a fase pasta

governa a reologia do CAA, já que nela agem tanto o aditivo superplasticante na tensão de

escoamento, quanto os finos na viscosidade e coesão.

Na análise do fluxo próximo a passagens estreitas ou espaços

congestionados, a diminuição do volume de agregado na mistura pode levar à diminuição da

extensão de colisão do agregado graúdo e areia, que pode aumentar a resistência interna ao

fluxo, com maior tempo de fluxo e menor habilidade em passar (KHAYAT, 1999).

Na mistura o volume de agregado graúdo deve ser baixo para que as

partículas menores possam lubrificá-los com uma fina camada de argamassa, aumentando a

fluidez e diminuindo o risco de bloqueio (DOMONE, 2006).

Okamura (1997) limita o teor de agregado graúdo em torno de 50% do

volume de sólidos na mistura, reduzindo, assim, o risco de bloqueio nas armaduras.

O agregado miúdo relaciona-se melhor com a deformabilidade da argamassa

que compõem o CAA. Se o teor de agregado miúdo excede um certo limite, o contato direto

entre as partículas da areia resulta em um decréscimo na deformabilidade, apesar de uma

moderada viscosidade da pasta, como explica Okamura (1997). O mesmo autor limita o teor

de agregado miúdo na argamassa ao redor de 40% de seu volume.

No concreto convencional, segundo Neville (1997), há uma tendência no

aumento da resistência mecânica devido ao acréscimo do volume de agregado no volume total

42

do concreto. Esta tendência é menos significativa no CAA, já que outras exigências quanto à

deformabilidade e estabilidade consideradas.

d) Quanto à granulometria:

Como no concreto convencional, é sempre preferível empregar agregados

com granulometria contínua. A granulometria descontínua de agregados no CAA leva à

elevação do consumo de cimento, a redução da fluidez e a ocorrência de vazios entre os

agregados (CHEN et al., 2003).

Para a redução da frição interna entre as partículas da areia, uma boa

distribuição granulométrica é mais importante do que um aumento no teor de pasta

(EFNARC, 2005).

Malier (1992 apud FERRARIS, 1999) afirma que a alta trabalhabilidade em

concretos de alta resistência, como no presente trabalho, pode ser obtida por dois caminhos:

pela redução da floculação dos grãos de cimento (utilização de aditivo superplastificante, por

exemplo) ou por alargamento da distribuição granulométrica (considerando, também, os

finos).

A composição dentre os agregados disponíveis para a produção do CAA

torna-se, deste modo, relevante, a fim de se obter o menor índice de vazios entre os

agregados.

Em seu trabalho, Melo (2005) representa as faixas granulométricas

usualmente empregadas na produção, a partir de pesquisa na literatura. Estas faixas estão

apresentadas na figura 5 para o agregado miúdo e na figura 6 para o graúdo.

43

Figura 5 – Faixa granulométrica do agregado miúdo usualmente empregada na produção de

CAA, adaptado de Melo (2005)

Figura 6 – Faixa granulométrica do agregado graúdo usualmente empregada na produção de

CAA, adaptado de Melo (2005)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10019,512,59,54,82,41,20,60,30,15fundo

Abertura da peneira (mm)

% R

etid

a ac

umul

ada

MIN

MAX

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1002519,512,59,54,82,41,20,60,30,15fundo

Abertura da peneira (mm)

% R

etid

a ac

umul

ada

MIN

MAX

44

2.4.3.5 Água

Em geral, a água utilizada na produção do CAA segue as mesmas

recomendações para o concreto convencional.

A demanda de água no CAA é governada, normalmente, pelas propriedades

reológicas exigidas no estado fresco. A elevação no consumo de água afeta a deformabilidade

das misturas, diminuindo a tensão de escoamento e interfere, também, na redução da

viscosidade. Como nos concretos de alta resistência, significativa redução no teor de água dá-

se conforme o tipo de aditivo superplastificante adotado.

No estado fresco o CAA é sensível (não robusto) à variação das

características e teores dos materiais constituintes, principalmente quanto à presença de água

nos agregados. O teor de umidade dos agregados deve ser controlado rigorosamente na

produção do CAA, como recomendado por Yurugi e Sakai (1998). O efeito em compensar a

absorção de água e o teor de umidade, no momento da mistura, gera um efeito considerável na

fluidez e deformabilidade de concretos, sobretudo naqueles com baixa relação água/cimento,

como estudado por Toralles-Carbonari et al. (1998).

No estado endurecido, a influência do teor de água acompanha o

comportamento do CC, segundo a lei de Abrams.

O consumo de água em CAA está relacionado, geralmente, à quantidade

(em massa) do total de material fino (ou pó). Em média, para concretos com resistências

maiores, o teor de água varia entre 150 a 210 l/m³ e uma relação água/fino de 0,25 a 0,48

(GOMES, 2002; EFNARC, 2005; DOMONE, 2006).

2.4.3.6 Aditivos químicos

Aditivos são produtos químicos adicionados ao concreto, no momento da

mistura, cujo consumo não ultrapassa, geralmente, a 5% da massa de cimento; tem por

finalidade a melhoria de uma ou mais características do concreto.

Desempenham um papel fundamental na produção do CAA, sendo que os

mais utilizados são os superplastificantes (SP) e os modificadores de viscosidade (AMV); a

aplicação destes tem por objetivo a alteração das propriedades reológicas da pasta e,

conseqüentemente, da mistura.

45

Para a escolha dos aditivos considera-se, geralmente, o custo, desempenho e

compatibilidade com outros materiais constituintes do CAA.

a) Aditivo superplastificante (SP)

A ASTM C 494 (1992) classifica os aditivos para concreto em 7 tipos, de

acordo com a função que desempenham; sendo que o mais utilizado na produção do CAA é o

tipo F – aditivo redutor de água de alta efetividade (water-reducing, high-range admixture –

WRHR), comumente denominado de superplastificante (SP).

No Brasil a classificação do SP refere-se, de mesmo modo, aos requisitos

mínimos de desempenho, fixados na NBR 11768 (1992).

Os aditivos SP são constituídos por um dos três grupos, conforme a base

química, como (i) naftaleno sulfonato, (ii) melamina sulfonato ou (iii) policarboxilatos

(poliacrilatos). Os dois primeiros (denominados de segunda geração) permitem a redução de

água em até 30%. O policarboxilato (de terceira geração) de 30 até 45%.

Porém, além da potencial redução da demanda de água do concreto, com

conseqüência o incremento da resistência mecânica, diminuição da exsudação e segregação e

a melhora da durabilidade, a principal vantagem no seu uso, no CAA, está no aumento da

fluidez da pasta e da mistura.

Os aditivos SP agem defloculando as partículas finas na pasta; refletindo,

assim, em suas propriedades reológicas. Tal dispersão reduz significativamente a tensão de

escoamento do concreto (BANFILL, 2003).

Os aditivos SP de 2º geração promovem a dispersão por meio da repulsão

eletrostática, levando à diminuição da tensão superficial do meio aquoso do concreto e,

conseqüentemente, o aumento da segregação provocado por uma diminuição na viscosidade

da pasta. Os aditivos SP de 3º geração agem, basicamente, por repulsão estérica, sem

influenciar significativamente a viscosidade da pasta (REPETTE, 2005).

O desempenho do aditivo é influenciado pelas características físicas e

químicas dos aglomerantes (e adições); podendo gerar certa incompatibilidade entre estes

materiais, em relação às exigências quanto às propriedades da mistura, para baixas relações

água/cimento.

46

O progresso da hidratação do cimento provoca, contudo, uma perda de

fluidez da mistura ao longo do tempo, cujo comportamento é influenciado pelo tipo e teor de

aditivo, pelo tipo de cimento, pela temperatura ambiente e modo de adição, como:

- aditivos de 2º geração apresentam uma maior perda de fluidez, se

comparados aos policarboxilatos. Alta dosagem, apesar do aumento no custo do concreto,

pode ser uma boa estratégia para se manter a fluidez por um tempo maior (KHAYAT, 2000);

- cimentos com alto teor de C3A, por exemplo, apresentam uma perda

maior de fluidez. As moléculas dos aditivos SP agem primeiramente nestes compostos,

produzidos logo no início da hidratação das partículas de cimento Portland, diminuindo a

disponibilidade de aditivo para promover a fluidez exigida (NEVILLE, 1997);

- a elevação da temperatura ambiente acelera as reações de hidratação das

partículas de cimento Portland; conseqüentemente, diminuindo a fluidez da pasta e;

- o aditivo deve ser introduzido após alguns minutos do lançamento da

água, assim evita que as moléculas dos mesmos fiquem retidas na camada hidratada da

superfície das partículas do cimento Portland no primeiro momento.

A determinação do teor ótimo de aditivo SP para uma pasta, numa dosagem,

é realizada por meio do conhecimento do ponto de saturação. Além do ponto de saturação, a

quantidade de aditivo empregado não promove um ganho significativo de fluidez. Utiliza-se,

comumente, um cone de Marsh para o estudo do ponto de saturação (TORALLES-

CARBONARI, 1996; RONCERO, 2002; GOMES, 2002) e/ou um mini-slump (AÏTCIN et

al., 1994).

Teores elevados de aditivo SP, além da elevação de custo, podem resultar

em segregação da mistura.

Os teores típicos para CAA com resistência maiores que 50 MPa, como

encontrado em literatura, variam entre 0,3 a 2,8% (expresso em porcentagem dos sólidos à

massa do cimento Portland).

b) Aditivo modificador de viscosidade (AMV)

Os aditivos modificadores de viscosidade, ou promotores de viscosidade,

são compostos solúveis em água formados por derivados celulósicos e polisacarídeos (welan

gum). Basicamente, promovem um aumento na tensão de escoamento e viscosidade da pasta,

diminuindo o risco de segregação e exsudação da mistura.

47

A incorporação do AMV afeta a fase aquosa da pasta, onde as cadeias dos

polímeros podem envolver parte da água livre, promovendo, principalmente, um aumento na

viscosidade (KHAYAT, 1999).

Por influir significativamente na viscosidade da pasta, o AMV pode ser

utilizado, inclusive, para reduzir a sensibilidade da mistura devido à variação de seus

constituintes, como, por exemplo, a umidade, o teor de finos na areia ou a granulometria dos

agregados (EFNARC, 2005).

A influência mais crítica no uso de AMV é a alteração no desenvolvimento

da resistência, com diminuição nas primeiras idades (PETERSSON, 1999).

De acordo com o tipo de AMV e o desempenho frente aos demais

constituintes da mistura, os teores usuais estão entre 0,01 a 0,5%, expresso em porcentagem

dos sólidos à massa de cimento Portland.

2.4.4 Dosagem do CAA

Os parâmetros mais relevantes considerados na dosagem do CAA referem-

se aos três requisitos fundamentais no seu estado fresco já descritos, como a habilidade em

fluir, habilidade em passar por seções estreitas e armaduras e a resistência à segregação; sendo

que a mistura neste estado é pouco robusta e quaisquer variações nas proporções e

características dos materiais constituintes leva à alterações significativas destes requisitos.

Quanto ao estado endurecido, a resistência à compressão, de acordo com a

especificação do projeto, é a característica mais procurada na dosagem, até por que esta se

relaciona razoavelmente bem com as demais propriedades do concreto. Cabe destacar que

obtém boa resistência à compressão por se utilizar na produção do CAA uma baixa relação

água/cimento e o aditivo superplastificante.

Em relação ao custo destas misturas, as mais econômicas, normalmente, são

aquelas em que se seleciona os materiais disponíveis no local de aplicação e se emprega o

menor consumo possível de cimento Portland e teor de aditivos. Contudo, a viabilidade na

aplicação do CAA não se dá somente no custo unitário deste tipo de concreto, mas,

mormente, no custo total do serviço de concretagem e da obra.

É evidente que a tipologia da construção e as condições de aplicação, como

a natureza e forma das peças, uso em elementos pré-fabricados ou moldados in loco, classe de

exposição, devem ser levados em conta na dosagem.

48

As principais relações de consumo verificadas em CAA de alto desempenho

estão apresentadas na tabela 3, segundo propostas por Gomes (2002); EFNARC (2005) e, as

levantadas por Domone (2006) em dezenas de obras executadas dentre 1993 a 2003.

Tabela 3 – Principais relações de consumo para CAA de alto desempenho

Un. Gomes

(2002)

EFNARC

(2005)

Domone

(2006)

% 35 a 40 ---- 30,4 a 41,5 Pasta

l/m³ ---- 300 a 380 ----

Finos Kg/m³ 400 a 650 380 a 600 385 a 635

Agregado Miúdo Kg/m³ 710 a 900 ---- ----

Kg/m³ 750 a 920 750 a 1.000 ---- Agregado Graúdo

% ---- 28 a 37,7

Água Kg/m³ 150 a 180 150 a 210 ----

Em Massa 0,25 a 0,40 ---- 0,26 a 0,48 Água/Finos

Em Volume ---- 0,85 a 1,10 ----

Os dados da tabela 3 indicam, tipicamente, um elevado consumo de

aglomerantes, devido ao alto teor de pasta proposto e, uma redução no volume de agregado

graúdo. As relações de consumo propostas pelos autores citados servem, inclusive, como

ponto de partida para estudos de dosagem.

Atualmente, dispõe-se de vários métodos de dosagem racional para

produção de CAA como o método japonês JSCE, método chinês, método francês do

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées de París, método Tutikian desenvolvido na

UFRGS.

a) Método proposto por Okamura

Um dos primeiros métodos racionais para dosagem para CAA, o método

proposto por Okamura (1997) parte dos seguintes parâmetros:

• volume de ar limitado entre 4 a 7%;

49

• volume de agregado graúdo fixado em 50% do volume total de sólidos;

• volume de agregado miúdo limitado a 40% do volume de argamassa.

Para ensaios com a argamassa, empregando-se equipamentos em escala

reduzida como o slump flow (cone com diâmetro de base igual a 10 cm e altura de 6 cm) e o

funil-V (boca inferior com seção quadrada de 3 cm de lado e altura total de 30 cm) obtém-se,

inicialmente, o teor de aditivo superplastificante adequado. Definido o teor de aditivo

superplastificante, determina-se a relação água/finos ótima.

Com os resultados obtidos nos ensaios são calculadas as relações entre os

materiais para o espalhamento relativo (Gm) e o tempo de fluidez relativo (Rm) da argamassa,

como expressos nas equações 2.2 e 2.3, respectivamente. As propriedades auto-adensáveis das

argamassas são testadas para que Gm/Rm = 5,0.

0,12

0

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

ddGm (2.2)

tRm

0,10= (2.3)

onde:

d = diâmetro médio do espalhamento (mm);

d0 = diâmetro da base do molde igual a 100 mm;

t = tempo de escoamento no funil-V (s).

As correções ou ajustes para o concreto são realizadas especialmente no

teor de aditivo superplastificante utilizando-se o slump flow e o funil-V em escala maior.

Finalmente, são realizados ensaios para a determinação da capacidade de enchimento com a

caixa-U.

O método de Okamura não expõe os limites aceitáveis nos ensaios para os

concretos. O método leva ao consumo excessivo de pasta e, conseqüentemente de

aglomerantes, tendo como conseqüência elevadas resistências.

50

b) Método proposto por Gomes

O método proposto por Gomes (2002) foi desenvolvido à partir das

pesquisas em concretos de alta desempenho realizados por Toralles-Carbonari (1996),

adotando as seguintes etapas:

• otimização do teor de aditivo superplastificante e do teor de finos para se

obter pastas com alta fluidez e boa coesão;

• determinação do esqueleto de agregados com o mínimo índice de vazios;

• determinação do teor de pasta que promove as propriedades

fundamentais para as misturas auto-adensáveis, como a habilidade em fluir, habilidade em

passar e a resistência à segregação, assim como a resistência à compressão.

O método considera que a capacidade de fluxo do concreto é

fundamentalmente governada pela composição e o volume da pasta. Nos estudos com a fase

pasta, o seu teor mínimo necessário no concreto é aquele que preenche os vazios do esqueleto

granular e, garante a fluidez mantendo separadas as partículas dos agregados.

O esqueleto granular, por sua vez, influencia na habilidade em passar e na

resistência ao bloqueio.

Para o desenvolvimento de ensaios, Gomes (2002) adota o cone de Marsh

para os procedimentos realizados com pastas. Para a otimização do esqueleto granular,

empregam-se recipientes metálicos com volume conhecido. E, para a avaliação das

propriedades auto-adensáveis dos concretos são utilizados o slump flow, o funil-V e a caixa-L.

Os equipamentos utilizados para avaliar a auto-adensabilidade dos concretos

estão descritos nos próximos itens.

A utilização do método proposto por Gomes (2002) leva à produção de

concretos com alta resistência, pois emprega um teor de pasta elevado; sendo que o teor de

aditivo superplastificante está relacionado ao seu ponto de saturação, evitando a

superdosagem.

A figura 7 representa as etapas deste método de dosagem.

51

Figura 7 – Fluxograma do método de dosagem proposto por Gomes (2002)

c) Método proposto por Repette-Melo

O método foi descrito por Melo (2005), consistindo essencialmente em

adotar a resistência como parâmetro inicial de dosagem e partir para ensaios inicialmente na

pasta, depois com a argamassa e, finalmente, com o concreto e ajustes finais.

No estudo da composição da pasta, o teor de finos é ajustado segundo a

relação a/c definida para a resistência exigida e o cimento utilizado, de modo que se garanta a

estabilidade da mistura. O ponto de saturação do aditivo superplastificante é obtido por meio

do cone de Marsh, sendo que o viscosímetro pode ser também empregado para a avaliação

das propriedades reológicas.

Seleção dos Componentes (baseado na disponibilidade)

Definição de a/c Dimensão máxima do agregado graúdo < 20mm

Teor de aditivo superplastificante e teor de finos

Relação areia/agregados

Composição da pasta Esqueleto granular

Composição do concreto (variando volumes de pasta)

Volume de pasta (necessária para a auto-adensabilidade e resistência)

52

Partindo para o estudo com a argamassa, define-se o teor de agregado miúdo

em relação ao volume total de argamassa, ajustando-se o teor de finos e do aditivo

superplastificante. Nesta fase as composições são avaliadas por meio do espalhamento e

Funil-V em escala reduzida. Para o proporcionamento adequado da argamassa são utilizadas

as relações propostas no método de Okamura como apresentadas pelas equações 2.2 e 2.3.

A fase final do método trabalha com o proporcionamento do concreto que

define o volume de agregado graúdo em relação ao volume total e a otimização do teor de

aditivo em função do ensaio de espalhamento, funil-V e caixa-L.

A produção do CAA neste método parte da resistência à compressão

desejada e, ao longo de seu desenvolvimento, os ensaios adotados permitem avaliar a

influência das variáveis envolvidas na dosagem, levando a um ajuste mais preciso no

proporcionamento.

2.4.5 Ensaios em CAA

O estudo do comportamento do fluxo do CAA no estado fresco em função

dos requisitos fundamentais como a habilidade em fluir, em passar por seções estreitas e

armaduras e a resistência à segregação é desenvolvido por meio de equipamentos e

procedimentos diferentes dos empregados geralmente para o concreto convencional.

Entretanto, os equipamentos utilizados para o CAA não medem

isoladamente cada um dos três requisitos, sendo utilizados grupos de equipamentos, uns mais

aptos e mais práticos que outros (TUTIKIAN, 2004).

Dentre os equipamentos e procedimentos relatados na literatura apresenta-

se, a seguir, os mais empregados para a avaliação das propriedades auto-adensáveis em

concretos. A descrição dos equipamentos e procedimentos está fundamentada em Petersson

(1999); Sedran (2000); Gomes (2002); Gettu e Agulló (2003); Tutikian (2004); FURNAS

(2004a,b,c); EFNARC (2005).

As dimensões dos equipamentos não estão, ainda, padronizadas, o que leva

à interpretação de resultados obtidos dentre diversos autores. Neste trabalho, as dimensões

foram adotadas como propostas por Gettu e Agulló (2003).

53

2.4.5.1 Espalhamento (E1)

O slump flow test é o ensaio mais simples e fácil de operar, pois utiliza o

mesmo cone de Abrams empregado para a verificação da trabalhabilidade no concreto

convencional vibrado, sendo um dos mais utilizados para avaliar o CAA tanto em laboratório

quanto no canteiro de obra. Diversos autores denominam este ensaio como de extensão de

fluxo ou slump flow.

O ensaio consiste em medir o diâmetro do concreto espalhado em duas

direções (diâmetro maior e menor) após o levantamento do cone de Abrams e calcular a

média, caracterizando o espalhamento (E1), como mostra a figura 8.

O objetivo principal é avaliar a capacidade do concreto em deformar sob seu

próprio peso. Permite, ainda, avaliar a estabilidade da mistura – separação dos agregados

graúdos da argamassa e a exsudação.

(a) Equipamentos necessários (b) Medição do espalhamento

Figura 8 – Ensaio de espalhamento

Misturas com maior deformabilidade e fluidez apresentam um maior

espalhamento (E1). Está relacionada diretamente com a tensão de escoamento (τ0) da mistura,

sendo que valores elevados para E1 indicam baixa tensão de escoamento.

Dentre várias indicações encontradas na literatura, constata-se que os limites

mínimos e máximos aceitáveis variam entre 55 a 80 cm, respectivamente.

54

2.4.5.2 Tempo de fluidez ( T500)

Este ensaio mede o tempo que o concreto leva para atingir o diâmetro de

espalhamento de 50 cm e, permite avaliar a viscosidade da mistura simultaneamente com o

espalhamento. Concretos com baixa viscosidade apresentam, portanto, um menor tempo de

fluidez (T500).

Os limites aceitáveis indicados por diversos autores variam entre 1 a 12

segundos. Valores baixos indicam excessiva fluidez e baixa viscosidade do concreto, podendo

levar à instabilidade da mistura. Ao contrário, valores elevados revelam excessiva coesão, não

proporcionando o preenchimento completo das fôrmas.

2.4.5.3 Funil-V

O ensaio com o funil-V permite avaliar a viscosidade dos concretos auto-

adensáveis e, previamente pode descrever a capacidade em passar em seções restritas ou

congestionadas. Com o equipamento mede-se o tempo de escoamento para um determinado

volume de concreto passar por uma seção (bocal) reduzida na sua extremidade inferior, como

mostra a figura 9.

(a) abertura da portinhola (b) todo o concreto escoado

Figura 9 – Ensaio com o funil-V

55

Como o fluxo de concreto deve passar pela seção estreita do funil, o

resultado obtido indica o risco de bloqueio da mistura pelo aumento do contato entre os grãos

da mistura.

2.4.5.4 Caixa-L

A caixa-L permite avaliar, na direção horizontal, a facilidade com que o

fluxo do concreto passa pela armadura sem bloqueio, mantendo-se coeso e sem segregação.

Permite também avaliar a fluidez do concreto após passar pela armadura, como mostra a

figura 10.

Com o equipamento é medido o tempo de fluidez (s) entre o instante do

início do fluxo e aquele em que o CAA atinge uma distância de 20cm (T20) e 40cm (T40) ao

longo da caixa-L. São medidos, após cessado o fluxo, as alturas inicial (H1) e final (H2) do

concreto na parte horizontal do equipamento.

Figura 10 – Caixa-L

Os limites aceitáveis adotados por diversos pesquisadores são T20 ≤ 0,5 a 1,5

segundos e para T40 ≤ 2 a 6 segundos. Para o coeficiente de bloqueio (H2 / H1) os valores mais

indicados variam entre 0,80 a 0,90.

56

2.4.5.5 Anel japonês

O ensaio com o anel japonês permite avaliar conjuntamente a habilidade em

fluir na direção horizontal e passar pelas armaduras.

Consiste em utilizar os mesmos equipamentos e procedimentos do ensaio de

espalhamento, porém posicionando em seu centro um anel metálico com diâmetro de 30 cm e

altura de 10 cm contendo barras metálicas, como registrado na figura 11. As barras metálicas

simulam as armaduras.

No ensaio, após cessado o fluxo, são medidas a altura interna (Hi) e a

externa (He), respectivamente junto ao anel da camada de concreto espalhado, bem como o

diâmetro referente ao espalhamento do concreto (E2). Os limites indicados por diferentes

pesquisadores para Hi – He variam entre 10 e 15 mm.

Figura 11 – Espalhamento (E2) medido com o anel japonês

2.5 Comportamento no Estado Endurecido

As pesquisas em CAA têm tratado, na grande maioria, das propriedades no

estado fresco, devido às vantagens no uso e aplicação desse material principalmente nos

serviços de concretagem.

57

Entretanto, o estudo do comportamento das propriedades no estado

endurecido merece atenção, não apenas pela relevância quando aos aspectos relacionados ao

projeto estrutural e durabilidade, mas também para fornecer informações à dosagem que

propiciem produzir misturas mais econômicas.

No estado endurecido, Melo (2005) elenca, em síntese, as principais

características do CAA, como:

• microestrutura mais homogênea;

• melhoria da resistência à compressão, se comparado com o concreto

convencional para uma mesma relação a/c;

• tendência de redução do módulo de elasticidade;

• melhoria na aderência entre barras de aço e o concreto;

• melhoria da durabilidade.

De modo geral, a EFNARC (2005) afirma que são comparáveis as

propriedades no estado endurecido entre o CAA e o concreto convencional vibrado, para um

mesmo nível de resistência à compressão.

A seguir são apresentados alguns aspectos quanto ao estado endurecido do

CAA de interesse desta dissertação.

2.5.1 Resistência mecânica

A resistência à compressão é, geralmente, a característica relevante do

concreto, em virtude da facilidade em ensaiar, da responsabilidade estrutural e pela correlação

com demais características também importantes, como a resistência à tração e o módulo de

deformação. Pode, ainda, indicar a qualidade do material e, conseqüentemente, a durabilidade

das peças.

Os materiais e as proporções destes exigidos para produzir CAA, como o

emprego de superplastificante e a redução da relação água/aglomerante, consumo elevado de

finos e, conseqüentemente, alto teor de pasta e a redução do volume de agregado graúdo são

os principais fatores que governam as propriedades mecânicas deste tipo de concreto.

Na mesma direção, Proske e Graubner (2000) ressaltam que as propriedades

no estado endurecido do CAA, como resistência mecânica e o comportamento à deformação

são fortemente influenciados pelos agregados.

58

Geralmente, misturas com elevado consumo de cimento levam ao aumento

no teor de ar incorporado, conseqüentemente há uma redução da resistência mecânica

(MEHTA e MONTEIRO, 1994).

Entretanto, no CAA a resistência à compressão é ligeiramente maior que o

concreto convencional vibrado, para uma mesma relação água/cimento ou água/aglomerante,

devido à melhoria na interface entre a pasta endurecida e o agregado (EFNARC, 2005;

KLUG e HOLSCHEMACHER, 2003).

Com relação às características da microestrutura, o CAA apresenta um

comportamento de maior isotropia e densidade, o que também leva à melhoria da resistência

mecânica (RILEM TC 188, 2006).

Gomes et al (2006) comparam a evolução da resistência à compressão de

CAA com a idade obtida experimentalmente com os modelos previstos na NBR 6118 (2003)

e CEB-FIP (1990), constatando a similaridade no comportamento. A mesma comparação foi

realizada por Klug e Holschemacher (2003), chegando à mesma conclusão quando se

compara resultados experimentais com a previsão do comportamento do CEB-FIP (1990).

Quanto a resistência à tração, seu comportamento também segue o

constatado nos concretos de alto desempenho vibrado, sendo que para maiores resistências, a

relação ft/fc tende a diminuir (KLUG e HOLSCHEMACHER, 2003).

Contudo, Felekoğlu et al. (2007) constata que a relação ft/fc é ligeiramente

maior no CAA, para o mesmo nível de resistência, devido à melhor homogeneidade do

concreto.

2.5.2 Módulo de Deformação

Neste trabalho, optou-se por utilizar o termo módulo de deformação, e não o

termo módulo de elasticidade, para caracterizar a relação entre a tensão aplicada e

correspondente deformação instantânea lida, pois esse material geralmente apresenta um

comportamento não-linear na fase elástica; seguindo também a nomenclatura adotada pela

NBR 8522 (2003).

Como a maior proporção em volume do concreto corresponde ao agregado,

o tipo e o volume total de agregado na mistura são os fatores que mais influenciam o módulo

de deformação. Agregados com maior módulo de deformação aumentam o módulo de

deformação do concreto, assim como misturas com maior volume de agregado na mistura

59

apresentam, conseqüentemente, maior módulo de deformação (KLUG e

HOLSCHEMACHER, 2003).

Proske e Graubner (2005) relatam que teores de argamassa menores levam

ao aumento do módulo de deformação. Afirmam, ainda, que com a diminuição da dimensão

máxima do agregado graúdo, para um mesmo teor de argamassa, constata-se o aumento do

módulo de deformação.

Os motivos expostos explicam a diminuição que o CAA apresenta,

normalmente, para o módulo de deformação, se comparado ao concreto convencional vibrado

para um mesmo nível de resistência.

Domone (2007) afirma que o módulo de deformação do CAA para alta

resistência diminui em torno de 5% se comparado ao concreto convencional vibrado e, que a

diminuição do módulo de deformação está relacionada com a menor quantidade de agregados

neste tipo de concreto.

Entretanto, a relação entre E / (fc)0,5, onde E é o módulo de deformação e fc

é a resistência à compressão, para o CAA é similar ao encontrado no concreto convencional

vibrado (OUCHI et al., 2003).

Felekoğlu et al. (2007) apresentam, dentre diversos pesquisadores, os

valores obtidos para a relação entre E / (fc)0,5 com CAA variando entre, aproximadamente, 3,7

a 4,8.

Quanto ao tipo de carregamento no ensaio, Almeida (2005) afirma que a

aplicação de carga estática gera certa dificuldade na determinação de um único valor para o

módulo de deformação – secante ou tangente inicial – e, que a utilização de carregamentos

dinâmicos não-destrutivos fornece o valor do módulo de deformação de forma mais precisa.

O módulo de deformação é maior que o estático, diferindo em

aproximadamente 20 % para concretos com alta resistência, 30 % para média e 40 % para

baixa resistência à compressão (MEHTA e MONTEIRO, 1994).

A determinação do módulo de deformação dinâmica utiliza, dentre outros

métodos disponíveis, a medição da velocidade de propagação de ondas ultra-sônicas, sendo

fácil a sua utilização e a leitura de resultados.

De maneira geral, os agregados apresentam maior módulo de elasticidade e

velocidade de propagação de ondas do que a pasta de cimento, portanto concretos com

maiores quantidades de agregados apresentam maior velocidade (CHUNG e LAW, 1983).

60

2.5.3 Fluência

A fluência é definida como o aumento gradual na deformação ao longo do

tempo segundo uma carga (tensão) constante aplicada, sendo que em ambientes mantidos com

umidade do ar saturado e temperatura constante a deformação é denominado por fluência

básica, de interesse desta pesquisa.

Em concretos de alto desempenho, a fluência básica é a parte mais

importante da fluência total; entretanto, é difícil separar o efeito do comportamento elástico

instantâneo do resto da deformação (CARBONARI, 1996a).

De um modo geral, a fluência se origina na pasta de cimento endurecida,

sendo que o agregado contribui restringindo as deformações decorrentes do fenômeno

(NEVILLE, 1997).

Com relação à pasta de cimento endurecida, a maior compacidade a nível

microestrutural e uma menor quantidade de água livre reduzem a deformação por fluência

(CARBONARI, 1996a).

Quanto às adições minerais, o aumento do teor de cinza volante diminui a

fluência, se comparado com concretos sem seu emprego. A cinza volante contribui para o

aumento da resistência dos concretos em idades mais avançadas, levando à pastas endurecidas

menos deformáveis. Teores baixos de sílica ativa levam a redução da fluência pela melhoria

da microestrutura, contudo o aumento no teor desse material (16 a 30%) leva, inversamente,

ao aumento da fluência (BROOKS, 1999).

Brooks (1999) relata, ainda, que ocorre um aumento na fluência se

comparadas misturas de mesmo traço com ou sem aditivos químicos, devido à habilidade

destes produtos em incorporar ar.

No que se refere aos agregados, concretos com maior teor de agregado

apresentam menor deformação por fluência, para o mesmo nível de resistência.

Proske e Graubner (2005) relatam que o aumento da dimensão máxima do

agregado graúdo leva à diminuição da fluência. No CAA produzido pelos autores com

resistência à compressão média de 60 MPa, para uma condição controlada de umidade (45%)

e temperatura (20ºC), com carregamento ao longo de 100 dias gerando uma tensão interna de

33% da resistência à ruptura, a retração devida à fluência cai de 0,8 ‰ (agregado graúdo com

dimensão máxima de 8 mm) para aproximadamente 0,6 ‰ (agregado graúdo com dimensão

máxima de 16 mm).

61

No presente trabalho, a fluência é expressa por meio do coeficiente de

fluência, como a relação entre a deformação por fluência e a deformação instantânea. Por

deformação instantânea, entende-se aquela que se apresenta no momento da aplicação da

carga (tensão).

A avaliação da fluência básica pode ser realizada utilizando-se vigas nos

ensaios, ao invés dos corpos-de-prova cilíndricos, reduzindo os custos envolvidos nestes

ensaios, o que se propõe no programa experimental.

Carbonari et al. (2004) estudaram o comportamento da fluência em vigas

armadas bi-apoiadas, seladas e não seladas. A hipótese básica, nesses casos, é que a armadura

de tração não aumenta sua deformação segundo o aumento das deformações de fluência do

concreto em sua região comprimida (CARBONARI, 1996a).

62

33.. PPRROOGGRRAAMMAA EEXXPPEERRIIMMEENNTTAALL

Neste capítulo são apresentados o programa experimental, a descrição dos

materiais empregados e os métodos de ensaio utilizados no desenvolvimento da pesquisa.

Todos os ensaios, nesta fase experimental, foram realizados no Laboratório

de Materiais de Construção do Centro de Tecnologia e Urbanismo da Universidade Estadual

de Londrina.

3.1 Etapas do Programa

Para atingir o objetivo proposto, o programa experimental foi dividido em

etapas, iniciando pela seleção e caracterização dos materiais empregados, a dosagem do CAA

segundo o método apresentado por Gomes (2002) e, após, a avaliação das características e

propriedades, no estado fresco e endurecido, dos concretos produzidos.

3.1.1 Seleção e caracterização dos materiais

A disponibilidade local, a adequação às exigências quanto à produção do

CAA e, a incorporação de resíduos gerados em processos industriais foram os principais

fatores na escolha dos materiais empregados nesta pesquisa.

Com o emprego de materiais disponíveis na região de Londrina/PR,

acredita-se que não haverá uma elevação de custo e, portanto, uma maior facilidade de

disseminação da produção e uso do CAA na região.

Assim foram selecionados a areia natural grossa quartzosa proveniente do

rio Paraná (cidade de Nova Londrina/PR), a areia artificial e os agregados graúdos da

britagem do basalto produzidos na cidade de Londrina/PR. A cinza volante é proveniente da

queima do carvão mineral na produção de energia elétrica na usina termelétrica implantada na

cidade de Figueira/PR.

A sílica ativa e o aditivo superplastificante, apesar de não serem produzidos

na região, são facilmente adquiridos no mercado local.

63

Na caracterização dos materiais foram utilizadas as informações fornecidas

pelos fabricantes, como para o cimento Portland, a sílica ativa, a cinza volante e o aditivo

superplastificante. Os agregados foram caracterizados por meio de ensaios normalizados pela

ABNT.

3.1.2 Determinação do esqueleto granular ótimo

O método de dosagem adotado neste trabalho para a produção do CAA

seguiu as diretrizes propostas por Gomes (2002). Uma das principais fases deste método de

dosagem trata da determinação da composição ótima entre os agregados, sendo esta a que

acarreta um menor volume de vazios.

O esqueleto granular ótimo foi obtido por meio de ensaios em laboratório,

misturando-se os agregados secos em diferentes proporções. Para cada composição de

agregados a massa unitária compactada foi determinada e, conhecida previamente a massa

específica dos agregados empregados, calculou-se o volume de vazios entre os grãos.

Neste trabalho, após ensaios, adotou-se dois esqueletos granulares ótimos,

sendo uma mistura ternária composta por areia natural grossa, areia artificial e brita zero e,

uma mistura quaternária de areia natural grossa, areia artificial, brita zero e brita 1.

3.1.3 Estudo do teor de pasta excedente no concreto

Nesta etapa, buscou-se encontrar o teor de pasta (%) excedente necessário

para preencher os vazios entre os agregados segundo os esqueletos granulares otimizados e,

propiciar a produção de concretos com propriedades auto-adensáveis em seu estado fresco.

Os materiais e respectivos teores empregados na produção da pasta foram

fixados fundamentando-se no trabalho experimental realizado por Toralles-Carbonari et al.

(2004). Desta forma, a pasta foi composta por cimento Portland CP V ARI, 10% (expresso em

relação à massa do cimento) de uma das adições minerais – cinza volante ou sílica ativa, 0,4%

(expresso em porcentagem de sólidos de aditivo em relação à massa de cimento) de aditivo

superplastificante (policarboxilato).

64

A relação água/cimento foi fixada em 0,33, para que o concreto produzido

apresentasse no estado fresco as propriedades exigidas aos auto-adensáveis e no estado

endurecido atingisse um alto desempenho.

O estudo do teor de pasta excedente desenvolveu-se em concretos

produzidos com os materiais, quantidades e esqueletos granulares ora definidos; sendo assim,

foram produzidas quatro misturas, variando-se os dois tipos de adição e os esqueletos

granulares otimizados. O teor de pasta excedente estudado variou entre 5, 10 e 15% (em

volume).

As propriedades auto-adensáveis destas quatro misturas, para cada teor

excedente de pasta, foram avaliadas segundo a habilidade em fluir, habilidade em passar e

resistência à segregação, por meio dos seguintes ensaios: espalhamento (slump flow), funil-V,

caixa-L e o anel japonês. Os limites de aceitação para cada ensaio foram adotados conforme

Gettu e Agulló (2003).

A análise dos resultados destes ensaios permitiu encontrar o menor teor de

pasta excedente às misturas que proporcionasse a obtenção de concretos com propriedades

auto-adensáveis.

3.1.4 Avaliação das propriedades do CAA no estado fresco

A partir das etapas anteriores, quatro traços de concreto foram definidos

para prosseguir com o desenvolvimento da pesquisa. Para cada traço, 100 litros de concreto

foram produzidos em uma betoneira estacionária de eixo inclinado; resultando na produção de

400 litros de concreto.

Para a avaliação das propriedades auto-adensáveis destes quatro concretos,

utilizou-se novamente os seguintes ensaios: espalhamento (slump flow) e T500, funil-V e funil-

V após 5 minutos, caixa-L e o anel japonês.

Neste experimento, não se analisou a perda de fluidez das misturas ao longo

do tempo.

A massa específica e o teor de ar incorporado destes concretos foram,

também, obtidos, sendo que esta última característica foi ensaiada de acordo com os

procedimentos orientados pelo fabricante do equipamento.

65

3.1.5 Comportamento do CAA no estado endurecido

Os concretos avaliados quanto às propriedades auto-adensáveis foram

utilizados para a moldagem de corpos-de-prova cilíndricos Ø10x20 cm, visando à

determinação da resistência à compressão a 1, 7, 28 e 63 dias, a resistência à tração a 1, 28 e

63 dias e, o módulo de deformação estático e dinâmico aos 28 dias.

Além disso, parte do concreto produzido foi utilizado para moldagem de

vigas armadas com dimensões de (5x10x130) cm, curadas em câmara úmida por 28 dias para,

posteriormente, serem ensaiadas à fluência.

Nas vigas moldadas, também foi verificada a homogeneidade do CAA ao

longo do comprimento das mesmas, segundo o modo de lançamento. Para tanto, utilizou-se

um equipamento ultra-sônico - PUNDIT.

O quadro 1 apresenta um resumo do procedimento experimental adotado

nesta pesquisa.

Quadro 1 – Resumo do programa experimental

Etapa Objetivo Ensaio

Seleção e

caracterização dos

materiais

Selecionar e caracterizar os materiais

para a pesquisa Normalizados pela ABNT

Determinação do

esqueleto granular

ótimo

Encontrar a composição entre

agregados que apresente o menor

volume de vazios entre os grãos

Massa unitária compactada da

composição de agregados e massa

específica do agregado

Estudo do teor de

pasta excedente

Encontrar o teor excedente de pasta

que propicie a produção de

concretos auto-adensáveis

Ensaios de espalhamento (slump flow),

funil-V, caixa-L e anel japonês

Avaliação das propriedades auto-

adensáveis e análise da influência

das variáveis estudadas

Ensaios de espalhamento (slump flow) e

T500, funil-V e funil-V após 5 minutos,

caixa-L e anel japonês

Avaliação das

propriedades no

estado fresco do

CAA

Avaliação e comparação da

incorporação de ar entre os

concretos

Teor de vazios

Continua ...

66

Conclusão.

Etapa Objetivo Ensaio

Avaliação da resistência mecânica

(fc e ft) e análise da influência das

variáveis estudadas

Normalizados pela ABNT, para as

idades de 1, 7, 28 e 63 dias em corpos-

de-prova cilíndricos

Ensaio estático em corpos-de-prova

cilíndricos, normalizados pela ABNT Avaliação do módulo de deformação

e análise da influência das variáveis

estudadas Ensaio dinâmico com uso de ultra-som

em corpos-de-prova cilíndricos e vigas

Avaliação do

comportamento no

estado endurecido

do CAA

Avaliação da fluência e análise da

influência das variáveis estudadas

Ensaio em vigas isostáticas engastadas-

livre com carga constante

3.2 Materiais

Neste item são descritos os materiais utilizados no desenvolvimento da fase

experimental desta pesquisa e os critérios adotados para a seleção dos mesmos.

Os materiais empregados na pesquisa são os disponíveis e fornecidos

comercialmente na região de Londrina/PR.

A areia natural grossa quartzosa é extraída do rio Paraná na cidade de Nova

Londrina/PR e as britas de basalto (brita zero e brita 1) são obtidas por britagem em pedreira

na cidade de Londrina/PR.

A areia artificial utilizada é um subproduto da produção das britas de basalto

da mesma pedreira fornecedora do agregado graúdo. A cinza-volante utilizada é um resíduo

da queima de carvão mineral em usina termelétrica na cidade de Figueira/PR, distante

aproximadamente 100 km de Londrina/PR. Ambos materiais são resíduos de processos

industriais que, se incorporados na produção de concretos, minimizam o impacto ambiental

por eles provocado.

As informações das características físicas, mecânicas e/ou químicas do

cimento Portland, da sílica ativa, da cinza volante e do aditivo superplastificante foram

fornecidas pelos fabricantes. Os demais materiais foram caracterizados em laboratório, de

acordo com métodos normalizados.

67

3.2.1 Cimento Portland

O cimento Portland escolhido foi o tipo CP V ARI que, devido à elevada

finura, favorece a produção de misturas mais fluidas (menor tensão de escoamento) e coesas

(maior viscosidade). Outro fator que levou à escolha deste tipo de cimento refere-se à maior

resistência inicial, se comparada a outros cimentos. Tal fato facilita a desmoldagem em idades

precoces de peças moldadas no laboratório, principalmente as vigas.

As características físicas, mecânicas e químicas do cimento Portland foram

fornecidas pelo fabricante e estão apresentadas nas tabelas 4 e 5.

Tabela 4 – Características físicas e mecânicas do CP V ARI

Características Físicas e MecânicasValor

Médio

Valor

Limite Normalização

Início de Pega 163 min ≥ 60 min NBR NM 65

Fim de Pega 269 min ≤ 600 min NBR NM 65

Finura na # 325 2,89 % --- NBR 11579

Finura Blaine 4.092 cm²/g≥ 3.000

cm²/g NBR NM 76

Resistência à Compressão (1 dia) 26,0 MPa ≥ 14,0 MPa NBR 7215

Resistência à Compressão (3 dias) 36,4 MPa ≥ 24,0 MPa NBR 7215

Resistência à Compressão (7 dias) 42,2 MPa ≥ 34,0 MPa NBR 7215

Resistência à Compressão (28 dias) 50,8 MPa - NBR 7215

Fonte: Fabricante.

Tabela 5 – Características químicas do CP V ARI

Composição Química Valor

Médio (%)

Valor

Limite (%)Normalização

SO3 3,05 % ≤ 3,5 NBR 5745

Perda ao Fogo 2,8 % ≤ 4,5 NM 18

Resíduo Insolúvel 0,61 % ≤ 1,0 NM 15

Fonte: Fabricante.

68

3.2.2 Adições minerais

Dentre as adições minerais disponíveis optou-se pela cinza volante e a sílica

ativa, visando propiciar uma determinada quantidade de finos que promovesse a viscosidade e

a coesão exigida ao CAA no estado fresco.

A sílica ativa foi escolhida em virtude da melhoria das propriedades no

estado fresco e, por resultar em concretos de mais alto desempenho. A cinza volante, por ser

produzida em grande quantidade na região próxima à Londrina/PR, favorece a diminuição de

custo da produção do CAA.

O teor de adição, em relação à massa de cimento, foi adotado igual a 10%

para ambos os materiais. A fixação neste teor deveu-se a ótima relação custo/desempenho da

sílica ativa, comprovado por diversos autores na literatura. Assim, para facilitar a análise e

comparação de resultados entre CAA produzidos, o mesmo teor de 10% foi também utilizado

para a adição de cinza volante.

As características físicas e químicas das adições minerais estudadas estão

apresentadas nas tabelas 6 a 8.

Tabela 6 – Características físicas da sílica ativa

Características Valores

Massa Específica 2,20 g/cm³

Massa Unitária 0,55 g/cm³

Superfície Específica 20.000 cm²/g

Formato esférico

Fonte: Fabricante.

Tabela 7 – Características físicas da cinza volante

Características Valores

Massa Específica 2,35 g/cm³

Finura Blaine 17.500 cm²/g

Fonte: Fabricante.

69

Tabela 8 – Características químicas da sílica ativa

Características Valores (%)

Perda ao Fogo 1,5

SiO2 91

Al2O3 0,1

Fe2O3 0,7

CaO 1,1

MgO 1,5

Al2O3 0,1

Na2O 0,39

K2O5 0,44

Fonte: Fabricante.

3.2.3 Agregados

Os agregados utilizados foram a areia natural grossa quartzosa, a areia

artificial, a brita zero e a brita 1 de basalto.

Estes materiais foram combinados no desenvolvimento da fase

experimental, visando obter uma maior compacidade do esqueleto granular, e

conseqüentemente, a minimização do consumo de pasta.

A areia artificial foi escolhida por apresentar alto teor de finos, que

contribuiu, ainda, para a melhoria da estabilidade dos concretos.

3.2.3.1 Agregados miúdos

Os agregados miúdos utilizados neste experimento foram a areia natural

grossa quartzosa e a areia artificial de basalto.

A areia natural escolhida foi a grossa, devido ao fato desta apresentar uma

distribuição granulométrica contínua, o que contribuiu positivamente na compacidade do

esqueleto granular ótimo.

70

A amostragem destes materiais respeitou a NBR NM 26 (2001) para coleta

em pilhas e reduzida para uma amostra de ensaio, em laboratório, conforme a NBR NM 27

(2001).

Para caracterizar os agregados miúdos foi determinada a massa específica de

acordo com a NBR NM 52 (2003), a massa unitária no estado solto – método B da NBR NM

45 (2002) e NBR 7251 (1982), a massa unitária no estado compactado – método A da NBR

NM 45 (2002), a absorção de água segundo a NBR NM 30 (2001) e NBR NM 52 (2003), o

material pulverulento ou fino que passa na peneira 75µm por lavagem conforme a NBR NM

46 (2003) e, a composição granulométrica pela NBR NM 248 (2003).

3.2.3.2 Agregados graúdos

Os agregados graúdos empregados são artificiais, obtidos por britagem de

rocha basáltica, sendo a brita zero e a brita 1. A amostragem dos mesmos respeitou os

procedimentos da NBR NM 26 (2001) para coleta em pilhas e redução para uma amostra de

ensaio, em laboratório, conforme a NBR NM 27 (2001).

A dimensão máxima característica do agregado graúdo para estudo da

influência nas propriedades do CAA, foi adotada como correspondendo à brita zero (9,5 mm)

e brita 1 (19 mm), pois dimensões maiores que 20 mm elevariam o risco a segregação e ao

bloqueio da mistura frente à armadura e seções estreitas, desestabilizando-as.

Para caracterizá-los foi determinada a massa específica e a absorção de água

conforme a NBR NM 53 (2003), a massa unitária no estado solto – método B da NBR NM 45

(2002) e NBR 7251 (1982), a massa unitária no estado compactado - método A da NBR NM

45 (2002), o material pulverulento ou fino que passa na peneira 75µm por lavagem segundo a

NBR NM 46 (2003) e, a composição granulométrica de acordo com a NBR NM 248 (2003).

3.2.4 Água

Na produção dos concretos foi utilizada água potável da rede de

abastecimento público da cidade de Londrina/PR, sendo fornecida pela Companhia de

Saneamento do Paraná – SANEPAR.

71

3.2.5 Aditivo

Neste experimento foi utilizado apenas aditivo superplastificante à base de

cadeias de éter-policarboxílico modificado, isento de cloretos, para a promoção da necessária

fluidez e deformabilidade da mistura. Não foi utilizado aditivo modificador de viscosidade.

As características do aditivo superplastificante estão apresentadas na tabela

9, fornecidas pelo fabricante.

Tabela 9 – Características físicas do aditivo superplastificante

Características Valor

Base Química Éter-policarboxilatos

Massa Específica (g/cm³) 1,06 ± 0,02

Teor de Sólidos (%) 28,5 a 31,5

Estado físico Líquido

Cor Bege

pH 5 a 7

Viscosidade (cps) 95 a 160

Fonte: Fabricante.

O teor de aditivo superplastificante está expresso em função do teor de

sólidos. Para este aditivo o teor de sólidos foi de 30%. Ressalta-se que a parte líquida do

aditivo, no caso específico, 70% foi descontada do consumo total de água na mistura.

3.3 Dosagem do CAA

Neste item são descritos os métodos de ensaio, os quais estão

fundamentados na normalização brasileira, visando compor a dosagem do CAA. Os métodos

que divergiram ou não foram contemplados por normas brasileiras, são descritos e

justificados.

72

3.3.1 Caracterização dos agregados

Os agregados selecionados foram ensaiados, visando obter as características

físicas e mecânicas que interferiram na produção e nas propriedades do CAA.

Os ensaios e respectivos métodos normalizados utilizados estão

apresentados no quadro 2.

Quadro 2 – Ensaios e normas utilizadas na caracterização dos agregados

Ensaios Normalização

Massa específica NBR NM 52 (2003)

Massa unitária no estado solto método B da NBR NM 45 (2002)

Massa unitária no estado compactado método A da NBR NM 45 (2002)

Absorção de água NBR NM 30 (2001)

Material pulverulento (# 75μm) NBR NM 46 (2003)

Composição granulométrica NBR NM 248 (2003)

3.3.2 Determinação do esqueleto granular ótimo

A massa unitária da composição dos agregados foi determinada no estado

compactado a partir de uma adaptação a NBR 7810 (1983).

Inicialmente, os agregados secos em proporções previamente calculadas

foram misturados manualmente em uma bandeja metálica, até a garantia de uma perfeita

homogeneização. Em um recipiente cilíndrico, com volume aferido de 5 litros, lançou-se em

três camadas iguais a mistura de agregados, adensadas com 30 golpes. O adensamento foi

realizado com um soquete metálico. Completado o volume do recipiente, o topo foi arrasado e

todo o conjunto pesado em uma balança eletrônica (precisão de 1 g). Descontada a massa do

recipiente, calculou-se a massa unitária da composição conforme a equação 3.1.

vmc=γ (3.1)

onde:

73

γ = massa unitária compactada da composição (g/cm³);

mc = massa dos agregados (g) e;

v = volume do recipiente (cm³).

A figura 12 mostra os equipamentos utilizados no desenvolvimento deste

ensaio.

Figura 12 – Equipamentos para a determinação da massa unitária compactada

As seguintes misturas foram ensaiadas seguindo a ordem de:

- mistura binária (M1): areia natural grossa e areia artificial;

- mistura ternária (M2): M1 e brita zero;

- mistura quaternária (M3): M2 e brita 1.

De posse dos dados do ensaio de compacidade, realizou-se o cálculo do

índice de vazios de acordo com a equação 3.2.

100

%%1

%%1

(%)

2

2

1

1

2

2

1

1

δδ

γ

δδ

aa

aa

IV

m

+

−+

= (3.2)

onde:

74

IV(%) = índice de vazios (%);

%a1 e %a2 = proporções (%) em massa dos agregados na mistura;

δ1 e δ2 = massas específicas (g/cm³) dos agregados e;

γm = massa unitária no estado compactado da mistura (g/cm³).

3.3.3 Estudo do teor de pasta excedente

A pasta, nesta etapa experimental, foi composta por cimento Portland, uma

das adições minerais (sílica ativa ou cinza volante), água e aditivo superplastificante, segundo

os teores já definidos.

Para o estudo do teor de pasta excedente foram produzidas quatro misturas,

identificadas no quadro 3 conforme as variáveis estudadas neste trabalho.

Quadro 3 – Identificação dos concretos

Materiais

Dimensão Máxima do

Agregado Graúdo Adição Mineral Código

Brita zero Brita 1 Sílica Ativa Cinza Volante

B0SA X X

B0CV X X

B1SA X X

B1CV X X

Os consumos destes quatro concretos foram obtidos para uma produção de

50 litros de mistura. O volume de pasta para cada um destes concretos foi adotado,

inicialmente, como sendo igual ao volume de vazios (índice de vazios) dos esqueletos

granulares otimizados.

Após, determinou-se os consumos de materiais para os quatros concretos,

variando-se o teor de pasta excedente em 5, 10 e 15% (em volume).

A avaliação de cada mistura quanto às propriedades no estado fresco para a

habilidade em fluir, habilidade em passar e a resistência à segregação foram realizadas por

75

meio dos seguintes ensaios: espalhamento (slump flow), funil-V, caixa-L e o anel japonês. Os

limites de aceitação para cada ensaio foram adotados conforme Gettu e Agulló (2003).

Após a realização dos ensaios foi possível fixar o menor teor de pasta

excedente necessário para a obtenção de concretos com propriedades auto-adensáveis,

respeitando os limites estabelecidos em cada ensaio. Para cada mistura estudada foi fixado o

mesmo teor de pasta excedente.

3.3.4 Avaliação das propriedades do CAA no estado fresco

Nesta etapa, os traços para os diferentes concretos auto-adensáveis foram

definidos de acordo com os resultados obtidos nos ensaios desenvolvidos anteriormente.

O equipamento de mistura utilizado foi uma betoneira estacionária de eixo

inclinado, com capacidade de cuba para 320 litros, como mostra a figura 13.

Figura 13 – Betoneira para a produção dos concretos

A ordem de carregamento da betoneira e o tempo de mistura foram:

• cimento Portland e adição mineral, mistura em seco;

• 80% do volume da água de amassamento, mistura por 2 min;

• 80% do volume do aditivo superplastificante, mistura por 9 min;

• adição dos agregados em ordem crescente de granulometria, mistura por

2 min;

76

• lançamento do restante da água e aditivo superplastificante, mistura

final por 9 min.

Ao final do período de mistura uma amostra foi retirada para a avaliação da

massa específica do concreto no estado fresco, com um recipiente cilíndrico metálico de

volume aferido (5.000 cm³), como registrado na figura 14. Também foi avaliada, por inspeção

visual, a ocorrência de exsudação.

Figura 14 – Equipamentos para determinação da massa específica do concreto fresco

Para a determinação do teor de ar incorporado das misturas frescas foi

utilizado o equipamento 54-C0170/D, como mostra a figura 15. Os procedimentos para ensaio

seguiram a especificação do fabricante:

- desacoplamento da parte superior;

- introdução do concreto no interior do recipiente cilíndrico, sem adensar;

- acoplamento da parte superior com abertura das duas válvulas;

- introdução de água destilada na válvula da esquerda, até que se note, na

válvula da direita, a saída da água inserida;

- fechamento das duas válvulas, começando pela da direita;

- bombeamento de ar até o mostrador indicar a posição “zero”, com

correções realizadas utilizando o botão “correction”;

- leitura do teor de ar incorporado no mostrador, pressionando o botão

“test”;

- concluída a leitura, liberação da pressão interna restante pressionando o

novamente botão “correction” e abertura das duas válvulas;

- desacoplamento da parte superior, retirada do concreto ensaiado e

limpeza do equipamento.

77

Figura 15 – Equipamento 54-C0170/D

Para a avaliação das três principais propriedades auto-adensáveis dos quatro

concretos foram realizados por meio do conjunto dos seguintes ensaios: espalhamento (slump

flow) e T500, funil-V e funil-V após 5 minutos, caixa-L e o anel japonês.

A utilização de vários ensaios para avaliar uma mesma propriedade teve

como intenção auxiliar a análise dos resultados, a fim de validar as conclusões emitidas.

Entre cada ensaio para verificação das propriedades auto-adensáveis, a

betoneira permaneceu parada com a abertura coberta por pano úmido. E, antes da realização

de cada ensaio, a betoneira foi colocada em movimento por 2 minutos.

Somente um resultado foi obtido por ensaio, não havendo repetição dos

procedimentos.

Os equipamentos, procedimentos de ensaio e limites de aceitação seguiram

os propostos por Gettu e Agulló (2003) e estão descritos a seguir.

78

3.3.4.1 Espalhamento (E1)

Para a realização do ensaio foi necessário uma placa metálica com

dimensões iguais a (100x100) cm, o cone de Abrams, uma concha metálica para enchimento

do cone e trena para medição.

Com a placa umedecida e nivelada sobre o piso, posicionou-se em seu

centro o cone de Abrams, fixando-o com os pés nas abetas. Um volume aproximado de 6

litros de CAA, coletado conforme a NBR NM 33 (1998), foi lançado no interior do cone, sem

adensamento. O cone foi levantado e o concreto fluiu sobre a placa. O concreto deve fluir

livremente, por seu próprio peso, formando um círculo regular. Cessado o fluxo de concreto,

foram medidos dois diâmetros (maior e menor) perpendiculares, sendo que a média destes foi

identificada como o valor para o espalhamento (E1).

O intervalo aceitável adotado para avaliar o espalhamento, neste

experimento, compreendeu entre 60 a 80 cm.

3.3.4.2 Tempo de fluidez (T500)

Com os equipamentos descritos para o ensaio de espalhamento, marcou-se,

sobre a placa de metal, partindo do centro da mesma, um círculo com 50 cm de diâmetro.

O ensaio foi realizado concomitantemente ao espalhamento. Mediu-se o

tempo entre o instante em levantar o cone de Abrams e aquele em que a mistura se espalhou e

atingiu a marca de 50 cm de diâmetro.

O ensaio foi gravado com câmera digital, permitindo que o tempo de fluidez

fosse obtido por meio do cronômetro do equipamento. Este procedimento foi adotado para

facilitar a tomada do tempo de fluidez, minimizando o erro de leitura pelo operador.

Os limites aceitáveis, nesta pesquisa, variaram entre 1 e 10 segundos.

3.3.4.3 Funil-V

O funil-V utilizado no trabalho foi construído com o formato e as dimensões

apresentadas na figura 16.

79

Utilizou-se um cronômetro para medição do tempo de escoamento (s) entre

o instante da abertura da portinhola (base do funil) e aquele em que todo o concreto fluiu.

Antes da realização do ensaio o funil foi umedecido.

Os limites aceitáveis para o tempo de escoamento foram adotados entre 6 a

10 segundos.

O ensaio foi repetido mantendo o concreto em repouso por 5 minutos antes

da abertura da portinhola, o que permitiu avaliar a segregação da mistura. O limite aceitável é

menor que 3 segundos para uma diferença entre o tempo de escoamento lido no primeiro

ensaio e neste procedimento.

Figura 16 – Croqui com o formato e as dimensões do funil-V

3.3.4.4 Caixa-L

O equipamento possuía o formato como demonstrado na figura 17, com

seção transversal retangular, sendo que as suas dimensões são (10 x 20 x 60) cm na parte

vertical e (15 x 20 x 70) cm na horizontal. Neste experimento fixou-se uma armadura com 3

barras (Ø 20,0 mm) para simular as condições de passagem do concreto pela mesma. Antes do

preenchimento com concreto (aproximadamente 12 litros) pela extremidade superior da parte

vertical, o equipamento deve ser umedecido. O concreto permaneceu em repouso por

aproximadamente 10 segundos antes do início do ensaio.

PORTINHOLA

51,5 cm

45,0 cm

15,0 cm

7,5 cm6,5 cm

80

Utilizou-se a filmagem com câmera digital para a medição do tempo de

fluidez (s) entre o instante da abertura da comporta e aquela em que o CAA atinge uma

distância de 20cm (T20) e 40cm (T40). Empregou-se, também, uma trena metálica para a

medição das alturas inicial (H1) e final (H2).

Os limites aceitáveis e adotados neste trabalho são T20 ≤ 1,5 s e T40 ≤ 2,5 s.

O coeficiente de bloqueio foi calculado como sendo H2 / H1 ≤ 0,80.

Figura 17 – Croqui da caixa-L para CAA, adaptado de Petersson (1999)

3.3.4.5 Anel japonês

Consistiu em utilizar os mesmos equipamentos e procedimentos do ensaio

de espalhamento, porém posicionando em seu centro um anel metálico com diâmetro de 30

cm e altura de 10 cm contendo barras metálicas. As barras metálicas simularam as armaduras,

sendo que o espaçamento entre elas foi maior que três vezes a dimensão máxima dos

agregados utilizados.

O cone de Abrams foi levantado, e cessado o fluxo do concreto, mediu-se,

com uso de uma trena metálica, a altura interna (Hi) e a externa (He) junto ao anel da camada

de concreto espalhado, em quatro pontos diferentes, calculando-se a média. Também foram

medidos dois diâmetros referentes ao espalhamento do concreto, calculando-se sua média

(E2).

3Ø20mm Espaçamento de 35mm

81

O limite aceitável e adotado neste trabalho para a diferença entre as alturas

da camada de concreto antes e após o anel japonês correspondeu a Hi – He ≤ 10mm.

E, o limite aceitável para a diferença do espalhamento medido sem e com o

anel japonês foi adotado como menor que E1 – E2 ≤ 5 cm, com base em Gettu e Agulló

(2003).

3.3.5 Comportamento do CAA no estado endurecido

Após a execução dos ensaios para avaliar as propriedades auto-adensáveis,

os mesmos concretos produzidos foram utilizados para moldagem de corpos-de-prova

cilíndricos e vigas prismáticas, que serviram para estudar o comportamento no estado

endurecido.

A avaliação do comportamento da resistência mecânica e do módulo de

deformação deu-se por meio de ensaios em corpos-de-prova cilíndricos com Ø10x20 cm. O

diâmetro dos corpos-de-prova adotado respeitou a dimensão mínima imposta pela NBR 5738

(2003), sendo maior que quatro vezes a dimensão máxima do agregado graúdo utilizado na

pesquisa.

Para cada CAA foram moldados 25 corpos-de-prova, totalizando 100

corpos-de-prova para todo o experimento. Destes, 10 corpos-de-prova foram destinados a

ruptura à compressão, 8 corpos-de-prova para a ruptura à tração e 3 corpos-de-prova para a

determinação do módulo de deformação estático. Os demais corpos-de-prova foram

descartados em virtude de quaisquer falhas de moldagem constatadas.

Para a análise da fluência dos concretos auto-adensáveis, segundo a

influência das variáveis estudadas neste experimento, foram utilizadas vigas prismáticas com

seção retangular de 5x10 cm e comprimento de 130 cm. Moldaram-se 3 vigas por CAA,

totalizando 12 peças.

3.3.5.1 Moldagem e cura de corpos-de-prova e vigas

Os concretos auto-adensáveis foram lançados em moldes cilíndricos

metálicos, em única camada, sem adensamento, numa adaptação a NBR 5738 (2003).

Concluída a moldagem, os topos foram selados com placas de vidro e, após 24 h, foram

82

desmoldados e levados à câmara úmida para serem curados imersos em água saturada com cal

hidratada até a data de ruptura.

O restante do concreto foi utilizado na confecção de 12 vigas, sendo 3 por

CAA estudado. A descrição dos procedimentos de moldagem e cura destas vigas virá em item

posterior.

3.3.5.2 Determinação da resistência mecânica

Na data de ruptura, os corpos-de-prova foram preparados conforme a NM

77 (CMN, 1996) e rompidos à compressão de acordo com a NM 101 (CMN, 1996). A ruptura

à tração por compressão diametral seguiu os procedimentos da NM 8 (CMN, 1994). Os

corpos-de-prova foram levados ao ensaio conforme a programação apresentada no quadro 4.

Quadro 4 – Corpos-de-prova e idades de ruptura

Idade de Ruptura (dia) Característica

1 7 28 63 Total

Resistência à Compressão 2 2 3 3 10

Resistência à Tração 2 - 3 3 8

Total 4 2 6 6 18

Para os ensaios de verificação da resistência mecânica o equipamento

utilizado foi uma prensa hidráulica, marca EMIC e modelo DL 2000, com capacidade de

carga até 2.000 KN, com resolução de 2 KN, com controle da velocidade de aplicação da

carga.

O acompanhamento da evolução da resistência à compressão simples deu-se

por análise de regressão, utilizando-se todos os resultados obtidos (8 ou 10 corpos-de-prova

por concreto). Para estimar os coeficientes de regressão, utilizou-se o método dos mínimos

quadrados. A equação de melhor ajuste foi definida, preliminarmente, como aquela prevista

no item 12.3.3.b da NBR 6118 (2003). O modelo de regressão entre a idade (até 28 dias) e a

resistência à compressão simples foi inicialmente adotado como:

β1 = exp { s [ 1 - (28/t)1/2 ] } (3.3)

83

onde:

β1 é a relação entre fckj/fck;;

s depende do tipo de cimento (s=0,20 adotado para CP V ARI);

t é a idade (dia) como regressor no modelo.

3.3.5.3 Determinação do módulo de deformação longitudinal

Os módulos de deformação estático e dinâmico foram obtidos neste

experimento para os quatro CAA estudados, objetivando caracterizá-los e compará-los com os

resultados estimados por meio da NBR 6118 (2003), CEB-FIP Model Code (1990), ACI

Committee 209 (1992) e RILEM Committee 107 (1996).

Os resultados obtidos proporcionaram, também, a verificação da existência

de correlação entre esta característica e a resistência à compressão.

a) Módulo de deformação estático (Eci)

Aos 28 dias de idade, três corpos-de-prova por mistura foram ensaiados

quanto à determinação do módulo de deformação tangente inicial (Eci).

Os procedimentos de ensaio seguiram as especificações da NBR 8522

(2003). Para tanto, foram utilizados dois relógios comparadores mecânicos com capacidade de

leitura de 10-3 mm, fixados nas geratrizes eqüidistantes dos corpos-de-prova, para a medição

das deformações. A figura 18 registra um dos corpos-de-prova preparados para a realização

do ensaio.

Para efeito deste ensaio, a resistência à compressão (fc) de cada CAA foi

inicialmente estimada conforme a média obtida nos resultados encontrados no ensaio descrito

no item anterior. E a partir da estimativa da resistência à compressão, programou-se a

aplicação da carga que gerou uma tensão σb referente a 30% de fc.

84

Figura 18 – Determinação do módulo de deformação estático

Os três ciclos de carga especificados pela NBR 8522 (2003) foram

aplicados, e ao final, com os resultados, determinou-se do módulo de deformação Eci, de

acordo com a equação 3.4.

ab

abcsE

εεσσ

−−

= (3.4)

onde:

σb = tensão maior referente à 30% de fc;

σa = tensão básica, próxima a 0,5 MPa;

εb = deformação específica média relativa à tensão maior e;

εa = deformação específica média relativa à tensão básica.

A comparação entre os resultados obtidos foi realizada por meio de análise

de variância (ANOVA), com α=5%.

b) Módulo de deformação dinâmico (Ecd)

O módulo de deformação dinâmico foi obtido com a utilização de um

aparelho ultra-som da marca PUNDIT, composto por uma fonte onde foram conectadas as

duas sondas. A freqüência de pulso do equipamento utilizado foi de 50 KHz.

85

A figura 19 mostra o equipamento utilizado para a realização do ensaio em

laboratório.

Os corpos-de-prova para realização do ensaio foram secos ao ar por 2 horas,

sendo que a superfície do concreto foi preparada previamente por meio de lixamento e

limpeza, em conformidade com a NBR 8802 (1994) e NM 58 (1996).

Figura 19 – Equipamento para o ensaio com ultra-som

Os pulsos elétricos gerados pela fonte foram transformados em ondas

acústicas no primeiro transdutor, que foi posicionado numa das extremidades do corpo-de-

prova. Utilizou-se uma camada de vaselina entre a face do corpo-de-prova e o transdutor para

servir de ponte entre estes dois. As ondas acústicas, propagadas pelo interior do concreto e

captadas no segundo transdutor fixado na extremidade oposta ao corpo-de-prova, foram

convertidas, novamente, em pulsos elétricos.

O equipamento registra o tempo entre a emissão da onda acústica no

primeiro transdutor e a captação da mesma no segundo. E, conhecida a distância percorrida

pela onda, que neste experimento correspondeu a altura do corpo-de-prova ou 20 cm,

calculou-se a velocidade de trânsito da onda (m/s).

Para cada concreto estudado foram ensaiados 3 corpos-de-prova aos 28 dias,

totalizando 12 corpos-de-prova, sendo que em cada corpo-de-prova foram realizadas 3

medições, calculando-se a média aritmética.

A estimação de Ecd (em MPa), neste experimento, deu-se em conformidade

com a BS 1881 (1986), pela equação 3.5.

86

( )( )( ) ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−+

=ν

ννγ1

2112VEcd (3.5)

onde:

V = velocidade de trânsito da onda (km/s);

γ = massa específica do concreto (kg/m³);

ν = coeficiente de Poisson dinâmico.

3.3.5.4 Obtenção experimental da fluência básica

Como o laboratório do CTU/UEL não dispõe de uma câmara climatizada

com controle de umidade, e também, de bastidores para ensaios de fluência em corpos-de-

prova cilíndricos, optou-se por utilizar vigas seladas submetidas à flexão, para em seguida,

obter as deformações de fluência do tipo básica, onde não há uma troca de umidade entre o

ambiente externo e o interno das vigas de concreto.

Neste programa experimental, a obtenção da fluência básica do CAA foi

realizada por meio da leitura do deslocamento da extremidade livre em vigas, com uma carga

constante aplicada na ponta deste balanço num período de 90 dias, como mostra a figura 20.

Para cada mistura estudada – B0CV, B0SA, B1CV e B1SA – foi moldada uma série composta

por 3 vigas, totalizando 12 vigas de ensaio.

O uso de vigas prismáticas para estudo da fluência em concretos vem sendo

pesquisado por Carbonari et al. (2004). Os equipamentos e os procedimentos de ensaio foram

adaptados, portanto, para a execução deste experimento, segundo informações colhidas junto

ao pesquisador, facilitando o seu desenvolvimento.

87

Figura 20 – Vigas no ensaio à fluência básica

Os itens a seguir descrevem os procedimentos adotados nas etapas

realizadas no desenvolvimento experimental.

a) Produção das vigas de ensaio

Com os mesmos concretos auto-adensáveis produzidos e ensaiados para a

avaliação das propriedades no estado fresco foram moldadas quatro séries de vigas, cada uma

composta por 3 vigas representando uma das misturas estudadas, totalizando 12 vigas

moldadas, como identificado na tabela 10.

88

Tabela 10 – Série de vigas de CAA

Identificação do CAA

Série Código da Mistura

Código da Viga

Moldada

V1

V2 1 B0CV

V3

V4

V5 2 B0SA

V6

V7

V8 3 B1CV

V9

V10

V11 4 B1SA

V12

As vigas armadas de CAA foram produzidas com seção transversal

retangular (5 x 10) cm e comprimento de 130 cm.

Por se tratar de viga em balanço, adotou-se uma armadura longitudinal

disposta na face superior da viga, empregando-se 2 vergalhões com diâmetro de 8 mm (As=

1,0 cm²) de aço CA 50-A, com ganchos. A área de aço adotada é maior que a mínima

especificada pela NBR 6118 (2003). O cobrimento de armadura adotado foi igual a 15 mm.

As características do aço foram estimadas como sendo fyk=500 MPa e

E=210 GPa. Os vergalhões possuíam superfície limpas e livre de corrosão, com mossas para

melhorar a aderência.

Não foram utilizados estribos e nem armadura na área comprimida das

vigas, para não interferir na obtenção da fluência, já que o próprio concreto resiste com

segurança às tensões de cisalhamento que estão submetidas.

O croqui da figura 21 representa a seção transversal e a armadura adotada

neste experimento.

89

Figura 21 – Croqui da seção transversal da viga ensaiada à fluência e detalhe da armadura

A forma foi executada com tábuas de madeira (pinus) aparelhadas, secas ao

ar, e fundo composto por placa de madeira compensada plastificada; aplicando-se um líquido

desmoldante em todas as faces da forma.

O CAA foi lançado no interior da forma com uso de balde metálico

(capacidade de 8 litros), numa das extremidades da viga, preenchendo-a completamente.

Para evitar o bloqueio do CAA com brita 1 frente à armadura no momento

do lançamento, pois o espaçamento entre os vergalhões restou reduzido, um primeiro

vergalhão foi previamente fixado em sua posição no interior da forma, amarrado sob arames

lisos galvanizados deixados como guia. O segundo vergalhão foi, então, imerso no concreto

na sua posição final, completando a armadura longitudinal.

A superfície exposta das vigas foi alisada com desempenadeira metálica, e

depois coberta com pano úmido por um período de 24 horas. Após, as vigas foram

desformadas e levadas à câmara úmida, permanecendo em cura até a data de montagem nos

cavaletes metálicos.

A figura 22 documenta a confecção da forma e o lançamento do CAA na

extremidade de uma série de vigas.

5 cm

10 cm 2Ø8mm

1,5 cm

2Ø8mm c=144 cm [sup]

88128 cm

90

Figura 22 – Formas de madeira e lançamento do CAA na moldagem das vigas

Aos 28 dias de idade, as vigas foram retiradas da câmara úmida e seladas

externamente com a aplicação de uma camada de parafina líquida com 3 mm de espessura em

toda a superfície externa. Sobre a camada de parafina, após endurecida, foi aplicado um filme

de alumínio, cobriando-as completamente para garantir a selagem das vigas.

b) Montagem e aferição dos cavaletes metálicos

Os cavaletes metálicas foram confeccionados com tubos de aço SAE 1010,

redondos, com Ø 1⅝”, espessura de 3 mm, soldados, conforme o croqui representado na

figura 23, com 1 m de altura e 1,20 m de base.

Sobre os cavaletes foram soldados os engastadores metálicos construídos

com chapas dobradas de aço SAE 1010, espessura de 3 mm, formato prismático, com medidas

internas de 10 cm de largura, 11 cm de altura e comprimento igual a 30 cm. Estas peças têm

como função principal permitir a colocação e o encaixe das vigas de CAA e, por forte

aparafusamento, engastá-las nos cavaletes. A chapa superior de cada engastador foi, então,

perfurada e foram soldadas 2 porcas para parafusos de rosca soberba de ¾”.

91

Figura 23 – Cavaletes confeccionados em aço

Os cavaletes foram dispostos lateralmente, numa distância de 40 cm entre

eles e fixados no piso de concreto da sala de ensaio por meio de buchas de nylon e parafusos

(S10) de aço. O travamento lateral dos cavaletes foi realizado por meio de uma ripa de

madeira (cedrilho) fixada ortogonalmente sobre todos os engastes metálicos.

A fim de avaliar a rotação dos cavaletes quando solicitados por carga,

aferindo-os, realizaram-se simulações de carregamento com uso de uma viga metálica de

aferição constituída por um tubo retangular, sem costura, aço ASTM A36, seção de (40 x 100)

mm, e=2 mm, comprimento de 140 cm. A viga metálica de aferição foi inserida no interior de

cada engastador do cavalete e firmemente aparafusada. Foram alocados 2 relógios

comparadores nas extremidades da viga de aferição, um na extremidade anterior ao

engastador e outro a uma distância de 100 cm do mesmo (na ponta do balanço da viga de

aferição), com precisão de 0,01 mm e 0,001 mm, respectivamente. As cargas aplicadas na

ponta do balanço da viga de aferição foram estimadas como equivalentes àquelas a serem

utilizadas no ensaio de fluência das vigas de CAA.

A simulação do carregamento em cada cavalete deu-se em 3 ciclos (carga e

descarga), anotando-se a flecha na extremidade (ponta do balanço) da viga de ensaio para

cada ciclo de carregamento. O último ciclo foi utilizado para o cálculo da aferição do

cavalete.

92

Como a flecha lida resulta da somatória da deformação da viga metálica de

aferição e da rotação do próprio cavalete, a aferição de cada cavalete foi obtida, então, pela

diferença entre estes dois deslocamentos.

A figura 24 registra a aferição realizada em um dos cavaletes.

Figura 24 – Aferição dos cavaletes metálicos

c) Plano de carregamento das vigas

O carregamento das vigas realizou-se com o CAA atingindo 56 dias de

idade. Este lapso temporal, acima dos 28 dias previstos inicialmente no programa

experimental, deveu-se à dificuldade na preparação e montagem dos cavaletes, a fixação e o

alinhamento das vigas nos engastadores dos cavaletes, a fixação e ajustes dos suportes dos

relógios comparadores para leitura das flechas, e ainda, pela execução dos procedimentos de

aferição dos mesmos.

A carga de ensaio adotada para cada série de vigas foi obtida de modo que a

tensão máxima de compressão da fibra mais comprimida da seção junto ao engaste fosse de

93

30% da resistência à compressão do CAA. Neste nível de carregamento, o concreto responde

elasticamente.

Para o cálculo da carga a ser aplicada nos ensaios de fluência utilizaram-se

as equações clássicas da resistência dos materiais, considerando a seção fissurada do concreto.

A resistência à compressão do CAA foi àquela obtida em ensaio com

corpos-de-prova, como descrito no item 3.3.5.2. A estimativa do módulo de deformação

relativo à data de carregamento foi realizada por meio da equação que representa a evolução

do módulo de deformação prevista no Código Modelo CEB-FIP (1990).

Para as cargas de ensaios foram utilizados prismas de concreto superpostos.

Cada prisma possuía largura de 20 cm, altura de 17,5 e comprimento de 35 cm. Após a cura

do concreto, os prismas foram secos ao ar e aplicada, em sua superfície, uma pintura em duas

demãos de tinta à base de borracha clorada. Os prismas foram, então, superpostos até se

compor a carga total de ensaio calculada para cada série de vigas.

A aplicação das cargas nas vigas deu-se por meio de um macaco hidráulico

posicionado sob os prismas superpostos, como mostra a figura 25. A carga foi aplicada,

portanto, de modo contínuo num período aproximado de 60 segundos.

Figura 25 – Esquema de aplicação de cargas

94

A carga foi mantida constante ao longo do tempo, num período de 90 dias,

tempo esse suficiente para permitir uma extrapolação confiável dos valores medidos a idades

superiores (até o infinito), de acordo com Bažant e Baweja (1995); Carbonari et al. (1996b).

d) Leitura da flecha (f)

A leitura da flecha (f) na ponta do balanço de cada viga ensaiada, ao longo

do tempo, foi realizada por meio de um relógio comparador com precisão de 0,01 mm e 10

mm de curso, sendo que a ponteira do relógio comparador toca uma placa de vidro colado

(com resina epoxídica) sobre a superfície do concreto. A figura 26 registra o relógio em

posição de leitura numa das vigas de ensaio.

Os relógios comparadores foram fixados em bases metálicas, magnetizadas

sobre montantes metálicos isolados dispostos lateralmente às vigas ensaiadas. Estes

montantes, por sua vez, foram fixados no piso de concreto da sala de ensaio com uso de

buchas de nylon e parafusos (S8) de aço. Para travamento horizontal dos montantes metálicos,

utilizou-se uma ripa de madeira (cedrilho).

Figura 26 – Relógio comparador para leitura

95

Para a leitura da flecha em cada viga foi estabelecido o plano de leitura, para

o primeiro dia de carregamento, conforme demonstrado na tabela 11.

Tabela 11 – Plano de leitura para o carregamento com 1 dia de idade

Ordem Acréscimo de

Tempo

Horário de

Medição

0 0:00 0:00

1 0:01 0:01

2 0:02 0:03

3 0:02 0:05

4 0:05 0:10

5 0:10 0:20

6 0:15 0:35

7 0:15 0:50

8 0:30 1:20

9 0:30 1:50

10 1:00 2:50

11 1:00 3:50

12 2:00 5:50

13 2:00 7:50

14 2:00 9:50

15 2:00 11:50

16 2:00 13:50

Entre o primeiro dia de carregamento até o 10º dia, foram realizadas 3

leituras diárias, sendo, aproximadamente, às 08h00, 14h00 e 18h00. Do 11º ao 60º dia,

realizou-se 2 leituras e, após, até completar o ensaio, uma única medição.

A temperatura do ar (em °C) do interior da sala de ensaio foi mantida dentro

de um intervalo aceitável (média de 20°C, variando entre 18 a 22°C), por meio de um

equipamento de ar-condicionado com controle interno por termostato. O aparelho de ar-

condicionado foi instalado na parede da sala de ensaio.

A leitura da temperatura do ar foi realizada com um termômetro de bulbo de

mercúrio, no mesmo instante da leitura das flechas.

96

e) Cálculo do coeficiente de fluência básica (φ) das vigas

A flecha medida em cada viga, mantida numa situação de temperatura

constante ao longo do tempo, compõe-se de três parcelas, tal como se indica na equação 3.6.

tinstcav ffff ++= (3.6)

onde:

fcav é a flecha devido à rotação do cavalete metálico;

finst é a flecha instantânea devido à aplicação da carga;

ft é a flecha devido à fluência do concreto.

Cabe ressaltar que a flecha medida, exceto para a parcela devido ao giro do

cavalete metálico, representou a deformação da região comprimida da seção transversal da

viga de concreto em balanço. Por hipótese, a deformação da armadura de tração (longitudinal)

manteve-se constante ao longo do tempo.

A flecha instantânea para cada viga ensaiada foi obtida analiticamente pelas

equações propostas por Branson (1977), que considera o estado fissurado do concreto ao

longo da viga. As equações de Branson (1977) são já consagradas e utilizadas em várias

normas internacionais, validando o seu uso.

Finalmente, o coeficiente de fluência básica ( fwϕ ) se calcula numa

determinada data (t) por meio da equação 3.7.

inst

insttfw f

ff −=ϕ (3.7)

onde:

ft é a flecha na data t e;

finst é a flecha instantânea.

Os valores dos coeficientes de fluência básica passaram por saneamento

amostral, cálculo de média e, pela análise de regressão utilizando-se o método dos mínimos

97

quadrados; que forneceu os parâmetros de regressão para predição de uma equação ajustada e

estimação para valores no tempo infinito.

3.3.5.5 Avaliação da homogeneidade do CAA em vigas

A avaliação da homogeneidade do CAA lançado no interior das fôrmas para

a confecção das doze vigas foi realizada com o equipamento ultra-sônico (PUNDIT), com 50

Hz de freqüência.

Identificada a extremidade de lançamento do CAA nas fôrmas, foram

marcados três pontos para medição ao longo do comprimento da viga. O primeiro ponto, em

relação à extremidade de lançamento, distante aproximadamente 10 cm, o segundo distando

75 cm e o terceiro e último, a 112 cm. Assim, três pontos por viga foram lidos.

Os transdutores do PUNDIT foram posicionados nas faces opostas à largura

da viga, numa medição direta. A distância percorrida pela onda acústica foi de,

aproximadamente, 5 cm (largura da viga).

As superfícies das vigas foram lixadas e limpas, empregando-se uma

camada de vaselina entre a face do concreto e a sonda do PUNDIT.

Os resultados obtidos foram comparados por meio de análise de variância

(ANOVA), para um nível de significância de 5%.

98

44.. AAPPRREESSEENNTTAAÇÇÃÃOO EE AANNÁÁLLIISSEE DDEE RREESSUULLTTAADDOOSS

Neste capítulo são apresentados e analisados os resultados dos ensaios

realizados, conforme os métodos descritos anteriormente, seguindo as etapas previamente

definidas no programa experimental.

A totalidade dos dados coletados que porventura não estão apresentados na

íntegra para a análise em cada etapa do experimento, encontram-se nos anexos ao corpo desta

dissertação.

4.1 Características dos Agregados

Os itens abaixo expõem as características físicas e a curva granulométrica

obtidas para os agregados miúdos e graúdos.

4.1.1 Agregados miúdos

Os resultados da caracterização dos agregados miúdos encontram-se na

tabela 12.

Tabela 12 – Características físicas dos agregados miúdos

Material Massa

Específica

(g/cm³)

Massa

Unitária

(estado solto)

(g/cm³)

Massa

Unitária

(estado

compactado)

(g/cm³)

Absorção de

Água

(%)

Material

Pulverulento

(%)

Areia Natural 2,61 1,60 1,71 0,53 0,58

Areia

Artificial 2,91 1,90 2,08 6,18 27,01

Normalização NBR NM 52 NBR NM 45

método B

NBR NM 45

método A NBR NM 30 NBR NM 46

99

As massas específicas obtidas para as areias natural e artificial

corresponderam aos valores comumente encontrados para os materiais de origem quartzoso e

basáltico, respectivamente.

O índice de vazios, obtido pela relação (em %) entre a massa unitária no

estado compactado e a massa específica, resultou em 10% para a areia natural e 28,5% para a

artificial.

O teor de material pulverulento para areia artificial encontrado resultou em

27,01%. Em concretos convencionais, este teor está acima do máximo limitado em 10% na

NBR 7211 (2005). Porém, este alto teor de material fino tornou-se benéfico para a produção

do CAA, pois promoveu melhorias na viscosidade e coesão das misturas.

Os resultados da composição granulométrica e respectiva curva

granulométrica para a areia natural estão apresentados na tabela 13 e na figura 27.

Tabela 13 – Composição granulométrica da areia natural grossa

Abertura da

Peneira (mm)

Massa Retida

(g) % Retida

% Retida

Acumulada

6,3 0,00 0,0 0,0

4,75 46,85 4,7 4,7

2,36 86,30 8,6 13,3

1,18 139,30 13,9 27,2

0,6 274,30 27,4 54,5

0,3 326,0 32,5 87,1

0,15 113,0 11,3 98,3

fundo 16,80 1,7 100,0

TOTAL 1.002,55 100,0 -

O somatório de todas as massas retidas resultou menor que 0,3% da massa

total de ensaio, podendo considerar o procedimento representativo para esta característica de

acordo com a NBR NM 248 (2003).

A dimensão máxima da areia natural resultou igual a 4,75mm e o módulo de

finura de 2,85. O agregado foi classificado, por conseqüência, como areia grossa.

100

Figura 27 – Curva granulométrica da areia natural grossa

Como pode ser observado na figura 27, a areia natural grossa apresentou

uma distribuição granulométrica contínua. Tal fato contribui significativamente para reduzir a

frição interna entre os grãos de areia, influenciando as propriedades no estado fresco do CAA.

Na tabela 14 e figura 28 encontram-se os resultados da composição

granulométrica e respectiva curva granulométrica para a areia artificial.

O somatório de todas as massas retidas para os agregados resultou menor

que 0,3% da massa total de ensaio, podendo considerar o procedimento representativo para

esta característica de acordo com a NBR NM 248 (2003).

A dimensão máxima para a areia artificial resultou em 4,75mm e o módulo

de finura de 3,18.

A areia artificial também apresentou uma distribuição granulométrica

contínua, com grãos distribuídos proporcionalmente em todas as peneiras.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1009,56,34,752,361,180,60,30,15fundo

Abertura da Peneira (mm)

% R

etid

a A

cum

ulad

a

101

Tabela 14 – Composição granulométrica da areia artificial

Abertura da

Peneira (mm)

Massa Retida

(g) % Retida

% Retida

Acumulada

6,3 0,00 0,0 0,0

4,75 3,05 0,3 0,3

2,36 168,75 16,9 17,2

1,18 249,91 25,0 42,1

0,6 264,40 26,4 68,6

0,3 235,20 23,5 92,1

0,15 54,40 5,4 97,5

Fundo 24,80 2,5 100,0

TOTAL 1.000,51 100,0 -

Figura 28 – Curva granulométrica da areia artificial

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1009,56,34,752,361,180,60,30,15fundo


% R

etid

a Ac

umul

ada

102

4.1.2 Agregados graúdos

Os resultados da caracterização dos agregados graúdos encontram-se na

tabela 15.

Tabela 15 – Características físicas dos agregados graúdos

Material

Massa

Específica

(g/cm³)

Massa

Unitária

(estado solto)

(g/cm³)

Massa

Unitária

(compactado)

(g/cm³)

Absorção de

Água

(%)

Material

Pulverulento

(%)

Brita zero 2,96 1,48 1,64 1,32 4,8

Brita 1 2,99 1,66 1,67 1,15 0,16

Normalização NBR NM 53 NBR NM 45

método B

NBR NM 45

método A NBR NM 53 NBR NM 46

As massas específicas das britas obtidas corresponderam a comumente

encontrada para agregados artificiais de origem basáltica. O índice de vazios para a brita zero

resultou em 44,6% e, para a brita 1 atingiu a 44,1%.

A composição granulométrica da brita zero está apresentada na tabela 16.

Tabela 16 – Composição granulométrica da brita zero

Abertura da

Peneira (mm)

Massa Retida

(g) % Retida

% Retida

Acumulada

6,3 17,00 0,6 0,6

4,75 1.744,00 58,3 58,9

2,36 1.150,20 38,5 97,4

1,18 67,45 2,3 99,7

0,6 4,45 0,1 99,8

0,3 0,95 0,0 99,9

0,15 0,65 0,0 99,9

fundo 3,75 0,1 100,0

TOTAL 2.988,45 100,0 -

103

A dimensão máxima característica para a brita zero ou pedrisco misto

resultou em 6,3mm e o módulo de finura de 5,56. A brita zero foi classificada, de acordo com

a terminologia adotada na NBR 9935 (2005), como pedrisco misto, pois passou pela peneira

# 12,5mm e não houve retenção limitada para a # 4,75mm.

A curva granulométrica da brita zero foi traçada, como ilustrado na figura

29.

Figura 29 – Curva granulométrica da brita zero

O ensaio com a brita 1 resultou na composição granulométrica apresentada

na tabela 17, sendo que a respectiva curva granulométrica está ilustrada na figura 30.

A brita 1 apresentou uma dimensão máxima característica de 19,0 mm e o

módulo de finura igual a 6,96.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1009,56,34,752,361,180,60,30,15fundo


% R

etid

a A

cum

ulad

a

104

19,0 9,56,34,752,361,180,60,30,15fundo


% R

etid

a A

cum

ulad

a

Tabela 17 – Composição granulométrica da brita 1

Abertura da

Peneira (mm)

Massa Retida

(g) % Retida

% Retida

Acumulada

19,0 21,55 0,4 0,4

9,5 4.812,85 96,3 99,9

6,3 158,95 3,2 99,9

4,75 0,00 0,0 99,9

2,36 0,00 0,0 99,9

1,18 0,00 0,0 99,9

0,6 0,00 0,0 99,9

0,3 0,00 0,0 99,9

0,15 0,00 0,0 99,9

Fundo 6,90 0,1 100,0

TOTAL 5.000,25 100,0 -

Figura 30 – Curva granulométrica da brita 1

105

4.2 Esqueleto Granular Ótimo

Para encontrar o esqueleto granular ótimo foram ensaiadas três misturas de

agregados secos, em ordem crescente de granulometria, obtendo-se a massa unitária no estado

compactado e o índice de vazios para cada mistura.

Assim, foram ensaiadas as misturas binárias M1 (areia natural e artificial),

ternárias M2 (areia natural, areia artificial e brita zero) e quaternárias M3 (areia natural, areia

artificial, brita zero e brita 1).

Os resultados para a primeira mistura (binária) ensaiada estão apresentados

na tabela 18. As proporções entre os agregados estão expressas em porcentagem à massa seca

dos materiais.

Tabela 18 – Proporções da mistura binária (M1), em massa

Proporção da Mistura Material

1 2 3 4 5 6

Areia Natural Grossa 100% 90% 80% 70% 60% 50%

Areia Artificial 0% 10% 20% 30% 40% 50%

Massa Unitária (g/cm³) 1,68 1,78 1,84 1,89 1,95 1,98

Índice de Vazios (%) 35,8 32,6 31,2 30,1 29,1 28,6

A incorporação de areia artificial na areia natural grossa deu-se em

intervalos de 10% (em massa), até um limite máximo de 50%. Este intervalo foi definido para

se limitar o consumo do agregado artificial que, por ser britado, apresentava uma forma

irregular de grãos e, elevado teor de material pulverulento, que poderia impactar

negativamente nas propriedades do CAA no estado fresco.

A figura 31 ilustra os resultados obtidos por meio de linhas de tendência

para a massa unitária compactada e o índice de vazios da mistura binária. Observou-se que a

mistura mais compacta foi a n° 6, sendo a máxima proporção para a incorporação de areia

artificial na mistura. O aumento da massa unitária, e conseqüentemente, a diminuição do

índice de vazios para o maior teor de areia artificial incorporado na mistura deveu-se ao

preenchimento dos vazios desta pela natural, pois possuía um índice de vazios menor como

relatado no item 4.1.1.

106

Figura 31 – Relação entre a massa unitária e o índice de vazios com as misturas binárias

Considerando o resultado obtido na mistura binária (M1), adotou-se como

esqueleto granular ótimo a composição de 50% de areia natural grossa e 50% de areia

artificial.

A segunda composição parte da binária (M1) otimizada anteriormente,

incorporando a brita zero. As proporções (expressas em porcentagem à massa dos materiais) e

os respectivos resultados estão apresentados na tabela 19.

Tabela 19 – Proporções da mistura ternária (M2), em massa


1 2 3 4 5 6

Areia natural grossa 50% 45% 40% 35% 30% 25%

Areia artificial 50% 45% 40% 35% 30% 25%

Brita zero 0% 10% 20% 30% 40% 50%

Massa unitária (g/cm³) 1,94 2,01 2,04 2,05 2,03 2,01

Índice de vazios (%) 30,0 28,0 27,3 27,2 28,1 29,3

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

1 2 3 4 5 6

MISTURA

MAS

SA U

NIT

ÁRIA

(g/c

m3)

25%

27%

29%

31%

33%

35%

37%

ÍND

ICE

DE

VAZI

OS

107

A Figura 32 mostra os resultados obtidos para a mistura ternária, indicando

a mistura nº 4 como aquela de menor índice de vazios.

Figura 32 – Relação entre a massa unitária e o índice de vazios para as misturas ternárias

Finalmente, utilizando-se o esqueleto granular ótimo da combinação M2

(areia natural grossa, areia artificial e brita zero) incorporou-se a brita 1. As proporções desta

mistura quaternária e, os respectivos resultados, estão apresentados na tabela 20; traçando-se

o gráfico com as linhas de tendência de melhor ajuste como mostra a figura 33.

Tabela 20 – Proporções para a mistura quaternária (M3), em massa


1 2 3 4 5 6

Areia natural grossa 35% 31,5% 28,0% 24,5% 21% 17,5%

Areia artificial 35% 31,5% 28,0% 24,5% 21% 17,5%

Brita zero 30% 27% 24% 21% 18% 15%

Brita 1 0% 10% 20% 30% 40% 50%

Massa unitária (g/cm³) 2,05 2,11 2,15 2,11 2,11 2,09

Índice de vazios (%) 27,2 25,5 24,6 26,3 27,0 28,0

1,92

1,94

1,96

1,98

2,00

2,02

2,04

2,06

1 2 3 4 5 6MISTURA

MA

SS

A U

NIT

ÁR

IA (g

/cm

3)

27%

27%

28%

28%

29%

29%

30%

30%

31%

ÍND

ICE

DE

VA

ZIO

S

108

Figura 33 – Relação entre a massa unitária e o índice de vazios para as misturas quaternárias

Optou-se pela mistura nº 3 como o esqueleto granular otimizado para a areia

natural grossa, a areia artificial, a brita zero e a brita 1.

Resumidamente, as misturas estabelecidas para o desenvolvimento do

programa experimental estão definidas na tabela 21. Os resultados para as proporções estão

expressos em porcentagem à massa seca dos agregados.

Tabela 21 – Resumo das proporções do esqueleto granular otimizado, em massa e em volume

Proporção entre Agregados

Areia

Natural

Grossa

Areia

Artificial Brita Zero Brita 1 Mistura

massa volume massa volume massa volume massa volume

Índice

de

Vazios

(%)

Binária (M1) 50% 54,9% 50% 45,1% ---- ---- ---- ---- 28,6

Ternária (M²) 35% 36,9% 35% 30,2% 30% 32,9% ---- ---- 27,2

Quaternária (M3) 28% 29,0% 28% 23,9% 24% 25,9% 20% 21,2% 24,6

2,04

2,06

2,08

2,10

2,12

2,14

2,16

1 2 3 4 5 6

MISTURA

MA

SS

A U

NIT

ÁR

IA (g

/cm

3)

23,5%

24,5%

25,5%

26,5%

27,5%

28,5%

ÍND

ICE

DE

VA

ZIO

S

109

A utilização de agregado graúdo com dimensão maior, neste caso a brita 1,

levou a redução do índice de vazios na mistura. Tal fato propiciou a produção de concretos

com menor consumo de pasta necessária para preencher e/ou envolver completamente todos

os grãos na produção do concreto.

4.3 Teor de Pasta Excedente na Mistura

A partir do esqueleto granular otimizado, tendo combinado os agregados

objetivando a minimização de vazios entre os grãos, passou-se ao estudo do teor de pasta

excedente.

O teor de pasta excedente foi aquele que, além de envolver completamente

todos os agregados e, portanto, preencher o volume de vazios existente entre os mesmos,

propiciou a produção de uma mistura adequada às propriedades exigidas ao CAA no estado

fresco.

As tabelas 22 a 25 expressam o consumo dos materiais utilizados na

produção de 80 litros de concreto, tendo variado o teor de pasta em 5, 10 e 15% (em volume),

o que excede o necessário para preencher o volume de vazios comentado anteriormente.

Como exposto no programa experimental, o traço foi composto pela relação

água/cimento = 0,33 e o teor de aditivo superplastificante = 0,4%. A água de amassamento

indicada nas tabelas 22 a 25 resultou da relação água/cimento acrescida da correspondente à

absorção dos agregados.

Os concretos foram, então, ensaiados quanto ao espalhamento (slump flow),

funil-V e anel japonês.

E considerando os limites de aceitação adotados conforme Gettu e Agulló

(2003), definiu-se o mínimo teor de pasta excedente que promovesse fluidez, viscosidade e

coesão necessárias às misturas para considerá-las como auto-adensáveis quanto a habilidade

em fluir e passar.

110

Tabela 22 – Consumo de materiais para a variação do teor de pasta excedente para B0CV

Teor de Pasta Excedente

Material un. 5% adicionar 10% adicionar 15%

Cimento CP V ARI kg 36,61 5,75 42,36 5,75 48,11

Cinza Volante kg 3,66 0,57 4,23 0,57 4,81

Aditivo Superplastificante l 0,461 0,072 0,533 0,072 0,605

Areia Natural Grossa kg 53,37 ---- 53,37 ---- 53,37

Areia Artificial kg 53,37 ---- 53,37 ---- 53,37

Brita Zero kg 45,74 ---- 45,74 ---- 45,74

Brita 1 kg ---- ---- ---- ---- ----

Água l 16,27 1,90 18,16 1,90 20,06

Tabela 23 – Consumo de materiais para a variação do teor de pasta excedente para B0SA




Cinza Volante kg 3,65 0,57 4,22 0,57 4,80




Brita Zero kg 45,74 ---- 45,74 ---- 45,74

Brita 1 kg ---- ---- ---- ---- ----

Água l 16,22 1,89 18,11 1,89 20,00

111

Tabela 24 – Consumo de materiais para a variação do teor de pasta excedente para B1CV




Cinza Volante kg 3,38 0,53 3,91 0,53 4,44




Brita Zero kg 38,40 ---- 38,40 ---- 38,40

Brita 1 kg 32,00 ---- 32,00 ---- 32,00

Água l 14,66 1,75 16,41 1,75 18,16

Tabela 25 – Consumo de materiais para a variação do teor de pasta excedente para B1SA




Sílica Ativa kg 3,36 0,53 3,89 0,53 4,42


Areia Natural Grossa kg 44,8 44,80 44,80

Areia Artificial kg 44,8 44,80 44,80

Brita Zero kg 38,40 38,40 38,40

Brita 1 kg 32,00 32,00 32,00

Água l 14,62 1,74 16,36 1,74 18,10

112

Os resultados obtidos nos ensaios para avaliação das propriedades auto-

adensáveis estão apresentados na tabela 26.

Tabela 26 – Resultados das propriedades auto-adensáveis segundo os teores de pasta

excedentes dos concretos

Propriedades do CAA

Cone de Abrams Anel Japonês

Concreto Teor de

Pasta

Excedente

[E1]

Espa-

lhamen-

to (cm)

t 500 (s)

Funil-V

(s) [E2]

Espalha-

mento

(cm)

Hi-He

(mm)

E1–E2

(cm)

5% 66,5 4,52 9,41 62,25 11,75 4,25

10% 66,5 2,51 8,43 66,75 8,92 -0,25 B0CV

15% 66,0 2,50 6,18 67,50 7,50 -1,50

5% 51,0 4,21 8,99 47,00 27,58 4,00

10% 56,5 3,74 7,09 54,50 16,67 2,00 B0SA

15% 63,5 2,11 5,80 59,00 19,58 4,50

5% 71,0 2,67 113,94 68,00 19,25 3,00

10% 76,0 4,47 17,56 72,50 9,17 3,50 B1CV

15% 83,5 1,30 5,23 76,00 14,08 7,50

5% 65,0 3,48 13,83 55,00 27,67 10,00

10% 68,0 2,19 8,46 61,50 18,17 6,50 B1SA

15% 67,5 1,94 5,29 66,00 12,50 1,50

Limites de Aceitação 60 a 80 1 a 10 6 a 10 ---- < 10 < 5

As figuras 34 a 36 ilustram os resultados das propriedades no estado fresco

dos concretos em função da variação do teor de pasta excedente.

113

Figura 34 – Relação entre o teor de pasta excedente e o tempo para espalhamento no Cone de

Abrams (T500)

Figura 35 – Relação entre o teor de pasta excedente e o tempo para escoamento no Funil-V

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5% 10% 15%

Teor de Pasta Excdente

T 50

0 (s)

B0CVB1CVB0SAB1SA

4

9

14

19

5% 10% 15%


t (s)

B0CV

B1CV

B0SA

B1SA

114

Figura 36 – Relação entre o teor de pasta excedente e o resultado com o Anel-Japonês

Os resultados dos ensaios demonstraram que o aumento do teor de pasta

excedente levou ao acréscimo da deformabilidade, com diminuição da viscosidade e

tendência à segregação das misturas.

Para o teor de pasta excedente em 5% os resultados encontrados ficaram

próximos aos limites inferiores aceitáveis ao CAA e para teor de 15% os resultados tenderam

aos limites máximos.

Em razão disto, o teor de pasta excedente adotado para todos os concretos,

neste experimento foi fixado em 10%.

4.4 Produção de Concretos para Verificação das Propriedades Auto-adensáveis

A partir dos resultados obtidos nos itens anteriores, o consumo dos materiais

necessários a cada uma das quatro misturas foi estabelecido para uma produção de

aproximadamente 100 litros de concreto por mistura, como exposto na tabela 27.

1

6

11

16

21

26

31

5% 10% 15%Teor de Pasta Excedente

Hi-H

e (m

m)

B0CVB1CVB0SAB1SA

115

A água de amassamento indicada na tabela 27 resultou da relação

água/cimento acrescida da correspondente à absorção dos agregados.

Tabela 27 – Consumo de materiais utilizados para a produção de 100 litros de CAA

Concreto Material un. B0CV B0SA B1CV B1SA

Cimento CP V ARI kg 52,87 52,68 49,32 49,14

Cinza Volante kg 5,29 ---- 4,93 ----

Sílica Ativa kg ---- 5,27 ---- 4,91

Areia Natural Grossa kg 61,79 61,79 52,02 52,02

Areia Artificial kg 61,79 61,79 52,02 52,02

Brita Zero kg 52,96 52,96 44,59 44,59

Brita 1 kg ---- ---- 37,16 37,16

Aditivo Superplastificante l 0,665 0,663 0,620 0,618

Água l 22,29 22,23 20,78 20,72

A tabela 28 apresenta o consumo dos materiais para a produção de 1 m³ de

CAA.

Tabela 28 – Principais proporções de consumo de materiais para 1 m³ de CAA

Concreto Materiais un. B0CV B0SA B1CV B1SA

Cimento kg/m³ 529 527 493 491

Adições kg/m³ 52,9 52,7 49,3 49,1

Aglomerantes (c+a) kg/m³ 581,9 579,7 542,3 540,1

Finos (c+a+f) kg/m³ 774 772 704 702

Agregado Miúdo kg/m³ 1236 1236 1040 1040

Agregado Graúdo kg/m³ 530 530 818 818

Água l/m³ 179 179 167 167

Teor de Pasta (volume) % 37 37 35 35

Continua...

116

Conclusão.

Concreto Materiais un. B0CV B0SA B1CV B1SA

Teor de Agregado Miúdo (volume) % 45 45 38 38

Teor de Agregado Graúdo (volume) % 18 18 27 27

Água/Cimento (massa) 0,33 0,33 0,33 0,33

Água/Finos (massa) 0,23 0,23 0,24 0,24

Água/Finos (volume) 0,70 0,69 0,72 0,71

c = cimento; a = adição mineral; f = finos

As misturas B0CV e B0SA apresentaram um maior consumo de cimento

(média igual a 528 kg/m³) que B1CV e B1SA (492 kg/m³), correspondendo ao consumo típico

encontrado por Gettu e Agulló (2003) e Domone (2006), para mesmo nível de resistência à

compressão.

O consumo de cimento foi maior para as misturas compostas pelo esqueleto

granular ternário (brita zero) otimizado; como esperado, pois refletiu o maior volume de

vazios entre os grãos para a esta composição de agregados, e via de conseqüência, maior teor

de pasta utilizada segundo o método de dosagem. O consumo de cimento para estes concretos

foi, em média, 7,3 % (36 kg/m³) maior se comparado aos compostos por brita 1.

Os concretos compostos pelo esqueleto granular ternário – B0CV e B0SA -

resultaram num maior consumo de agregado miúdo (45%, em volume), representando um

maior teor de argamassa na mistura, e conseqüentemente, menor deformabilidade.

As relações com a água foram mantidas constantes para as quatro misturas,

a fim de facilitar a análise das variáveis estudadas neste experimento.

As proporções de consumo para os concretos produzidos neste experimento

mostraram-se coerentes com os propostos por Gomes (2002) para CAA de alta resistência,

como demonstrado na tabela 29.

A quantidade de finos (cimento, adições minerais, fração finos da areia

artificial e da brita zero) empregada no experimento resultou, porém, maior que o intervalo

típico proposto por Gomes (2002). O consumo dos agregados diferiu, também, do indicado

pelo mesmo pesquisador, sendo que os concretos produzidos no experimento consumiram

maior quantidade de materiais de menor dimensão (finos e agregados miúdos). O consumo de

agregado graúdo foi menor, em média, que o intervalo típico recomendado por Gomes (2002).

117

Tabela 29 – Comparação dos consumos com Gomes (2002)

un. Gomes (2002, p. 17) Produzidos neste

Experimento

Teor de Pasta (volume) % 35 a 40 35 e 37

Finos kg/m³ 400 a 650 702 a 774

Água kg/m³ 150 a 180 167 e 179

Agregado Miúdo kg/m³ 710 a 900 1040 e 1236

Agregado Graúdo kg/m³ 750 a 920 530 e 818

Água/Finos (massa) 0,25 a 0,40 0,23 e 0,24

Com base nos dados acima, verificou-se que o maior consumo de finos foi

acompanhado pela redução do consumo de agregados graúdos, o que era esperado para

misturas auto-adensáveis; resultando numa maior influência das propriedades da argamassa

na obtenção do CAA.

A relação água/finos (em massa) resultou ligeiramente menor que o

intervalo proposto por Gomes (2002), indicando que nem toda a água de amassamento

impregnou a superfície dos finos empregados. A relação água/finos equivalente em volume

atingiu a aproximadamente 0,7 para as quatro misturas, sendo que para lubrificar todo o grão

das partículas finas, geralmente, a relação adotada varia entre 0,8 a 1,1 para o CAA

(OKAMURA, 1997; EFNARC, 2005).

A comparação com os limites propostos por Okamura (1997), segundo as

proporções volumétricas entre os agregados graúdos e miúdos e o total de sólidos ou

argamassa, está apresentada na tabela 30.

Tabela 30 – Comparação dos consumos com Okamura (1997)

un. Okamura (1997) Produzidos neste

Experimento

Agregado Graúdo/Sólidos (volume) % 50 22 e 33

Agregado Miúdo/Sólidos (volume) % 60 45 e 55

Agregado Miúdo/Argamassa (volume) % < 40 45 e 48

As relações volumétricas dos agregados ao total de sólidos foram menores

que os fixados por Okamura (1997), o que levaria a diminuição da interação entre os grãos

118

quando o concreto estivesse fluindo e, conseqüentemente, minimizaria o risco de bloqueio

destas misturas frente às armaduras e/ou em seções estreitas.

A relação volumétrica do agregado miúdo (desconsiderado as partículas

finas da areia artificial) ao total de argamassa da mistura resultou acima do indicado por

Okamura (1997), o que prejudicaria a fluidez e deformabilidade da mistura; exigindo, para

sua correção, maior teor de aditivo superplastificante necessário.

Os valores médios encontrados por Domone (2006), dentre 59 casos

levantados para o CAA com mesmo nível de resistência à compressão e dimensão máxima de

agregados comparados com os utilizados neste experimento, estão apresentados na tabela 31.

Tabela 31 – Comparação dos consumos com Domone (2006)

un. Domone

(2006)

Produzidos

neste

Experimento

Teor de Pasta (volume) % 30,4 a 41,5 35 e 37

Teor de Agregado Graúdo (volume) % 28 a 37,7 18 e 27

Finos kg/m³ 385 a 635 702 a 774

Água/Finos (massa) 0,26 a 0,48 0,23 e 0,24

O volume de agregado graúdo utilizado na produção dos concretos neste

experimento foi menor que o intervalo usual levantado por Domone (2006), assim como o

consumo de finos resultou superior. A relação água/finos (em massa) mostrou-se coerente,

apesar de ligeiramente menor.

O concreto produzido em cada uma das quatro composições foi, então,

levado para ensaio, visando à avaliação das propriedades auto-adensáveis no estado fresco,

sendo após moldados corpos-de-prova e vigas para a determinação das características no

estado endurecido.

4.5 CAA no Estado Fresco

O comportamento no estado fresco dos concretos produzidos foi avaliado

por meio da determinação da massa específica, do teor de ar incorporado e a execução dos

119

ensaios para conhecimento das propriedades quanto à habilidade em fluir e em preencher toda

a forma, habilidade em passar e não ser bloqueado e, resistência à segregação.

4.5.1 Massa específica

Os resultados para a massa específica de cada um dos quatro concretos estão

apresentados na tabela 32.

Tabela 32 – Massa específica do concreto fresco das quatro misturas produzidas

Concreto Característica

B0CV B0SA B1CV B1SA

Massa Específica (g/cm³) 2,29 2,38 2,26 2,32

Constatou-se uma tendência de diminuição da massa específica para os

concretos produzidos, para um mesmo esqueleto granular, com adição de cinza volante, como

mostra a figura 37.

2,25

2,30

2,35

2,40

Sílica Ativa Cinza Volante

Tipo de Adição

Mas

sa E

spec

ífica

(g/c

m3)

Brita Zero Brita 1

2,25

2,30

2,35

2,40

Brita Zero Brita 1

Dimensão Máx Agregado Graúdo

Mas

sa E

spec

ífica

(g/c

m3)

Sílica Ativa Cinva Volante

Figura 37 - Relações entre o tipo de adição mineral e a dimensão máxima do agregado

graúdo com a massa específica no estado fresco do CAA estudado

120

A sílica ativa, por ser uma micro-esfera, agiu como material de

preenchimento dos espaços intersticiais entre os grãos de cimento (diâmetro médio maior que

a sílica ativa), o que levou ao aumento da compacidade da mistura e, portanto, resultando

numa maior massa específica do concreto.

Ressalta-se, porém, que na produção do CAA constatou-se, visualmente,

uma ligeira incorporação de ar no processo de mistura na betoneira para as misturas

compostas por cinza volante.

4.5.2 Teor de ar incorporado

Com o equipamento 54-C0170/D mediu-se o teor de ar incorporado, sendo

que os resultados obtidos estão apresentados na tabela 33.

Tabela 33 – Teor de ar incorporado no concreto fresco

Concreto Característica

B0CV B0SA B1CV B1SA

Teor de Ar Incorporado (%) 12,0 1,9 9,0 3,6

Da tabela 33 pode-se concluir que os concretos produzidos com sílica ativa

apresentaram uma baixa incorporação de ar, comparável aos valores encontrados para

concretos de alto desempenho e, abaixo dos encontrados por Geyer e Sena (2002) para auto-

adensáveis com mesmo nível de resistência, cujo valor foi em torno de 8%.

Entretanto, observou-se que a adição de cinza volante resultou em uma

elevada incorporação de ar. Fato que leva a um estudo mais aprofundado de dosagem,

principalmente em relação ao aditivo superplastificante, que neste caso foi fixado em 0,4%

para ambos os tipos de adição.

A avaliação da influência do tipo de adição mineral e da dimensão máxima

do agregado graúdo está representada na figura 38.

121

02468

101214


Tipo de Adição Mineral

Teor

de

Ar I

ncor

pora

do (%

)Brita 1 Brita Zero

02468

101214

Brita Zero Brita 1Dimensão Máx. Agregado Graúdo

Teor

de

Ar I

ncor

pora

do (%

)


Figura 38 – Relações entre os tipos de adição mineral e as dimensões máximas dos agregados

graúdos com o teor de ar incorporado dos concretos

Para confirmar os resultados e a análise quanto à influência da cinza

volante, foram rompidos, por compressão diametral, quatro corpos-de-prova, sendo um por

mistura. A inspeção visual no plano de ruptura foi documentada em fotografias e estão

apresentadas nas figuras 39 a 42.

Figura 39 – Registro dos vazios para o concreto B0CV, configurados pela indicação da seta

122

Figura 40 - Registro dos vazios para o concreto B0SA

Figura 41 - Registro dos vazios para o concreto B1CV

123

Figura 42 - Registro dos vazios para o concreto B1SA

Pode-se observar que os concretos produzidos com a adição de cinza

volante, após endurecidos, também apresentaram maior quantidade de vazios, de maiores

dimensões e regularmente distribuídos.

Como há boa correlação entre o teor de ar incorporado observado no estado

endurecido e no fresco para o CAA, como constatado por Khayat e Assaad (2002), a análise

por meio das imagens no estado endurecido validou a realizada em ensaio no estado fresco

com o equipamento 54-C0170/D.

Quanto à influência da dimensão máxima do agregado graúdo, não se

constatou uma tendência definida. Esperava-se que todos os concretos compostos por brita 1

correspondessem com uma queda no teor de ar incorporado, devido ao menor consumo de

pasta destas misturas. Tal comportamento só foi verificado para os concretos adicionados com

cinza volante.

4.5.3 Propriedades auto-adensáveis

As propriedades principais para o CAA como a habilidade em fluir,

habilidade em passar e resistência à segregação foram avaliadas por meio de um conjunto de

124

ensaios (cone de Abrams, caixa-L, funil-V e anel japonês), sendo realizada somente uma

leitura por ensaio.

A avaliação de cada uma destas principais propriedades do CAA foi

realizada pelo uso de dois equipamentos e/ou métodos diferentes, fornecendo melhores

informações quanto à influência das variáveis estudadas, e, portanto, favorecendo as análises.

Os procedimentos dos ensaios foram descritos no capítulo anterior, e os

limites de aceitação adotados neste trabalho seguiram os propostos por Gettu e Agulló (2003).

Os resultados obtidos nos ensaios estão apresentados na tabela 34.

Tabela 34 – Resultados dos ensaios para avaliação das propriedades auto-adensáveis

Concreto Ensaio un.

Limites para

Aceitação B0CV B0SA B1CV B1SA

Espalhamento (E1) cm 60 a 80 71,0 65,5 81,5 74,5 Tempo de Fluidez (T500) s 1 a 10 2,4 4,0 1,4 1,7

Há exsudação ? não não não não não

Cone de

Abrams

Há segregação ? não não não não não Tempo de Fluidez (T20) s < 1,5 0,8 1,3 0,9 0,4 Tempo de Fluidez (T40) s < 2,5 1,6 2,5 2,9 1,8 Caixa-L

Coeficiente de Bloqueio > 0,80 0,87 0,87 0,93 0,84 Tempo de Escoamento

(t1) s 6 a 10 4,8 5,9 6,1 5,2

Tempo de Escoamento

após 5 min (t2) s ---- 11,6 9,9 10,9 6,6

Funil-V

t1-t2 s < 3 6,8 4,0 4,8 1,4 Espalhamento (E2) cm ---- 68,5 62,0 75,0 72,0

Hi-He mm < 10 9,7 20,3 9,7 10,0 Anel

Japonês E1–E2 cm < 5 2,5 3,5 6,5 2,5

A partir destes resultados passou-se a análise dos mesmos de acordo com as

propriedades exigidas ao CAA.

125

a) Avaliação da habilidade em fluir

A habilidade em fluir dos concretos foi avaliada em termos de

deformabilidade, fluidez e viscosidade por meio dos ensaios com o cone de Abrams,

medindo-se o espalhamento (E1) e o tempo de fluidez (T500) e, no funil-V registrando-se o

tempo de escoamento (t1).

Inicialmente, constatou-se que todos os resultados obtidos para o

espalhamento (E1) respeitaram o critério adotado para caracterizar uma adequada

deformabilidade (entre 60 a 80 cm) ao CAA; exceto para o concreto B1CV, cujo valor de 81,5

cm ultrapassou levemente o limite superior fixado.

Pode-se observar que o teor de aditivo superplastificante utilizado no

experimento foi adequado para promover a auto-adensabilidade das misturas, resultando em

baixa tensão de escoamento.

Os valores obtidos para E1 estão representados na figura 43, em função do

tipo de adição e da dimensão máxima do agregado graúdo.

50

60

70

80

90


Tipo de Adição

Esp

alha

men

to (c

m)

Brita Zero Brita 1

50

60

70

80

90

Brita Zero Brita 1

Dimensão Máx. Agregado Graúdo

Esp

alha

men

to (c

m)


Figura 43 – Relações entre os tipos de adição mineral e dimensão máxima do agregado

graúdo com o espalhamento dos concretos

Os dados demonstraram que a adição de sílica ativa reduziu a

deformabilidade da mistura, representado pelo menor valor para o espalhamento medido.

Como o espalhamento se correlaciona com a tensão de escoamento,

considerando o CAA como um fluido Binghamniano, pode-se afirmar que a sílica ativa

126

promoveu uma maior tensão de escoamento à mistura; mantida, na comparação entre as

misturas, a relação água/finos e o teor de aditivo superplastificante.

O aumento da tensão de escoamento do concreto, em função da adição da

sílica ativa, correspondeu ao esperado. A presença da sílica ativa na pasta, preenchendo os

vazios entre os grãos de cimento, levou à diminuição da distância entre as partículas,

provocando a elevação da tensão de escoamento da mistura, se comparado com o

comportamento das misturas com cinza volante adicionada.

Quanto à influência da dimensão do agregado, os concretos compostos pelo

esqueleto ternário (M2) otimizado – B0CV e B0SA – tenderam à menor deformabilidade, ou

a maior tensão de escoamento. Nestes concretos, o teor de agregado miúdo (44%, em volume)

foi maior que nos quaternários (37%); o que contribuiu para uma maior intensidade no

contato entre os grãos, provocando a redução na deformabilidade.

Na avaliação da fluidez e viscosidade, por meio da medição do tempo T500,

os resultados encontrados enquadraram-se no intervalo aceitável adotado. Por conseguinte,

todos os concretos caracterizaram-se, neste critério, como sendo auto-adensáveis.

Os valores obtidos para T500 estão representados na figura 44, em função do

tipo de adição e da dimensão máxima do agregado graúdo.

0

1

2

3

4

5


Tipo de Adição

T 500

(s)

Brita Zero Brita 1

0

1

2

3

4

5

Brita Zero Brita 1

Dimensão Máx. do Agregado Graúdo

T 500

(s)


Figura 44 – Relações entre os tipos de adição e dimensão máxima do agregado graúdo com o

tempo de fluidez (T500)

As duas variáveis estudadas mostraram-se influentes na fluidez dos

concretos e, corresponderam ao comportamento esperado. A adição de cinza volante e a

127

utilização da brita 1 levaram a produção de misturas menos viscosas, pelas mesmas razões

expostas quanto ao comportamento medido no espalhamento.

Cabe destacar que as misturas constituídas por cinza volante incorporaram

um maior teor de ar incorporado, o que contribuiu para o aumento da fluidez. As bolhas de ar,

devido ao formato esférico e regularidade na distribuição, corresponderam ao efeito

semelhante dos finos.

Para a medição do tempo de fluidez (T500), a tomada do tempo com uso de

uma filmadora digital minimizou os erros passíveis ao operador; validado pela coerência dos

resultados obtidos e retro analisados.

No ensaio com o funil-V, os valores encontrados para o tempo de

escoamento (t1) foram menores que o limite mínimo aceitável (< 6 s), exceto para o concreto

B1CV. Apesar disso, todos os concretos foram considerados adequados frente ao critério por

entender que o limite adotado foi rigoroso.

O baixo tempo de escoamento (t1) verificado indicou baixa viscosidade das

misturas. Este comportamento mostrou-se em desacordo com o esperado. Aguardava-se

encontrar um valor maior para t1 em função do elevado consumo de finos das misturas

estudadas, ligeiramente acima dos consumos típicos para o CAA encontrados na literatura e,

conseqüentemente, acima do critério adotado.

Os resultados encontrados para o tempo de escoamento (t1) estão

representados na figura 45, de acordo com os tipos de adição e a dimensão máxima do

agregado graúdo.

4

5

6

7


Tipo de Adição

Tem

po d

e E

scoa

men

to (s

)

Brita Zero Brita 1

4

5

6

7

Brita Zero Brita 1Dimensão Máx. Agregado

Graúdo

Tem

po d

e E

scoa

men

to (s

)



tempo de escoamento dos concretos no funil-V

128

Os dados representados na figura 45 não demonstraram uma tendência

quanto à influência das variáveis na habilidade em fluir por seções estreitas dos concretos

pesquisados.

O comportamento esperado para as misturas resultaria no aumento do tempo

de escoamento (t1) para a introdução da brita 1, devido à maior dificuldade em fluir pela seção

estreita do funil com tendência de bloqueio pelos agregados de maiores dimensões. Tal

comportamento foi constatado nas misturas compostas por cinza volante. Contudo, esta

condição foi contraditada para as misturas compostas por sílica ativa.

A dificuldade em medir com exatidão e confiabilidade o tempo de

escoamento (t1) no funil-V poderia explicar a contradição quanto a diminuição de t1 nas

misturas com sílica ativa, já que a diferença para t1 medido foi muito pequena.

Os valores observados nos ensaios slump flow e funil-V, analisados em

conjunto, permitiram considerar todas as misturas experimentais com satisfatória habilidade

em fluir.

b) Avaliação da habilidade em passar

A avaliação da habilidade em passar na direção horizontal por entre as

armaduras e em espaços menores ou seções estreitas foi realizada por meio do ensaio da

caixa-L e do anel japonês.

A análise dos resultados obtidos para o tempo de fluidez na caixa-L, tanto

para T20 quanto para T40, permitiu classificar as quatro misturas estudadas como sendo auto-

adensáveis neste aspecto, pois os valores encontrados enquadraram-se nos critérios adotados.

Exceto para o concreto B1CV que resultou em T40 = 2,9 s, ligeiramente superior ao limite

máximo permitido de 2,5 s.

Os resultados encontrados na caixa-L indicaram uma boa fluidez para todos

os concretos, refletindo uma boa capacidade em passar por seções estreitas e fluir sem

tendência à segregação.

Tendo cessado o fluxo de concreto na caixa-L, não se observou nas quatro

misturas a ocorrência de segregação (acúmulo de agregados) na região anterior a armadura

ou ao longo do comprimento da caixa. As misturas mantiveram-se estáveis.

Assim sendo, as barras da armadura não prejudicaram o fluxo na direção

horizontal do CAA.

129

Os valores obtidos para T20 e T40 estão representados nas figuras 46 e 47,

em função do tipo de adição e da dimensão máxima do agregado graúdo.

0

0,5

1

1,5


Tipo de Adição

Tem

po d

e Fl

uide

z (s

)

Brita Zero Brita 1

0

0,5

1

1,5

Brita Zero Brita 1

Dimensão Máx Agregado GraúdoTe

mpo

de

Flui

dez

(s)



tempo de fluidez (T20) na caixa-L

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3


Tipo de Adição

Tem

po d

e Fl

uide

z (s

)

Brita Zero Brita 1

00,5

11,5

22,5

3

Brita Zero Brita 1Dimensão Máx Agregado Graúdo

Tem

po d

e Fl

uide

z (s

)



tempo de fluidez (T40) na caixa-L

130

Quanto ao coeficiente de bloqueio, todos os valores encontrados foram

maiores que o mínimo limitado a 0,80. Portanto, os concretos pesquisados foram considerados

com baixa resistência ao bloqueio frente às armaduras, apresentando capacidade satisfatória

para preenchimento das fôrmas.

Na figura 48 apresenta-se a relação entre o coeficiente de bloqueio segundo

as variáveis estudadas.

0,8

0,85

0,9

0,95

1


Tipo de Adição

Coe

ficie

nte

de B

loqu

eio

Brita Zero Brita 1

0,8

0,85

0,9

0,95

1

Brita Zero Brita 1


Coe

ficie

nte

de B

loqu

eio



coeficiente de bloqueio na caixa-L

Os dados representados nas figura 46 a 48 não demonstraram uma tendência

clara quanto à influência das variáveis estudadas no tempo de fluidez e coeficiente de

bloqueio, mostrando-se também incoerentes com os resultados obtidos para o slump flow.

A julgar pela influência do teor de ar incorporado no tempo de fluidez, a

relação entre estas características não se confirmou.

Com o anel japonês, a partir da análise em conjunto dos resultados

encontrados para a diferença entre a altura da camada espalhada de concreto interna e externa

ao anel, bem como a diferença entre os diâmetros espalhados medidos com e sem o anel,

constatou-se que todos os concretos estudados apresentaram uma adequada habilidade em

passar, sem bloqueio.

As figuras 49 e 50 representam os resultados obtidos no anel japonês em

função das duas variáveis pesquisadas.

131

5

10

15

20

25


Tipo de Adição

Hi -

He

(mm

)Brita Zero Brita 1

5

10

15

20

25

Brita Zero Brita 1

Dimensão Máx. Agregado Graúdo

Hi -

He

(mm

)


Figura 49 – Relações entre os tipos de adição e dimensão máxima do agregado graúdo com a

diferença de altura da camada espalhada de concreto, interno e externo ao anel japonês

01234567


Tipo de Adição

E 1 -

E2 (

cm)

Brita Zero Brita 1

01234567

Brita Zero Brita 1


E 1 -

E2 (

cm)


Figura 50 – Relações entre os tipos de adição e dimensão máxima do agregado graúdo com a

diferença de espalhamento sem e com o anel japonês

A análise dos dados representados nas figuras 49 e 50 não indicou qualquer

relação entre o tipo de adição mineral e a dimensão máxima do agregado com a habilidade em

passar medida com o anel japonês.

Devido ao maior teor de agregado graúdo, o comportamento esperado para

as misturas compostas pelos esqueletos granulares quaternários (B1CV e B1SA) deveria

resultar numa maior dificuldade em passar, com maior bloqueio frente as armaduras. Tal fato,

entretanto, não foi claramente constatado no ensaio realizado com os dois equipamentos.

132

Tanto com a caixa-L quanto o anel japonês, os concretos ensaiados nestes

equipamentos mostraram-se, porém, com satisfatória habilidade em passar, sem bloqueio,

mostrando boa viscosidade e coesão, o que mostra a possibilidade de produção do CAA com

agregados graúdos de 19 mm.

c) Avaliação da resistência à segregação

A resistência à segregação das misturas foi avaliada para as duas direções:

• na vertical, segundo o tempo de escoamento no funil-V, após manter o

concreto no interior do funil em repouso por 5 minutos e, pela observação visual do plano de

ruptura de corpos-de-prova cilíndricos rompidos diametralmente;

• na horizontal, pela observação visual, após cessado o fluxo do concreto no

ensaio do slump flow, na caixa-L e no anel japonês.

Os resultados obtidos no funil-V foram superiores ao limite máximo

adotado para a diferença entre os tempos de escoamento (t1–t2), de 3 segundos. Exceto para o

concreto B1SA, que apresentou uma diferença (t1–t2) de 1,4 s, abaixo do adotado. Neste

critério, desse modo, as misturas mostraram-se segregáveis na direção vertical.

A figura 51 representa os valores obtidos para t1-t2, em função do tipo de

adição mineral e a dimensão máxima do agregado graúdo.

012345678


Tipo de Adição

t 1 - t

2 (s)

Brita Zero Brita 1

012345678

Brita Zero Brita 1Dimensão Máx Agregado Graúdo

t 1 - t

2 (s)


Figura 51 – Relações entre os tipos de adição e a dimensão máxima do agregado graúdo com

(t1-t2)

133

A análise do comportamento para a diferença (t1-t2) mostrou uma tendência

no funil-V. As misturas compostas por cinza volante apresentaram maior diferença (t1-t2), o

que corresponderia à maior risco de segregação. Enquanto que as misturas constituídas pelo

esqueleto granular ternário (brita zero) resultaram também numa maior tendência à

segregação.

A interferência maléfica do agregado de maior dimensão no CAA não foi

verificada. Esperava-se que as misturas compostas por brita 1 apresentassem maior t1-t2, por

possuírem maior massa. Assim, separar-se-iam da argamassa, depositando-se no fundo do

funil; aumentado, por conseguinte, o tempo de escoamento do concreto. O comportamento

verificado foi contrário ao esperado, não se encontrando razões para explicá-la.

Cabe ressaltar que no ensaio do funil-V a tomada do tempo de escoamento à

partir de uso manual do cronômetro foi de baixa precisão, prejudicando a análise da influência

das variáveis estudadas.

As figuras 52 e 53 documentam os planos de ruptura dos corpos-de-prova

cilíndricos Ø15x30 cm.

a) B0CV b) B0SA

Figura 52 – Corpos-de-prova dos concretos rompidos diametralmente para observação visual

da segregação horizontal para concretos com esqueleto granular ternário (M2)

134

a) B1CV b) B1SA

Figura 53 – Corpos-de-prova dos concretos rompidos diametralmente para observação visual

da segregação horizontal com esqueleto quaternário (M3)

Na avaliação da segregação no plano de ruptura dos corpos-de-prova não se

constatou significativa desuniformidade na distribuição dos grãos dos agregados ao longo da

altura (de 30 cm). Portanto, não se observou a ocorrência de segregação na direção vertical.

Na avaliação da segregação por meio da observação visual nos ensaios

realizados no slump flow, na caixa-L e no anel japonês, também não se constatou significativa

desuniformidade na distribuição dos agregados na direção horizontal.

Para o ensaio do espalhamento do concreto, em nenhuma das misturas

ocorreu um acúmulo de agregados no centro do material que denotasse segregação e,

tampouco, a ocorrência de uma auréola de água nas bordas que indicasse exsudação.

Portanto, exceto para o funil-V, os demais ensaios utilizados indicaram

misturas com resistência à segregação satisfatória.

d) Avaliação geral

Por fim, analisando conjuntamente os resultados obtidos e, de acordo com

as características dos ensaios desenvolvidos nesta etapa experimental e os limites de aceitação

135

estabelecidos e adotados, os concretos produzidos e estudados foram considerados como

sendo auto-adensáveis, pois apresentaram:

• boa deformabilidade, coesão e viscosidade;

• satisfatória habilidade em passar;

• resistência adequada à segregação.

Em síntese, a influência do tipo de adição mineral e a dimensão máxima do

agregado graúdo no comportamento do fluxo das misturas foram:

a sílica ativa levou à produção de misturas mais viscosas e coesas,

proporcionando concretos com menor deformabilidade;

a cinza volante resultou em maior fluidez;

o esqueleto granular otimizado (M2) com brita zero tendeu à menor

deformabilidade para as misturas com sílica ativa.

4.6 CAA no Estado Endurecido

O comportamento no estado endurecido dos concretos produzidos foi

avaliado segundo a resistência mecânica – compressão e tração, o módulo de deformação

estático e dinâmico, a estimativa do coeficiente de fluência, e, por final, a análise da

homogeneidade do concreto lançado ao longo do comprimento de vigas.

4.6.1 Resistência mecânica

4.6.1.1 Resistência à compressão simples

A análise da estatística básica dos resultados obtidos serviu para avaliar a

dispersão dos mesmos e os possíveis fatores que a provocam. A evolução da resistência à

compressão foi modelada por meio de análise de regressão simples não linear, resultando na

estimação dos parâmetros e na equação ajustada para cada um dos quatro concretos.

Estas análises estão apresentadas nos próximos subitens, de acordo com as

composições dos concretos estudados.

136

a) Para o concreto composto por brita zero e cinza volante – B0CV

A estatística básica para os resultados obtidos para o B0CV está apresentada

na tabela 35.

Tabela 35 – Resistência à compressão simples para o concreto B0CV

Idade (dia)

1 7 28 63

Quantidade de cp’s 2 2 3 5

fcj Médio (MPa) 26,90 42,92 46,56 56,75

Desvio-padrão (MPa) 1,84 0,69 5,18 4,92

Coeficiente de Variação (%) 6,8% 1,6% 11,1% 8,7%

Acredita-se que a dispersão dos resultados possa ter sido influenciada pelo

modo de lançamento do CAA no interior dos moldes. Não há, até o momento, uma

padronização do procedimento para moldagem dos corpos-de-prova para a avaliação do CAA.

A análise de regressão resultou na equação ajustada 4.1, com um coeficiente

de determinação (r2) igual a 0,9354, conforme:

)454,0488,0(

1008,0, t

f tc −= (4.1)

onde:

fc,t = estimativa da resistência à compressão (MPa);

t = idade (dia).

A figura 54 representa a evolução da resistência para o concreto B0CV.

137

Figura 54 – Evolução da resistência à compressão para B0CV

b) Para o concreto composto por brita zero e sílica ativa – B0SA

Na tabela 36 encontram-se os resultados obtidos para o concreto B0SA, bem

como a estatística básica para as idades de 1, 7, 28 e 63 dias.

Tabela 36 – Resistência à compressão simples para o concreto B0SA

Idade (dia)

1 7 28 63


fcj Médio (MPa) 38,20 50,19 64,78 81,26


Coeficiente de Variação (%) 4,8% 9,6% 5,2% 11,5%

A equação ajustada para o concreto B0SA, para r2 igual a 0,9193, foi:

)373,0400,0(

1008,0, t

f tc −= (4.2)

Idade (dia)

fc (Mpa)

0.0 7.0 14.0 21.0 28.0 35.0 42.0 49.0 56.0 63.0 70.0 0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

138

A figura 55 representa a evolução da resistência para o concreto B0SA.

Figura 55 – Evolução da resistência à compressão para B0SA

c) Para o concreto composto por brita 1 e cinza volante – B1CV

A estatística básica para os resultados de B1CV está expressa na tabela 37.

Tabela 37 – Resistência à compressão simples para o concreto B1CV

Idade (dia)

1 7 28 63


fcj Médio (MPa) 25,95 59,52 68,15 68,41


Coeficiente de Variação (%) 3% 4% 3,9% 6,9%

A equação ajustada para o concreto B1CV, para r2 igual a 0,8686, foi:

)447,0472,0(1

006,0, tf tc −

= (4.3)

Idade (dia)

fc (Mpa)

0.0 7.0 14.0 21.0 28.0 35.0 42.0 49.0 56.0 63.0 70.0 0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

139

A figura 56 representa a evolução da resistência para o concreto B1CV.

Figura 56 – Evolução da resistência à compressão para B1CV

d) Para o concreto composto por brita 1 e sílica ativa – B1SA

A estatística básica para os resultados de B1SA está expressa na tabela 38.

Tabela 38 – Resistência à compressão simples para o concreto B1SA

IDADE (dia)

1 7 28 63


fcj Médio (MPa) 42,10 63,10 80,57 73,20


Coeficiente de Variação (%) 1% 3,6% 6,1% 4,5%

A equação ajustada para o concreto B1SA, para r2 igual a 0,9025, foi:

)573,0593,0(1

003,0, tf tc −

= (4.4)

Idade (dia)

fc (MPa)

0.0 7.0 14.0 21.0 28.0 35.0 42.0 49.0 56.0 63.0 70.0 0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

140

A figura 57 expressa a evolução da resistência do B1SA.

Figura 57 – Evolução da resistência à compressão para B1SA

e) Considerações gerais

Os resultados médios para fc aos 28 dias delimitaram um intervalo, como

apresentado na tabela 39, entre 46 a 81 MPa. Para estes níveis de resistência, os concretos

produzidos podem ser considerados como de alto desempenho, com aplicação estrutural.

Tabela 39 – Resistência à compressão simples para os concretos os 28 dias

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA


fc28 Médio (MPa) 46,56 64,78 68,15 80,57


Coeficiente de Variação (%) 11,1 5,2 3,9 6,1

Com dos dados da tabela 39 foi elaborada a figura 58, comparando-se os

quatro concretos e a evolução da resistência com a idade.

Idade (dia)

fc (MPa)

0.0 7.0 14.0 21.0 28.0 35.0 42.0 49.0 56.0 63.0 70.0 0.00

10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00

100.00

141

Figura 58 – Comparação da evolução da resistência à compressão para CAA’s

A análise da figura 58 permite realizar as seguintes conclusões:

- a adição de sílica ativa propiciou a produção de concretos de maior

resistência à compressão, se comparado à cinza volante incorporada com mesmo teor de 10%

(em relação à massa do cimento). Tal fato pode ser explicado pela elevada finura do material,

que preenche melhor os vazios entre os grãos, aumentando o empacotamento das partículas na

mistura, com conseqüente melhora na pasta e, principalmente, na zona de transição;

- a cinza volante não contribuiu para a elevação da resistência em idades

mais avançadas. Portanto, o que significa que o material utilizado apresentava baixa atividade

pozolânica. Sendo assim, o efeito fíler foi preponderante sobre o químico;

- a utilização de agregado graúdo de maior dimensão levou ao aumento da

resistência à compressão, independentemente do tipo de adição mineral na mistura. O

aumento da resistência à compressão em função da elevação da dimensão máxima do

agregado explica-se pelo menor consumo de argamassa com conseqüente menor teor de

cimento.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63Idade (dia)

fc (MPa) B1SA

B1CV B0SA

B0CV

142

Em função da variação do consumo dos materiais que compõem as

misturas, devido às variáveis estudadas, foi calculado o custo unitário de dosagem, que

resultou na tabela 40.

Tabela 40 – Custo unitário (R$/m3) por concreto

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA

Custo Unitário (R$/m³) 331,00 388,00 313,00 360,00

E, então, calculada a relação do custo unitário de dosagem para a resistência

à compressão obtida em cada mistura, como exposto na tabela 41.

Tabela 41 – Relação entre o custo unitário (R$/m3) e a resistência à compressão (MPa)

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA

Custo Unitário (R$/m³) 331,00 388,00 313,00 360,00

fc28 Médio (MPa) 46,56 64,78 68,15 80,57

Fator (R$/m³·MPa) 7,11 5,99 4,59 4,47

Os resultados demonstraram que a introdução da brita 1 e da sílica ativa nas

misturas levou a diminuição de custo em relação à unidade de resistência à compressão.

Ressalta-se que a relação água/cimento foi mantida constante em 0,33 para

todos os concretos produzidos.

4.6.1.2 Resistência à tração

Os resultados obtidos para a resistência à tração, obtidos por compressão

diametral para as quatro misturas, estão apresentados na tabela 42.

Para o concreto B1SA, apenas um exemplar foi rompido, não se calculando

os parâmetros estatísticos. Os dois outros corpos-de-prova que compunham a amostra

romperam irregularmente, sendo descartados.

143

Tabela 42 – Resultados médios da resistência à tração para 1, 28 e 63 dias

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA

1d 28d 63d 1d 28d 63d 1d 28d 63d 1d 28d 63d

Quantidade

de cp’s 2 3 3 2 3 3 2 3 3 2 3 1

Média ftj

(MPa) 2,41 4,49 4,33 3,66 5,59 5,55 2,63 4,79 4,83 4,37 7,06 5,63

Desvio-padrão

(MPa) 0,34 0,56 0,29 0,32 0,74 1,16 0,12 0,14 0,45 0,24 0,27 ---

Coeficiente de

Variação (%) 14,2 12,5 6,8 8,6 13,2 20,9 4,7 2,9 9,3 5,6 3,8 ---

A relação entre a resistência à tração e a resistência à compressão simples

para cada uma das quatro misturas está apresentada na tabela 43.

Tabela 43 – Relação (ft/fc) para o CAA

Concreto Idade

(dia) B0CV B0SA B1CV B1SA

1 0,09 0,10 0,10 0,10

28 0,10 0,09 0,07 0,09

63 0,08 0,07 0,07 0,08

Os resultados demonstraram que a relação ft/fc tendeu à diminuir para o

aumento da idade de ruptura dos corpos-de-prova, como constatado nas quatro misturas

estudadas. Este comportamento mostrou-se coerente com os concretos de alta resistência,

como encontrado na literatura.

Porém, os dados disponíveis não forneceram informações suficientes para

analisar o comportamento da ft/fc segundo o aumento de fc. Em concretos convencionais,

geralmente constata-se uma diminuição da relação ft/fc para um aumento de fc.

144

4.6.2 Módulo de deformação longitudinal

A seguir são apresentados e analisados os resultados obtidos dos módulos de

deformação longitudinal – estático e dinâmico.

4.6.2.1 Módulo de deformação estático (Eci)

O módulo de deformação estático referiu-se a tangente inicial (Eci), obtido

seguindo os procedimentos para o plano de carga da NBR 8522 (2003), em uma prensa

hidráulica, cujos resultados médios obtidos aos 28 dias estão demonstrados na tabela 44.

Tabela 44 – Resultados do módulo de deformação tangente inicial (Eci)

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA


Média Eci (GPa) 34,5 39,0 36,2 44,2

Desvio-padrão (GPa) 5,04 4,27 1,63 1,11


Com base nos resultados obtidos, constatou-se existir uma tendência em:

• fixando-se a dimensão máxima do agregado graúdo, para análise da

influência do tipo de adição mineral, constatou-se a sílica ativa levou ao aumento de Eci;

• fixando-se o tipo de adição mineral, a introdução do agregado graúdo de

maior dimensão nas misturas levou, também, ao aumento de Eci.

Devido aos valores elevados do coeficiente de variação e o reduzido

tamanho da amostra, a análise de variância (ANOVA) ficou prejudicada, não sendo realizada.

Os resultados mostraram-se coerentes para o aumento de Eci. com a adição

de sílica ativa na mistura, pois este material proporcionou a melhora da zona de transição

entre pasta e agregado, aumentando a compacidade das partículas nesta fase.

Porém, os resultados não foram suficientes para se constatar a influência da

introdução de agregado graúdo de maior dimensão. Esperava-se que, de acordo com o método

de dosagem adotado, os concretos com brita 1 respondessem com Eci. significativamente

145

maior, pois estas misturas são formadas com menor volume de pasta. Os resultados obtidos

apenas mostram uma tendência no aumento de Eci. destes concretos.

Após a execução do ensaio para a determinação de Eci, os mesmos corpos-

de-prova foram, então, rompidos à compressão simples, com os resultados expressos na tabela

45.

Tabela 45 – Resistência à compressão ao final do ensaio para obter Eci

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA


Média (MPa) 58,72 65,91 60,36 74,34



A diferença entre as médias para a resistência à compressão obtidas e

apresentadas nas tabelas 39 e 45 não resultaram significativas na prova de hipótese sobre μ,

considerando σ não conhecido e α=5%, devido a dispersão encontrada; exceto para o concreto

B1CV, cuja dispersão dentre 3 corpos-de-prova foi menor.

Para uma melhor análise do módulo de deformação, a relação do módulo Eci

com a raiz quadrada da resistência à compressão simples foi calculada para todos os

concretos, como demonstrado na tabela 46.

Tabela 46 – Relação Eci / (fc)1/2 do CAA

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA

Eci / (fc)1/2 4,50 4,80 4,66 5,12

Com base nestes resultados, constatou-se uma tendência de aumento da

capacidade de restringir as deformações do concreto quando adicionada a sílica ativa. Tal fato

também ocorreu para a utilização de agregado com dimensão maior nas misturas.

Para concretos com massa específica normal, a ACI 318-89 (1992)

recomenda que E/(fc)0,5 esteja próximo a 4,73. O valor das relações resultou próximo ao

146

proposto pela normativa, o que levou a confirmar a viabilidade do CAA produzido neste

experimento para fins estruturais.

Os seguintes modelos foram utilizados para análise e comparação com os

obtidos experimentalmente, onde fc é a resistência à compressão (MPa), w é a massa

específica (kg/m³):

NBR 6118 (2003) para fc < 50 MPa 2/1)(5600 cc fE = (4.5)

CEB-FIP Model Code (1990) para fc < 80,0 MPa

34

101015,2 fcxE c = (4.6)

ACI Committee 209 (1992) 5,03 )(043,0 cmc fwE = (4.7)

RILEM Committee 107 (1996) para 17,2 MPa<fc<69,0 MPa, com os dados em psi 2/1)(000.57 cc fE = (4.8)

Os resultados comparativos estão apresentados na tabela 47. Ressalta-se,

pois, que os modelos adotados são válidos para os intervalos de resistência à compressão

indicados nas normativas que os contêm. Porém, para propiciar uma análise e comparação

com os dados encontrados nesta pesquisa, o valor do módulo de deformação foi calculado

para a resistência à compressão média, aos 28 dias, indicada na tabela 45 deste mesmo

subitem.

147

Tabela 47 – Comparação entre as estimações do módulo de deformação aos 28 dias

Concreto Normalização

B0CV B0SA B1CV B1SA

tangente 42,9 45,5 43,5 48,3 NBR 6118

(2003) secante 36,5 38,6 37,0 41,0

CEB-FIP (1990) tangente 38,8 40,3 39,1 42,0

ACI 209 (1992) secante 40,7 41,6 42,8 47,7

RILEM 107 (1995) 36,3 38,4 36,8 40,8

Eci (obtido no experimento)

tangente 34,5 39,0 36,2 44,2

A análise dos resultados comparativos revelou que os valores obtidos

experimentalmente foram válidos, pois corresponderam aos estimados pelos modelos;

podendo-se afirmar que o comportamento elástico do CAA é semelhante ao concreto

convencional.

Em comparação com os resultados (Eci) experimentais, constatou-se, ainda,

as seguintes tendências:

- os valores previstos pelo modelo secante da NBR 6118 (2003) foram

ligeiramente superiores;

- pelo CEB-FIP (1990) e RILEM 107 (1996), concretos com resistência

menor resultaram em módulos previstos maiores;

- o modelo do ACI 209 (1992) previu valores maiores.

4.6.2.2 Módulo de deformação dinâmico (Ecd)

A medição da velocidade do pulso ultra-sônico, por transmissão direta, deu-

se pela relação entre o tempo de trânsito (μm) e a distância percorrida (altura do corpo-de-

prova de 20 cm), referido ao concreto com 28 dias de idade. Os resultados médios estão

apresentados na tabela 48.

Para todas as leituras, o comprimento médio da onda calculado pela relação

entre a velocidade do pulso e a freqüência (50 Hz para o equipamento empregado no ensaio)

foi de 10 cm, não ultrapassando a distância percorrida da onda igual a 20 cm (altura do corpo-

148

de-prova). E, para evitar a redução de energia da onda e possível perda de sinal no receptor, o

comprimento médio da onda foi maior que a dimensão máxima do agregado graúdo. A

distância entre os transdutores foi superior, também, ao mínimo recomendado pela RILEM

NDT1 (1972 apud EVANGELISTA, 2002) de 10 cm para o concreto com agregado de

dimensão máxima menor que 30 mm. Portanto, os resultados podem ser considerados válidos

para efeito de análise neste trabalho.

Tabela 48 – Velocidade do pulso ultra-sônico medido em corpos-de-prova

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA


Velocidade Média do Pulso (m/s) 4.640 4.690 4.840 4.930

Desvio-Padrão (km/s) 90 20 20 20


Os resultados encontrados para os coeficientes de variação nas quatro

misturas foram coerentes com os apontados por Malhotra (1984 apud EVANGELISTA,

2002), estando abaixo de 2% normalmente obtidos na medição da velocidade de pulsos ultra-

sônicos em concretos.

O módulo de deformação dinâmico (Ecd) foi estimado, então, por meio da

equação recomendada pela BS 1881 (1986). Adotou-se, para efeito de cálculo, o coeficiente

de Poisson dinâmico igual a 0,24, como sendo igual ao estático obtido experimentalmente por

Carbonari (1996) em concretos de mesma faixa de resistência à compressão. A massa

específica foi determinada para cada corpo-de-prova. Os resultados médios obtidos para Ecd

estão expressos na tabela 49.

Tabela 49 – Módulo de deformação dinâmico (Ecd) médio

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA

Módulo de Deformação Dinâmico Médio (GPa) 43,48 46,29 50,70 52,39

Desvio-Padrão (GPa) 2,93 0,44 0,41 0,78


149

Os coeficientes de variação de Ecd mostraram-se baixos, exceto para o

concreto B0CV.

A relação entre o módulo de deformação estático (Eci) e dinâmico (Ecd) está

apresentada na tabela 50.

Tabela 50 – Relação entre Eci/Ecd

Concreto

B0CV B0SA B1CV B1SA

Eci (GPa) 34,5 39,0 36,2 44,2

Ecd (GPa) 43,5 46,3 50,7 52,4

Eci/Ecd 0,79 0,84 0,71 0,84

Os resultados mostraram-se coerentes com a literatura, pois se constatou as

seguintes tendências:

• os valores médios de Ecd foram maiores que Eci, para cada concreto,

como esperado;

• os valores médios de Ecd aumentaram em relação às misturas com maior

volume de agregados;

• as relações Eci/Ecd, para cada concreto nesta faixa de resistência

mecânica, ficaram próximas a 0,80, em conformidade com Evangelista (2002).

4.6.3 Fluência básica

Com os mesmos concretos auto-adensáveis produzidos e avaliados quanto

às propriedades no estado fresco, foram moldadas quatro séries de vigas, cada série foi

composta por 3 vigas representando uma das misturas estudadas, totalizando 12 vigas

moldadas, como apresentado na tabela 51.

150

Tabela 51 – Série de vigas de CAA para avaliação da fluência básica

Identificação

Série Código da Mistura

Código da Viga

Moldada

V1

V2 1 B0CV

V3

V4

V5 2 B0SA

V6

V7

V8 3 B1CV

V9

V10

V11 4 B1SA

V12

No momento da montagem das vigas nos cavaletes metálicos e a colocação

das cargas (massas) de ensaio nas extremidades, constatou-se que o cavalete metálico

destinado à viga V11 apresentava uma falha em seu sistema de fixação, gerando um

desalinhamento exagerado na mesma, sem possibilidade de correção. Para se evitar o risco de

ruptura deste cavalete e, conseqüentemente, a perda das demais peças em ensaio caso ocorre-

se tal sinistro, decidiu-se por eliminar a viga V11. Portanto, a série nº 4 (B1SA) foi composta

por apenas 2 vigas – V10 e V12.

Para facilitar a apresentação dos resultados e análise, os itens à seguir estão

ordenados em conformidade com o andamento das etapas realizadas ao longo do

desenvolvimento do ensaio.

Os resultados obtidos em cada etapa, na sua totalidade, estão anexados ao

corpo desta dissertação.

4.6.3.1 Definição das cargas de ensaio

O cálculo da carga de ensaio foi realizado com as equações clássicas de

resistência dos materiais, utilizando a seção fissurada do concreto. A resistência à compressão

151

do CAA foi àquela obtida em ensaio com corpos-de-prova, como descrito no item 3.3.5.2. A

estimativa do módulo de deformação relativo à data de carregamento foi realizada com a

equação 4.9, que representa a evolução do módulo de deformação segundo o Código Modelo

CEB-FIP (1990).

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

= ts

cc eEtE281

)( (4.9)

onde:

Ec = módulo de deformação aos 28 dias de idade;

t = idade do concreto (dia);

s =0,20 assumido para CP V ARI.

A carga aplicada foi àquela que gerou uma tensão interna máxima de

compressão da fibra mais comprimida da seção junto ao engaste igual a 30% da resistência à

compressão do CAA (tabela 39), correspondendo aos valores apontados na tabela 52.

Tabela 52 – Carga de ensaio em vigas

Série Carga de Ensaio

(Kgf)

1 90,0

2 120,9

3 126,6

4 147,0

Os prismas de concreto que serviram para compor o carregamento das vigas

não mantiveram massa constante, devido às dificuldades na sua produção. Assim, a carga

total em cada viga, na mesma série, foi desigual, havendo uma variação de até 3%.

4.6.3.2 Determinação do coeficiente de fluência básica

De acordo com os procedimentos descritos no capítulo anterior, as vigas de

CAA foram ensaiadas, sendo que a leitura das flechas para cada viga foi registrada em

planilha própria.

152

Imediatamente após a aplicação das cargas, foram lidas as flechas

instantâneas. Porém, em algumas vigas constatou-se que as flechas instantâneas resultaram

menores que as correspondentes ao giro do cavalete, sem razão aparente, inviabilizando o

método de aferição do mesmo; o que pode ser melhor estudado em futuro trabalho.

A identificação do início da fluência básica do concreto foi realizada por

meio de análise dos gráficos plotados com a flecha registrada nos primeiros minutos do

ensaio, de acordo com o plano de cargas indicado anteriormente na tabela 11. Constatando-se,

para todas as vigas, que em 10 minutos a flecha lida correspondia à parcela da fluência.

Portanto, tomou-se, como início da fluência básica, a flecha lida aos 10 minutos após a

aplicação de carga na viga.

Em função da dificuldade na aferição dos cavaletes, a flecha instantânea

para cada viga foi adotada como sendo a teórica, calculada em conformidade com as equações

propostas por Branson (1977). As flechas teóricas calculadas estão apresentadas na tabela 53.

Tabela 53 – Flecha instantânea teórica

Série Flecha Instantânea

Teórica (mm)

1 2,85

2 4,20

3 4,17

4 5,25

Assim, pode-se determinar o coeficiente de fluência para cada viga, segundo

o plano de leitura das flechas, ao longo do período de ensaio (t=90 dias). As tabelas com os

valores medidos encontram-se no anexo A até D desta dissertação.

Nas figuras 59 e 60, os coeficientes de fluência foram representados em

gráficos, para melhor análise.

153

Figura 59 – Coeficiente de fluência obtido para todas as vigas ensaiadas

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tempo (dia)

Coe

ficie

nte

de F

luên

cia(φ)

V2

V1

V3

V5

V7V8

V4

V9

V10

V12V6

154

Figura 60 – Coeficiente de fluência médio obtido para as quatro séries de concretos

A análise das curvas da figura 60 mostrou que, tanto a V5 (série 2) quanto a

V9 (série 3), apresentaram um comportamento incoerente com as demais. A exclusão destas

duas vigas e o cálculo da nova média para os coeficientes está demonstrada nas novas curvas

traçadas das figuras 61 e 62.

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tempo (dia)

Coe

ficie

nte

de F

luên

cia

(φ)

B0CV

B0SA

B1SA

B1CV

155

Figura 61 – Coeficiente de fluência das vigas sem considerar a V5 e V9

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Tempo (dia)

Coe

ficie

nte

de F

luên

cia

(φ)

V2

V1

V3

V8

V7 V4 V10 V6 V12

156

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tempo (dia)

Coe

ficie

nte

de F

luên

cia

( ϕ)

B0CV

B0SA

B1SA

B1CV

Figura 62 – Coeficiente de fluência médio obtido para as quatro séries de concreto,

desconsiderando as vigas V5 e V9

Pode-se observar, nestas novas curvas traçadas, por meio dos coeficientes de

fluência básica do CAA que:

concretos mais compactos responderam com menor deformação, sob carga

constante, ao longo do tempo;

a adição de cinza volante levou à maior fluência, devido, principalmente,

ao aumento de vazios incorporados à mistura;

por outro lado, a utilização da sílica ativa acarretou em menor fluência,

pois a compacidade da pasta foi melhorada;

concretos compostos pelo esqueleto granular otimizado quaternário (brita

1) resultaram em menor fluência, em razão destes possuírem menor teor de pasta.

157

O comportamento das curvas médias do coeficiente de fluência básica foi

avaliado por meio da análise de regressão não linear, encontrando-se os coeficientes de

regressão para idades maiores (até t=∞).

Para a previsão do coeficiente de fluência básica no tempo infinito (φ∞), o

modelo adotado foi o expresso na equação 4.10.

( )∞⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡−+

−= ϕ

βϕ

b

H tttt

)( 0

0 (4.10)

onde:

t = idade do concreto (dias);

t0 = idade de carregamento da viga de concreto (dias);

βh = parâmetro definido pelo CEB-FIP (1990) em função da umidade

relativa do ambiente, área da seção transversal e perímetro da viga, neste caso igual a 300,01

para UR=50%;

b = parâmetro de regressão.

O coeficiente de determinação (r2) resultou, para todas as séries, em valores

próximos a 1, indicando que o ambiente esteve bem controlado (temperatura) ao longo do

ensaio e que a equação 4.10 foi adequada para a previsão.

Na tabela 54 pode-se visualizar os coeficientes de fluência básica no tempo

infinito estimados para as quatro séries de vigas estudadas.

Tabela 54 – Coeficientes de fluência básica no tempo infinito

Série φ∞ r2

1 2,03 0,9935

2 0,86 0,9935

3 1,13 0,9927

4 0,83 0,9988

A metodologia de ensaio desenvolvida e utilizada em vigas engastadas-livre

para o estudo da fluência foi satisfatória, com resultados coerentes e confiáveis.

158

4.6.4 Homogeneidade em vigas

Para avaliar a homogeneidade do CAA na direção horizontal, foram lidas as

velocidades de ondas ultra-sônicas ao longo do comprimento de vigas, em medição direta,

com o equipamento PUNDIT; conforme descrito no capítulo anterior.

A análise de variância (ANOVA) dos resultados obtidos vem apresentada na

tabela 55.

Tabela 55 – Análise de variância da velocidade da onda ultra-sônica

Fonte de

Variação SQ gl MQ F valor-P Efeito

Amostra 4,83 3 1,61 6,348302 0,002532 significativo

Ao longo da viga 0,017222 2 0,008611 0,033954 0,966662 não sign.

Entre as vigas de

mesma série 0,711667 6 0,118611 0,467689 0,825311 não sign.

Dentro 6,086667 24 0,253611

Total 11,64556 35

A análise ANOVA, por meio do p-value>0,05 (nível de significância

adotado α=5%), permite aceitar a hipótese de que há homogeneidade na velocidade da onda

ultra-sônica nas três posições medidas ao longo do comprimento das vigas. Portanto, pode-se

afirmar que o concreto lançado fluiu somente sob seu peso próprio, preenchendo todos os

espaços da viga, sem segregar.

159

55.. CCOONNCCLLUUSSÕÕEESS

Os concretos produzidos no âmbito do programa experimental, de acordo

com o método de dosagem proposto por Gomes (2002) e considerando os materiais

disponíveis na região, foram considerados como auto-adensáveis.

Todos os concretos produzidos apresentaram boa capacidade em fluir sob

seu próprio peso, adequada habilidade em passar por seções estreitas e pela armadura e,

satisfatória resistência à segregação e exsudação, segundo os critérios adotados.

Os tipos de adição mineral – sílica ativa e cinza volante – e os esqueletos

granulares otimizados para a brita zero e brita 1 – interferiram nas propriedades dos concretos

estudados tanto no estado fresco quanto no endurecido.

No geral, o comportamento do CAA no estado endurecido correspondeu ao

concreto de alto desempenho vibrado.

A otimização do esqueleto granular com brita 1, conforme o método de

dosagem proposto por Gomes (2002), levou à diminuição no consumo de pasta na mistura.

Entretanto, a redução do teor de pasta não prejudicou as propriedades no estado fresco, sendo

que no estado endurecido os concretos produzidos tornaram-se mais resistentes.

Face ao exposto, o trabalho atingiu o objetivo geral traçado inicialmente.

5.1 Considerações quanto ao Estado Fresco

O teor de aditivo superplastificante adotado inicialmente, bem como a

relação água/cimento e o teor de adição mineral foram adequados para produzir concretos

auto-adensáveis.

O consumo dos materiais constituintes para a produção do CAA mostrou-se

coerente com a maioria dos valores encontrados na literatura para concretos de alto

desempenho.

A adição de cinza volante levou ao aumento do teor de ar incorporado e no

aumento da deformabilidade das misturas. Em contrapartida os concretos produzidos com a

sílica ativa resultaram em misturas com maior viscosidade e coesão.

160

Ambas as adições satisfizeram os critérios quanto à resistência ao bloqueio e

segregação, com uma ligeira tendência de restrição nestas propriedades para a introdução de

brita 1.

Em geral, os critérios adotados para aceitar os concretos como auto-

adensáveis foram suficientes.

Para avaliar as propriedades auto-adensáveis, os equipamentos e

procedimentos utilizados foram adequados, pois permitiram operá-los e medi-los com

facilidade, exceto o funil-V, cuja dificuldade em medir o tempo de escoamento de misturas de

menor viscosidade pode induzir ao erro pelo operador, o que inviabilizaria análises mais

aprofundadas.

Entretanto, para a análise da influência das variáveis utilizadas no

experimento, os equipamentos utilizados que forneceram informações mais confiáveis e

coerentes foram o cone de Abrams – espalhamento e tempo de fluidez – e o funil-V. Os

demais ensaios não mostraram uma tendência clara quanto à interferência das variáveis da

pesquisa, obrigando a análise dos resultados por conjunto de equipamentos. Contudo, para um

estudo de dosagem os equipamentos são satisfatórios.

5.2 Considerações quanto ao Estado Endurecido

A evolução da resistência mecânica com a idade mostrou-se coerente, de

acordo com o cimento Portland CP V ARI empregado, assim como a relação entre ft/fc

correspondeu ao comportamento do concreto de alto desempenho vibrado.

A resistência à compressão dos concretos produzidos variou entre 40 a 80

MPa, para os 28 dias de idade, sendo que esta variação decorreu dos tipos de adição e da

dimensão máxima do agregado graúdo.

Os concretos compostos por sílica ativa resultaram em maior resistência

mecânica, maior módulo de deformação e menor coeficiente de fluência. A introdução de

brita 1 nas misturas levou também ao mesmo comportamento.

A sílica ativa influenciou mais a resistência à compressão nas primeiras

idades. Entretanto, como esperado, a cinza volante não contribuiu para as idades mais

avançadas, indicando baixa reatividade química.

161

Quanto ao módulo de deformação, tanto o obtido no modo de ensaio

estático quanto no dinâmico, corresponderam ao comportamento do concreto convencional

vibrado quando comparados aos modelos de previsão normalizados.

A análise da homogeneidade das vigas, por meio do ultra-som, mostrou que

o concreto lançado preencheu toda a forma, sem segregar; comprovado pela baixa dispersão

da velocidade da onda ultrasônica.

Com relação à fluência, concluiu-se que as variáveis estudadas apresentaram

significativa interferência, sendo que a sílica ativa e a brita 1 (19 mm) resultaram em

concretos com menor coeficiente de fluência.

5.3 Sugestões para Trabalhos Futuros

Na continuidade do trabalho apresentado, alguns aspectos podem ser melhor

estudados no estado fresco, como:

a correlação do teor de ar incorporado com os resultados dos ensaios para

avaliar as propriedades auto-adensáveis, principalmente quando se adiciona a cinza volante;

a manutenção da fluidez;

o modo de preenchimento dos moldes metálicos para diminuir a

variabilidade nos resultados.

Quanto ao estado endurecido sugere-se:

testar as misturas quanto a durabilidade, por exemplo, por meio da

caracterização da absorção de água e permeabilidade, resistência à carbonatação, etc.

aprimorar ou desenvolver os cavaletes metálicos para minimizar a

influência do giro dos mesmos nas flechas lidas nas extremidades das vigas.

162

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172

ANEXOS

173

ANEXO A – Coeficiente de Fluência para as vigas da série 1 (B0CV)

V1 V2 V3 TEMPO

(h) (dia) Flecha (mm)

Coef. de Fluência Tempo (h) Flecha

(mm) Coef. de Fluência Tempo (h) Flecha

(mm) Coef. de Fluência

Média Coef. de Fluência

0:00:00 0,0000 0,00 0,00 0:00:00 0,00 0,00 0:00:00 0,00 0,00 0,00 0:10:00 0,0069 0,01 0,00 0:10:00 0,05 0,02 0:10:00 0,06 0,02 0,01 0:25:00 0,0174 0,03 0,01 0:25:00 0,07 0,02 0:25:00 0,07 0,02 0,02 0:40:00 0,0278 0,06 0,02 0:40:00 0,10 0,04 0:40:00 0,08 0,03 0,03 1:10:00 0,0486 0,11 0,04 1:10:00 0,15 0,05 1:10:00 0,11 0,04 0,04 1:40:00 0,0694 0,14 0,05 1:40:00 0,21 0,07 2:30:00 0,15 0,05 0,06 2:10:00 0,0903 0,15 0,05 2:40:00 0,28 0,10 4:30:00 0,21 0,07 0,07 3:10:00 0,1319 0,19 0,07 4:40:00 0,36 0,13 6:30:00 0,26 0,09 0,09 5:10:00 0,2153 0,25 0,09 6:40:00 0,43 0,15 8:30:00 0,29 0,10 0,11 7:10:00 0,2986 0,28 0,10 8:40:00 0,49 0,17 10:29:00 0,31 0,11 0,13 9:10:00 0,3819 0,32 0,11 10:52:00 0,54 0,19 12:29:00 0,32 0,11 0,14

11:10:00 0,4653 0,34 0,12 12:52:00 0,57 0,20 21:59:00 0,39 0,14 0,15 13:10:00 0,5486 0,37 0,13 22:22:00 0,77 0,27 24:29:00 0,41 0,14 0,18 22:40:00 0,9444 0,49 0,17 24:52:00 0,80 0,28 28:59:00 0,43 0,15 0,20 25:10:00 1,0486 0,51 0,18 29:22:00 0,86 0,30 46:29:00 0,49 0,17 0,22 29:40:00 1,2361 0,55 0,19 46:52:00 1,00 0,35 52:29:00 0,52 0,18 0,24 47:10:00 1,9653 0,65 0,23 52:52:00 1,05 0,37 56:59:00 0,53 0,19 0,26 53:10:00 2,2153 0,67 0,24 57:22:00 1,07 0,38 70:59:00 0,57 0,20 0,27 57:40:00 2,4028 0,70 0,25 71:22:00 1,14 0,40 76:59:00 0,59 0,21 0,28 71:40:00 2,9861 0,75 0,26 77:22:00 1,15 0,40 94:29:00 0,65 0,23 0,30 77:40:00 3,2361 0,81 0,28 94:52:00 1,22 0,43 100:59:00 0,66 0,23 0,31 95:10:00 3,9653 0,83 0,29 105:27:00 1,25 0,44 104:29:00 0,68 0,24 0,32 101:40:00 4,2361 0,85 0,30 118:52:00 1,28 0,45 104:44:00 0,68 0,24 0,33 105:10:00 4,3819 0,86 0,30 128:52:00 1,33 0,47 104:55:00 0,69 0,24 0,34 119:10:00 4,9653 0,88 0,31 142:52:00 1,36 0,48 105:04:00 0,69 0,24 0,34 129:10:00 5,3819 0,94 0,33 151:52:00 1,37 0,48 119:39:00 0,70 0,25 0,35 143:10:00 5,9653 0,95 0,33 170:12:00 1,43 0,50 129:39:00 0,72 0,25 0,36 152:10:00 6,3403 0,97 0,34 176:52:00 1,44 0,51 143:39:00 0,72 0,25 0,37 170:30:00 7,1042 1,01 0,35 190:52:00 1,48 0,52 152:39:00 0,65 0,23 0,37 177:10:00 7,3819 1,01 0,35 197:22:00 1,49 0,52 170:59:00 0,80 0,28 0,39 191:10:00 7,9653 1,06 0,37 197:52:00 1,55 0,54 177:39:00 0,82 0,29 0,40 197:40:00 8,2361 1,07 0,38 215:07:00 1,61 0,56 191:39:00 0,86 0,30 0,41 198:10:00 8,2569 1,12 0,39 221:37:00 1,62 0,57 198:09:00 0,89 0,31 0,42 215:25:00 8,9757 1,15 0,40 238:37:00 1,66 0,58 198:39:00 0,94 0,33 0,44 221:55:00 9,2465 1,17 0,41 245:22:00 1,67 0,59 215:54:00 0,96 0,34 0,44 238:55:00 9,9549 1,17 0,41 250:22:00 1,68 0,59 222:24:00 0,97 0,34 0,45 245:40:00 10,2361 1,21 0,42 250:23:00 1,70 0,59 239:24:00 0,98 0,34 0,45 250:40:00 10,4444 1,21 0,42 262:52:00 1,70 0,60 246:09:00 0,99 0,35 0,46 263:10:00 10,9653 1,23 0,43 262:53:00 1,72 0,60 251:09:00 1,00 0,35 0,46 263:15:00 10,9688 1,25 0,44 270:37:00 1,73 0,61 263:39:00 1,01 0,35 0,47 270:55:00 11,2882 1,26 0,44 288:07:00 1,75 0,61 263:40:00 1,02 0,36 0,47 288:25:00 12,0174 1,26 0,44 297:22:00 1,78 0,62 271:24:00 1,03 0,36 0,48 297:40:00 12,4028 1,30 0,46 311:37:00 1,78 0,62 288:54:00 1,04 0,36 0,48 311:55:00 12,9965 1,30 0,46 320:22:00 1,82 0,64 298:09:00 1,07 0,38 0,49 320:40:00 13,3611 1,34 0,47 336:52:00 1,84 0,65 312:24:00 1,08 0,38 0,50 337:10:00 14,0486 1,34 0,47 359:52:00 1,87 0,66 321:09:00 1,08 0,38 0,50

Continua...

174

Continuação. V1 V2 V3

TEMPO (h) (dia)

Flecha (mm)


(mm) Coef. deFluência Tempo (h) Flecha

(mm) Coef. deFluência

Média Coef. deFluência

360:10:00 15,0069 1,39 0,49 366:52:00 1,90 0,67 337:39:00 1,08 0,38 0,51 367:25:00 15,3090 1,40 0,49 384:07:00 1,94 0,68 360:39:00 1,16 0,41 0,53 384:40:00 16,0278 1,43 0,50 389:07:00 1,94 0,68 367:39:00 1,18 0,41 0,53 389:40:00 16,2361 1,43 0,50 407:22:00 1,94 0,68 384:54:00 1,19 0,42 0,53 407:55:00 16,9965 1,43 0,50 415:37:00 1,98 0,69 389:54:00 1,19 0,42 0,54 416:10:00 17,3403 1,47 0,52 431:37:00 1,98 0,69 408:09:00 1,20 0,42 0,54 432:10:00 18,0069 1,47 0,52 455:07:00 2,03 0,71 416:24:00 1,21 0,42 0,55 455:40:00 18,9861 1,47 0,52 478:37:00 2,05 0,72 432:24:00 1,22 0,43 0,55 479:10:00 19,9653 1,52 0,53 485:37:00 2,08 0,73 455:54:00 1,27 0,45 0,57 486:10:00 20,2569 1,55 0,54 503:07:00 2,10 0,74 479:24:00 1,31 0,46 0,58 503:40:00 20,9861 1,58 0,55 508:07:00 2,10 0,74 486:24:00 1,34 0,47 0,59 508:40:00 21,1944 1,60 0,56 513:37:00 2,10 0,74 503:54:00 1,36 0,48 0,59 514:10:00 21,4236 1,60 0,56 526:37:00 2,10 0,74 508:54:00 1,36 0,48 0,59 527:10:00 21,9653 1,60 0,56 532:37:00 2,13 0,75 514:24:00 1,39 0,49 0,60 533:10:00 22,2153 1,62 0,57 537:07:00 2,14 0,75 527:24:00 1,39 0,49 0,60 537:40:00 22,4028 1,63 0,57 550:37:00 2,16 0,76 533:24:00 1,41 0,49 0,61 551:10:00 22,9653 1,65 0,58 560:37:00 2,17 0,76 537:54:00 1,43 0,50 0,61 561:10:00 23,3819 1,66 0,58 573:37:00 2,20 0,77 551:24:00 1,43 0,50 0,62 574:10:00 23,9236 1,68 0,59 579:37:00 2,21 0,78 561:24:00 1,43 0,50 0,62 580:10:00 24,1736 1,70 0,60 584:37:00 2,21 0,78 574:24:00 1,44 0,51 0,63 585:10:00 24,3819 1,70 0,60 597:37:00 2,22 0,78 580:24:00 1,44 0,51 0,63 598:10:00 24,9236 1,70 0,60 607:37:00 2,24 0,79 585:24:00 1,46 0,51 0,63 608:10:00 25,3403 1,73 0,61 622:07:00 2,26 0,79 598:24:00 1,47 0,52 0,64 622:40:00 25,9444 1,73 0,61 630:37:00 2,26 0,79 608:24:00 1,50 0,53 0,64 631:10:00 26,2986 1,73 0,61 646:37:00 2,29 0,80 622:54:00 1,51 0,53 0,65 647:10:00 26,9653 1,79 0,63 655:37:00 2,30 0,81 631:24:00 1,53 0,54 0,66 656:10:00 27,3403 1,80 0,63 669:37:00 2,32 0,81 647:24:00 1,53 0,54 0,66 670:10:00 27,9236 1,80 0,63 676:37:00 2,34 0,82 656:24:00 1,56 0,55 0,67 677:10:00 28,2153 1,82 0,64 694:37:00 2,37 0,83 670:24:00 1,56 0,55 0,67 695:10:00 28,9653 1,87 0,66 718:36:00 2,37 0,83 677:24:00 1,57 0,55 0,68 719:09:00 29,9646 1,87 0,66 741:07:00 2,43 0,85 695:24:00 1,58 0,55 0,69 741:40:00 30,9028 1,89 0,66 766:07:00 2,43 0,85 719:23:00 1,58 0,55 0,69 766:40:00 31,9444 1,95 0,68 790:06:00 2,47 0,87 741:54:00 1,62 0,57 0,71 790:39:00 32,9438 1,96 0,69 799:37:00 2,48 0,87 766:54:00 1,68 0,59 0,72 800:10:00 33,3403 1,98 0,69 813:37:00 2,48 0,87 790:53:00 1,71 0,60 0,72 814:10:00 33,9236 1,98 0,69 825:37:00 2,48 0,87 800:24:00 1,74 0,61 0,73 826:10:00 34,4236 2,00 0,70 837:07:00 2,48 0,87 814:24:00 1,72 0,60 0,73 837:40:00 34,9028 2,00 0,70 846:37:00 2,51 0,88 826:24:00 1,75 0,61 0,73 847:10:00 35,2986 2,04 0,72 863:07:00 2,53 0,89 837:54:00 1,75 0,61 0,74 863:40:00 35,9861 2,04 0,72 891:37:00 2,57 0,90 847:24:00 1,76 0,62 0,75 892:10:00 37,1736 2,08 0,73 909:07:00 2,57 0,90 863:54:00 1,77 0,62 0,75 909:40:00 37,9028 2,10 0,74 920:07:00 2,56 0,90 892:24:00 1,83 0,64 0,76 920:40:00 38,3611 2,11 0,74 933:07:00 2,59 0,91 909:54:00 1,85 0,65 0,77 933:40:00 38,9028 2,13 0,75 943:07:00 2,59 0,91 920:54:00 1,91 0,67 0,78 943:40:00 39,3194 2,13 0,75 957:07:00 2,61 0,92 933:54:00 1,89 0,66 0,78

Continua ...

175


TEMPO (h) (dia)

Flecha (mm)


(mm)Coef. deFluência Tempo (h) Flecha



957:40:00 39,9028 2,15 0,75 967:07:00 2,61 0,92 943:54:00 1,94 0,68 0,78 967:40:00 40,3194 2,16 0,76 981:07:00 2,63 0,92 957:54:00 1,92 0,67 0,78 981:40:00 40,9028 2,17 0,76 988:37:00 2,65 0,93 967:54:00 1,97 0,69 0,79 989:10:00 41,2153 2,19 0,77 1005:07:00 2,68 0,94 981:54:00 1,96 0,69 0,80

1005:40:00 41,9028 2,19 0,77 1015:07:00 2,68 0,94 989:24:00 1,96 0,69 0,80 1015:40:00 42,3194 2,22 0,78 1030:37:00 2,70 0,95 1005:54:00 1,95 0,68 0,80 1031:10:00 42,9653 2,24 0,79 1052:37:00 2,73 0,96 1015:54:00 1,98 0,69 0,81 1053:10:00 43,8819 2,25 0,79 1061:22:00 2,74 0,96 1031:24:00 1,95 0,68 0,81 1061:55:00 44,2465 2,27 0,80 1075:07:00 2,74 0,96 1053:24:00 1,95 0,68 0,81 1075:40:00 44,8194 2,27 0,80 1084:37:00 2,77 0,97 1062:09:00 1,95 0,68 0,82 1085:10:00 45,2153 2,27 0,80 1100:22:00 2,77 0,97 1075:54:00 1,95 0,68 0,82 1100:55:00 45,8715 2,28 0,80 1123:37:00 2,78 0,98 1085:24:00 1,95 0,68 0,82 1124:10:00 46,8403 2,30 0,81 1146:07:00 2,80 0,98 1101:09:00 1,96 0,69 0,83 1146:40:00 47,7778 2,33 0,82 1157:07:00 2,82 0,99 1124:24:00 1,99 0,70 0,84 1157:40:00 48,2361 2,34 0,82 1172:07:00 2,82 0,99 1146:54:00 2,02 0,71 0,84 1172:40:00 48,8611 2,34 0,82 1182:07:00 2,85 1,00 1157:54:00 2,03 0,71 0,84 1182:40:00 49,2778 2,36 0,83 1194:07:00 2,85 1,00 1172:54:00 2,02 0,71 0,85 1194:40:00 49,7778 2,38 0,84 1205:22:00 2,86 1,00 1182:54:00 2,05 0,72 0,85 1205:55:00 50,2465 2,38 0,84 1218:07:00 2,86 1,00 1194:54:00 2,04 0,72 0,85 1218:40:00 50,7778 2,39 0,84 1229:22:00 2,87 1,01 1206:09:00 2,08 0,73 0,86 1229:55:00 51,2465 2,42 0,85 1242:07:00 2,87 1,01 1218:54:00 2,07 0,73 0,86 1242:40:00 51,7778 2,42 0,85 1249:37:00 2,91 1,02 1230:09:00 2,08 0,73 0,87 1250:10:00 52,0903 2,44 0,86 1272:37:00 2,91 1,02 1242:54:00 2,08 0,73 0,87 1273:10:00 53,0486 2,44 0,86 1293:07:00 2,91 1,02 1250:24:00 2,08 0,73 0,87 1293:40:00 53,9028 2,45 0,86 1315:37:00 2,96 1,04 1273:24:00 2,10 0,74 0,88 1316:10:00 54,8403 2,52 0,88 1338:22:00 2,98 1,05 1293:54:00 2,14 0,75 0,89 1338:55:00 55,7882 2,52 0,88 1346:22:00 3,00 1,05 1316:24:00 2,16 0,76 0,90 1346:55:00 56,1215 2,53 0,89 1363:37:00 3,02 1,06 1339:09:00 2,16 0,76 0,90 1364:10:00 56,8403 2,55 0,89 1393:37:00 3,02 1,06 1347:09:00 2,18 0,76 0,91 1394:10:00 58,0903 2,56 0,90 1416:22:00 3,04 1,07 1364:24:00 2,18 0,76 0,91 1416:55:00 59,0382 2,58 0,91 1435:07:00 3,04 1,07 1394:24:00 2,15 0,75 0,91 1435:40:00 59,8194 2,59 0,91 1459:07:00 3,06 1,07 1417:09:00 2,30 0,81 0,93 1459:40:00 60,8194 2,62 0,92 1485:07:00 3,11 1,09 1435:54:00 2,30 0,81 0,94 1485:40:00 61,9028 2,63 0,92 1508:22:00 3,12 1,09 1459:54:00 2,32 0,81 0,94 1508:55:00 62,8715 2,66 0,93 1532:22:00 3,13 1,10 1485:54:00 2,30 0,81 0,95 1532:55:00 63,8715 2,69 0,94 1557:07:00 3,15 1,11 1509:09:00 2,32 0,81 0,95 1557:40:00 64,9028 2,71 0,95 1586:07:00 3,15 1,11 1533:09:00 2,33 0,82 0,96 1586:40:00 66,1111 2,73 0,96 1611:37:00 3,18 1,12 1557:54:00 2,38 0,84 0,97 1612:10:00 67,1736 2,77 0,97 1636:07:00 3,25 1,14 1586:54:00 2,47 0,87 0,99 1636:40:00 68,1944 2,79 0,98 1658:22:00 3,27 1,15 1612:24:00 2,45 0,86 1,00 1658:55:00 69,1215 2,81 0,99 1674:22:00 3,27 1,15 1636:54:00 2,42 0,85 0,99 1674:55:00 69,7882 2,82 0,99 1705:07:00 3,31 1,16 1659:09:00 2,44 0,86 1,00 1705:40:00 71,0694 2,84 1,00 1723:07:00 3,31 1,16 1675:09:00 2,44 0,86 1,00 1723:40:00 71,8194 2,87 1,01 1755:37:00 3,33 1,17 1705:54:00 2,47 0,87 1,01 1756:10:00 73,1736 2,90 1,02 1779:07:00 3,34 1,17 1723:54:00 2,51 0,88 1,02

Continua...

176

Conclusão. V1 V2 V3

TEMPO (h) (dia)

Flecha (mm)





1779:40:00 74,1528 2,91 1,02 1794:37:00 3,36 1,18 1756:24:00 2,56 0,90 1,03 1795:10:00 74,7986 2,91 1,02 1818:07:00 3,40 1,19 1779:54:00 2,57 0,90 1,04 1818:40:00 75,7778 2,94 1,03 1851:07:00 3,43 1,20 1795:24:00 2,54 0,89 1,04 1851:40:00 77,1528 2,96 1,04 1898:07:00 3,45 1,21 1818:54:00 2,52 0,88 1,04 1898:40:00 79,1111 2,97 1,04 1968:37:00 3,49 1,22 1851:54:00 2,58 0,91 1,06 1969:10:00 82,0486 3,02 1,06 1992:07:00 3,52 1,24 1898:54:00 2,54 0,89 1,06 1992:40:00 83,0278 3,05 1,07 2084:07:00 3,53 1,24 1969:24:00 2,63 0,92 1,08 2084:40:00 86,8611 3,09 1,08 2108:07:00 3,54 1,24 1992:54:00 2,64 0,93 1,08 2108:40:00 87,8611 3,11 1,09 2137:07:00 3,55 1,25 2084:54:00 2,74 0,96 1,10 2137:40:00 89,0694 3,14 1,10 2161:07:00 3,58 1,26 2108:54:00 2,81 0,99 1,11 2161:40:00 90,0694 3,15 1,11 2202:07:00 3,66 1,28 2137:54:00 2,88 1,01 1,13

177

ANEXO B – Coeficiente de Fluência para as vigas da série 2 (B0SA)

V4 V5 V6 TEMPO






Média sem V5

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Médiasem V5

966:12:00 40,2583 1,99 0,47 987:10:00 2,57 0,61 979:14:00 1,61 0,38 0,49 0,43 980:12:00 40,8417 2,01 0,48 1003:40:00 2,58 0,61 986:44:00 1,64 0,39 0,49 0,43 987:42:00 41,1542 2,02 0,48 1013:40:00 2,58 0,61 1003:14:00 1,71 0,41 0,50 0,44

1004:12:00 41,8417 1,96 0,47 1029:10:00 2,61 0,62 1013:14:00 1,71 0,41 0,50 0,44 1014:12:00 42,2583 2,00 0,48 1051:10:00 2,66 0,63 1028:44:00 1,81 0,43 0,51 0,45 1029:42:00 42,9042 1,95 0,46 1059:55:00 2,67 0,64 1050:44:00 1,95 0,46 0,52 0,46 1051:42:00 43,8208 1,95 0,46 1073:40:00 2,67 0,64 1059:29:00 1,96 0,47 0,52 0,47 1060:27:00 44,1854 1,95 0,46 1083:10:00 2,68 0,64 1073:14:00 1,99 0,47 0,53 0,47 1074:12:00 44,7583 1,95 0,46 1098:55:00 2,68 0,64 1082:44:00 2,01 0,48 0,53 0,47 1083:42:00 45,1542 1,96 0,47 1122:10:00 2,69 0,64 1098:29:00 2,01 0,48 0,53 0,47 1099:27:00 45,8104 1,97 0,47 1144:40:00 2,70 0,64 1121:44:00 1,98 0,47 0,53 0,47 1122:42:00 46,7792 1,98 0,47 1155:40:00 2,70 0,64 1144:14:00 1,93 0,46 0,52 0,47 1145:12:00 47,7167 1,99 0,47 1170:40:00 2,71 0,65 1155:14:00 1,92 0,46 0,53 0,47 1156:12:00 48,1750 2,01 0,48 1180:40:00 2,72 0,65 1170:14:00 1,98 0,47 0,53 0,47 1171:12:00 48,8000 2,00 0,48 1192:40:00 2,72 0,65 1180:14:00 1,97 0,47 0,53 0,47 1181:12:00 49,2167 2,04 0,49 1203:55:00 2,72 0,65 1192:14:00 1,95 0,46 0,53 0,47 1193:12:00 49,7167 2,03 0,48 1216:40:00 2,72 0,65 1203:29:00 1,95 0,46 0,53 0,47 1204:27:00 50,1854 2,06 0,49 1227:55:00 2,72 0,65 1216:14:00 1,93 0,46 0,53 0,47 1217:12:00 50,7167 2,04 0,49 1240:40:00 2,73 0,65 1227:29:00 1,93 0,46 0,53 0,47 1228:27:00 51,1854 2,05 0,49 1248:10:00 2,76 0,66 1240:14:00 1,95 0,46 0,54 0,48 1241:12:00 51,7167 2,03 0,48 1271:10:00 2,76 0,66 1247:44:00 2,00 0,48 0,54 0,48 1248:42:00 52,0292 2,04 0,49 1291:40:00 2,76 0,66 1270:44:00 2,00 0,48 0,54 0,48 1271:42:00 52,9875 2,06 0,49 1314:10:00 2,76 0,66 1291:14:00 1,92 0,46 0,53 0,47 1292:12:00 53,8417 2,07 0,49 1336:55:00 2,78 0,66 1313:44:00 1,91 0,45 0,54 0,47 1314:42:00 54,7792 2,11 0,50 1344:55:00 2,79 0,66 1336:29:00 1,92 0,46 0,54 0,48 1337:27:00 55,7271 2,09 0,50 1362:10:00 2,80 0,67 1344:29:00 1,94 0,46 0,54 0,48 1345:27:00 56,0604 2,11 0,50 1392:10:00 2,81 0,67 1361:44:00 1,95 0,46 0,55 0,48 1362:42:00 56,7792 2,11 0,50 1414:55:00 2,82 0,67 1391:44:00 1,91 0,45 0,54 0,48 1392:42:00 58,0292 2,19 0,52 1433:40:00 2,83 0,67 1414:29:00 1,86 0,44 0,55 0,48 1415:27:00 58,9771 2,21 0,53 1457:40:00 2,84 0,68 1433:14:00 1,85 0,44 0,55 0,48 1434:12:00 59,7583 2,24 0,53 1483:40:00 2,84 0,68 1457:14:00 1,88 0,45 0,55 0,49 1458:12:00 60,7583 2,25 0,54 1506:55:00 2,85 0,68 1483:14:00 1,95 0,46 0,56 0,50 1484:12:00 61,8417 2,19 0,52 1530:55:00 2,86 0,68 1506:29:00 1,95 0,46 0,56 0,49 1507:27:00 62,8104 2,20 0,52 1555:40:00 2,88 0,69 1530:29:00 1,94 0,46 0,56 0,49 1531:27:00 63,8104 2,22 0,53 1584:40:00 2,89 0,69 1555:14:00 1,91 0,45 0,56 0,49 1556:12:00 64,8417 2,30 0,55 1610:10:00 2,91 0,69 1584:14:00 1,83 0,44 0,56 0,49 1585:12:00 66,0500 2,32 0,55 1634:40:00 2,92 0,70 1609:44:00 1,87 0,45 0,56 0,50 1610:42:00 67,1125 2,31 0,55 1656:55:00 2,95 0,70 1634:14:00 2,01 0,48 0,58 0,51 1635:12:00 68,1333 2,27 0,54 1672:55:00 2,95 0,70 1656:29:00 2,05 0,49 0,58 0,51 1657:27:00 69,0604 2,28 0,54 1703:40:00 2,98 0,71 1672:29:00 2,03 0,48 0,58 0,51 1673:27:00 69,7271 2,25 0,54 1721:40:00 2,97 0,71 1703:14:00 2,08 0,50 0,58 0,52 1704:12:00 71,0083 2,30 0,55 1754:10:00 2,98 0,71 1721:14:00 1,96 0,47 0,57 0,51 1722:12:00 71,7583 2,35 0,56 1777:40:00 2,99 0,71 1753:44:00 1,98 0,47 0,58 0,52 1754:42:00 73,1125 2,40 0,57 1793:10:00 3,00 0,71 1777:14:00 1,96 0,47 0,58 0,52 1778:12:00 74,0917 2,41 0,57 1816:40:00 3,03 0,72 1792:44:00 2,02 0,48 0,59 0,53 1793:42:00 74,7375 2,32 0,55 1849:40:00 3,05 0,73 1816:14:00 2,13 0,51 0,60 0,53

Continua...

180

Conclusão.

V4 V5 V6 TEMPO

(h) (dia) Flecha(mm)





Médiasem V5

1817:12:00 75,7167 2,30 0,55 1896:40:00 3,07 0,73 1849:14:00 2,11 0,50 0,59 0,52 1850:12:00 77,0917 2,36 0,56 1967:10:00 3,09 0,74 1896:14:00 2,19 0,52 0,61 0,54 1897:12:00 79,0500 2,32 0,55 1990:40:00 3,09 0,74 1966:44:00 2,13 0,51 0,60 0,53 1967:42:00 81,9875 2,40 0,57 2082:40:00 3,10 0,74 1990:14:00 2,11 0,50 0,60 0,54 1991:12:00 82,9667 2,40 0,57 2106:40:00 3,08 0,73 2082:14:00 2,00 0,48 0,59 0,52 2083:12:00 86,8000 2,52 0,60 2135:40:00 3,06 0,73 2106:14:00 1,97 0,47 0,60 0,53 2107:12:00 87,8000 2,54 0,60 2159:40:00 3,04 0,72 2135:14:00 1,93 0,46 0,60 0,53 2136:12:00 89,0083 2,56 0,61 2200:40:00 3,16 0,75 2159:14:00 1,90 0,45 0,60 0,53 2160:12:00 90,0083 2,56 0,61 2250:40:00 3,21 0,76 2200:14:00 2,07 0,49 0,62 0,55

181

ANEXO C – Coeficiente de Fluência para as vigas da série 3 (B1CV)

V7 V8 V9 TEMPO






Média sem V9

0:00:00 0,0000 0,00 0,00 0:00:00 0,00 0,00 0:00:00 0,00 0,00 0,00 0,00 0:15:00 0,0104 0,05 0,01 0:15:00 0,10 0,02 0:15:00 0,06 0,01 0,02 0,02 0:30:00 0,0208 0,09 0,02 0:30:00 0,11 0,03 0:30:00 0,11 0,03 0,02 0,02 1:00:00 0,0417 0,12 0,03 1:00:00 0,17 0,04 1:00:00 0,21 0,05 0,04 0,03 1:30:00 0,0625 0,15 0,04 1:30:00 0,22 0,05 1:30:00 0,28 0,07 0,05 0,04 2:30:00 0,1042 0,19 0,05 2:30:00 0,30 0,07 2:30:00 0,38 0,09 0,07 0,06 5:10:00 0,2153 0,30 0,07 4:19:00 0,34 0,08 4:04:00 0,45 0,11 0,09 0,08 7:10:00 0,2986 0,34 0,08 6:19:00 0,38 0,09 6:04:00 0,48 0,12 0,10 0,09

16:40:00 0,6944 0,48 0,12 15:49:00 0,54 0,13 15:34:00 0,75 0,18 0,14 0,12 19:10:00 0,7986 0,52 0,12 18:19:00 0,56 0,13 18:04:00 0,77 0,18 0,15 0,13 23:40:00 0,9861 0,57 0,14 22:49:00 0,62 0,15 22:34:00 0,87 0,21 0,16 0,14 41:10:00 1,7153 0,70 0,17 40:19:00 0,67 0,16 40:04:00 0,94 0,23 0,18 0,16 47:10:00 1,9653 0,73 0,18 46:19:00 0,68 0,16 46:04:00 0,97 0,23 0,19 0,17 51:40:00 2,1528 0,75 0,18 50:49:00 0,69 0,17 50:34:00 0,98 0,24 0,19 0,17 65:40:00 2,7361 0,82 0,20 64:49:00 0,72 0,17 64:34:00 1,03 0,25 0,21 0,18 71:40:00 2,9861 0,84 0,20 70:49:00 0,74 0,18 70:34:00 1,07 0,26 0,21 0,19 89:10:00 3,7153 0,90 0,22 88:19:00 0,82 0,20 88:04:00 1,18 0,28 0,23 0,21 95:40:00 3,9861 0,91 0,22 94:49:00 0,85 0,20 94:34:00 1,23 0,29 0,24 0,21 99:10:00 4,1319 0,94 0,23 98:19:00 0,89 0,21 98:04:00 1,28 0,31 0,25 0,22 99:37:00 4,1507 0,94 0,23 98:46:00 0,91 0,22 98:31:00 1,29 0,31 0,25 0,22 99:47:00 4,1576 0,94 0,23 98:57:00 0,91 0,22 98:42:00 1,29 0,31 0,25 0,22

113:10:00 4,7153 0,97 0,23 112:19:00 0,91 0,22 112:04:00 1,29 0,31 0,25 0,23 123:10:00 5,1319 1,00 0,24 122:19:00 0,91 0,22 122:04:00 1,31 0,31 0,26 0,23 137:10:00 5,7153 1,02 0,24 136:19:00 0,91 0,22 136:04:00 1,31 0,31 0,26 0,23 146:10:00 6,0903 1,06 0,25 145:19:00 0,91 0,22 145:04:00 1,34 0,32 0,26 0,24 164:30:00 6,8542 1,09 0,26 163:39:00 0,96 0,23 163:24:00 1,51 0,36 0,28 0,25 171:10:00 7,1319 1,10 0,26 170:19:00 1,01 0,24 170:04:00 1,49 0,36 0,29 0,25 185:10:00 7,7153 1,13 0,27 184:19:00 1,06 0,25 184:04:00 1,56 0,37 0,30 0,26 191:40:00 7,9861 1,14 0,27 190:49:00 1,13 0,27 190:34:00 1,66 0,40 0,31 0,27 192:10:00 8,0069 1,18 0,28 191:19:00 1,22 0,29 191:04:00 1,77 0,42 0,33 0,29 209:25:00 8,7257 1,21 0,29 208:49:00 1,18 0,28 208:19:00 1,73 0,41 0,33 0,29 215:55:00 8,9965 1,23 0,29 215:19:00 1,17 0,28 214:19:00 1,72 0,41 0,33 0,29 232:55:00 9,7049 1,26 0,30 232:19:00 1,17 0,28 231:19:00 1,71 0,41 0,33 0,29 239:40:00 9,9861 1,28 0,31 239:04:00 1,15 0,28 238:04:00 1,69 0,41 0,33 0,29 244:40:00 10,1944 1,30 0,31 244:04:00 1,15 0,28 243:04:00 1,70 0,41 0,33 0,29 258:10:00 10,7569 1,31 0,31 256:34:00 1,14 0,27 255:34:00 1,71 0,41 0,33 0,29 265:55:00 11,0799 1,33 0,32 264:19:00 1,13 0,27 263:19:00 1,76 0,42 0,34 0,29 283:25:00 11,8090 1,35 0,32 281:49:00 1,14 0,27 280:49:00 1,77 0,42 0,34 0,30 292:40:00 12,1944 1,37 0,33 291:04:00 1,15 0,28 290:04:00 1,79 0,43 0,34 0,30 306:55:00 12,7882 1,39 0,33 305:19:00 1,14 0,27 304:19:00 1,79 0,43 0,35 0,30 315:40:00 13,1528 1,41 0,34 314:04:00 1,11 0,27 313:04:00 1,77 0,42 0,34 0,30 332:10:00 13,8403 1,43 0,34 330:34:00 1,11 0,27 329:34:00 1,77 0,42 0,34 0,30 355:10:00 14,7986 1,46 0,35 353:34:00 1,11 0,27 352:34:00 1,89 0,45 0,36 0,31 362:10:00 15,0903 1,48 0,35 360:34:00 1,25 0,30 359:34:00 1,95 0,47 0,37 0,33 379:25:00 15,8090 1,50 0,36 377:49:00 1,25 0,30 376:49:00 1,95 0,47 0,38 0,33 384:25:00 16,0174 1,50 0,36 382:49:00 1,24 0,30 381:49:00 1,95 0,47 0,37 0,33

Continua...

182


TEMPO (h) (dia)

Flecha(mm)





Médiasem V9

402:40:00 16,7778 1,52 0,36 401:04:00 1,24 0,30 400:04:00 1,95 0,47 0,38 0,33 410:55:00 17,1215 1,54 0,37 409:19:00 1,22 0,29 408:19:00 1,95 0,47 0,38 0,33 426:55:00 17,7882 1,56 0,37 425:19:00 1,23 0,29 424:19:00 1,95 0,47 0,38 0,33 450:25:00 18,7674 1,56 0,37 448:49:00 1,32 0,32 447:49:00 2,06 0,49 0,39 0,35 473:55:00 19,7465 1,59 0,38 472:19:00 1,40 0,34 471:19:00 2,16 0,52 0,41 0,36 480:55:00 20,0382 1,61 0,39 479:19:00 1,44 0,35 478:19:00 2,22 0,53 0,42 0,37 498:25:00 20,7674 1,59 0,38 496:49:00 1,52 0,36 495:49:00 2,33 0,56 0,43 0,37 503:25:00 20,9757 1,61 0,39 501:49:00 1,51 0,36 500:49:00 2,33 0,56 0,44 0,37 508:55:00 21,2049 1,61 0,39 507:19:00 1,56 0,37 506:19:00 2,39 0,57 0,44 0,38 521:55:00 21,7465 1,62 0,39 520:19:00 1,56 0,37 519:19:00 2,40 0,58 0,45 0,38 527:55:00 21,9965 1,63 0,39 526:19:00 1,56 0,37 525:19:00 2,40 0,58 0,45 0,38 532:25:00 22,1840 1,63 0,39 530:49:00 1,60 0,38 529:49:00 2,46 0,59 0,45 0,39 545:55:00 22,7465 1,65 0,40 544:19:00 1,57 0,38 543:19:00 2,41 0,58 0,45 0,39 555:55:00 23,1632 1,66 0,40 554:19:00 1,57 0,38 553:19:00 2,42 0,58 0,45 0,39 568:55:00 23,7049 1,69 0,41 567:19:00 1,54 0,37 566:19:00 2,41 0,58 0,45 0,39 574:55:00 23,9549 1,70 0,41 573:19:00 1,54 0,37 572:19:00 2,41 0,58 0,45 0,39 579:55:00 24,1632 1,70 0,41 578:19:00 1,57 0,38 577:19:00 2,43 0,58 0,46 0,39 592:55:00 24,7049 1,72 0,41 591:19:00 1,58 0,38 590:19:00 2,44 0,59 0,46 0,40 602:55:00 25,1215 1,72 0,41 601:19:00 1,64 0,39 600:19:00 2,51 0,60 0,47 0,40 617:25:00 25,7257 1,73 0,41 615:49:00 1,65 0,40 614:49:00 2,55 0,61 0,47 0,41 625:55:00 26,0799 1,74 0,42 624:19:00 1,70 0,41 623:19:00 2,60 0,62 0,48 0,41 641:55:00 26,7465 1,76 0,42 640:19:00 1,66 0,40 639:19:00 2,57 0,62 0,48 0,41 650:55:00 27,1215 1,77 0,42 649:19:00 1,71 0,41 648:19:00 2,61 0,63 0,49 0,42 664:55:00 27,7049 1,78 0,43 663:19:00 1,69 0,41 662:19:00 2,61 0,63 0,49 0,42 671:55:00 27,9965 1,80 0,43 670:19:00 1,70 0,41 669:19:00 2,61 0,63 0,49 0,42 689:55:00 28,7465 1,81 0,43 688:19:00 1,68 0,40 687:19:00 2,60 0,62 0,49 0,42 713:54:00 29,7458 1,81 0,43 712:18:00 1,68 0,40 711:18:00 2,60 0,62 0,49 0,42 736:25:00 30,6840 1,86 0,45 734:49:00 1,72 0,41 733:49:00 2,64 0,63 0,50 0,43 761:25:00 31,7257 1,85 0,44 759:49:00 1,87 0,45 758:49:00 2,84 0,68 0,52 0,45 785:24:00 32,7250 1,87 0,45 783:48:00 1,89 0,45 782:48:00 2,86 0,69 0,53 0,45 794:55:00 33,1215 1,88 0,45 793:19:00 1,94 0,47 792:19:00 2,94 0,71 0,54 0,46 808:55:00 33,7049 1,89 0,45 807:19:00 1,91 0,46 806:19:00 2,91 0,70 0,54 0,46 820:55:00 34,2049 1,91 0,46 819:19:00 1,93 0,46 818:19:00 2,95 0,71 0,54 0,46 832:25:00 34,6840 1,91 0,46 830:49:00 1,93 0,46 829:49:00 2,95 0,71 0,54 0,46 841:55:00 35,0799 1,93 0,46 840:19:00 1,94 0,47 839:19:00 2,96 0,71 0,55 0,46 858:25:00 35,7674 1,96 0,47 856:49:00 1,93 0,46 855:49:00 2,94 0,71 0,55 0,47 886:55:00 36,9549 1,98 0,47 885:19:00 2,00 0,48 884:19:00 3,05 0,73 0,56 0,48 904:25:00 37,6840 1,97 0,47 902:49:00 2,05 0,49 901:49:00 3,12 0,75 0,57 0,48 915:25:00 38,1424 1,93 0,46 913:49:00 2,15 0,52 912:49:00 3,25 0,78 0,59 0,49 928:25:00 38,6840 1,95 0,47 926:49:00 2,13 0,51 925:49:00 3,20 0,77 0,58 0,49 938:25:00 39,1007 1,94 0,47 936:49:00 2,20 0,53 935:49:00 3,31 0,79 0,60 0,50 952:25:00 39,6840 1,97 0,47 950:49:00 2,16 0,52 949:49:00 3,24 0,78 0,59 0,50 962:25:00 40,1007 1,96 0,47 960:49:00 2,23 0,53 959:49:00 3,35 0,80 0,60 0,50 976:25:00 40,6840 1,97 0,47 974:49:00 2,20 0,53 973:49:00 3,31 0,79 0,60 0,50 983:55:00 40,9965 1,98 0,47 982:19:00 2,20 0,53 981:19:00 3,31 0,79 0,60 0,50 1000:25:00 41,6840 2,04 0,49 998:49:00 2,17 0,52 997:49:00 3,23 0,77 0,59 0,50

Continua...

183


TEMPO (h) (dia)

Flecha(mm)

Coef. de Fluência Tempo (h)( Flecha




Médiasem V9

1010:25:00 42,1007 2,03 0,49 1008:49:00 2,17 0,52 1007:49:00 3,28 0,79 0,60 0,50 1025:55:00 42,7465 2,10 0,50 1024:19:00 2,08 0,50 1023:19:00 3,14 0,75 0,59 0,50 1047:55:00 43,6632 2,15 0,52 1046:19:00 2,02 0,48 1045:19:00 3,05 0,73 0,58 0,50 1056:40:00 44,0278 2,16 0,52 1055:04:00 2,01 0,48 1054:04:00 3,05 0,73 0,58 0,50 1070:25:00 44,6007 2,18 0,52 1068:49:00 1,99 0,48 1067:49:00 2,99 0,72 0,57 0,50 1079:55:00 44,9965 2,19 0,53 1078:19:00 2,03 0,49 1077:19:00 3,07 0,74 0,58 0,51 1095:40:00 45,6528 2,20 0,53 1094:04:00 2,04 0,49 1093:04:00 3,06 0,73 0,58 0,51 1118:55:00 46,6215 2,20 0,53 1117:19:00 2,07 0,50 1116:19:00 3,12 0,75 0,59 0,51 1141:25:00 47,5590 2,19 0,53 1139:49:00 2,16 0,52 1138:49:00 3,22 0,77 0,61 0,52 1152:25:00 48,0174 2,20 0,53 1150:49:00 2,19 0,53 1149:49:00 3,25 0,78 0,61 0,53 1167:25:00 48,6424 2,23 0,53 1165:49:00 2,11 0,51 1164:49:00 3,14 0,75 0,60 0,52 1177:25:00 49,0590 2,23 0,53 1175:49:00 2,19 0,53 1174:49:00 3,27 0,78 0,61 0,53 1189:25:00 49,5590 2,23 0,53 1187:49:00 2,18 0,52 1186:49:00 3,24 0,78 0,61 0,53 1200:40:00 50,0278 2,23 0,53 1199:04:00 2,24 0,54 1198:04:00 3,34 0,80 0,62 0,54 1213:25:00 50,5590 2,23 0,53 1211:49:00 2,24 0,54 1210:49:00 3,31 0,79 0,62 0,54 1224:40:00 51,0278 2,24 0,54 1223:04:00 2,24 0,54 1222:04:00 3,33 0,80 0,62 0,54 1237:25:00 51,5590 2,27 0,54 1235:49:00 2,18 0,52 1234:49:00 3,34 0,80 0,62 0,53 1244:55:00 51,8715 2,28 0,55 1243:19:00 2,18 0,52 1242:19:00 3,25 0,78 0,62 0,53 1267:55:00 52,8299 2,28 0,55 1266:19:00 2,25 0,54 1265:19:00 3,35 0,80 0,63 0,54 1288:25:00 53,6840 2,26 0,54 1286:49:00 2,31 0,55 1285:49:00 3,41 0,82 0,64 0,55 1310:55:00 54,6215 2,28 0,55 1309:19:00 2,36 0,57 1308:19:00 3,47 0,83 0,65 0,56 1333:40:00 55,5694 2,31 0,55 1332:04:00 2,33 0,56 1331:04:00 3,44 0,82 0,65 0,56 1341:40:00 55,9028 2,32 0,56 1340:04:00 2,34 0,56 1339:04:00 3,46 0,83 0,65 0,56 1358:55:00 56,6215 2,34 0,56 1357:19:00 2,36 0,57 1356:19:00 3,48 0,83 0,65 0,56 1388:55:00 57,8715 2,33 0,56 1387:19:00 2,46 0,59 1386:19:00 3,60 0,86 0,67 0,57 1411:40:00 58,8194 2,32 0,56 1410:04:00 2,50 0,60 1409:04:00 3,67 0,88 0,68 0,58 1430:25:00 59,6007 2,32 0,56 1428:49:00 2,50 0,60 1427:49:00 3,66 0,88 0,68 0,58 1454:25:00 60,6007 2,34 0,56 1452:49:00 2,52 0,60 1451:49:00 3,68 0,88 0,68 0,58 1480:25:00 61,6840 2,39 0,57 1478:49:00 2,47 0,59 1477:49:00 3,62 0,87 0,68 0,58 1503:40:00 62,6528 2,40 0,58 1502:04:00 2,50 0,60 1501:04:00 3,64 0,87 0,68 0,59 1527:40:00 63,6528 2,41 0,58 1526:04:00 2,53 0,61 1525:04:00 3,68 0,88 0,69 0,59 1552:25:00 64,6840 2,40 0,58 1550:49:00 2,59 0,62 1549:49:00 3,75 0,90 0,70 0,60 1581:25:00 65,8924 2,38 0,57 1579:49:00 2,71 0,65 1578:49:00 3,93 0,94 0,72 0,61 1606:55:00 66,9549 2,40 0,58 1605:19:00 2,65 0,64 1604:19:00 3,84 0,92 0,71 0,61 1631:25:00 67,9757 2,50 0,60 1629:49:00 2,58 0,62 1628:49:00 3,75 0,90 0,71 0,61 1653:40:00 68,9028 2,53 0,61 1652:04:00 2,59 0,62 1651:04:00 3,76 0,90 0,71 0,61 1669:40:00 69,5694 2,54 0,61 1668:04:00 2,59 0,62 1667:04:00 3,72 0,89 0,71 0,62 1700:25:00 70,8507 2,58 0,62 1698:49:00 2,62 0,63 1697:49:00 3,78 0,91 0,72 0,62 1718:25:00 71,6007 2,52 0,60 1716:49:00 2,69 0,65 1715:49:00 3,87 0,93 0,73 0,62 1750:55:00 72,9549 2,55 0,61 1749:19:00 2,75 0,66 1748:19:00 3,96 0,95 0,74 0,64 1774:25:00 73,9340 2,55 0,61 1772:49:00 2,77 0,66 1771:49:00 3,98 0,95 0,74 0,64 1789:55:00 74,5799 2,59 0,62 1788:19:00 2,70 0,65 1787:19:00 3,88 0,93 0,73 0,63 1813:25:00 75,5590 2,65 0,64 1811:49:00 2,64 0,63 1810:49:00 3,79 0,91 0,73 0,63 1846:25:00 76,9340 2,67 0,64 1844:49:00 2,71 0,65 1843:49:00 3,88 0,93 0,74 0,65 1893:25:00 78,8924 2,72 0,65 1891:49:00 2,63 0,63 1890:49:00 3,75 0,90 0,73 0,64 1963:55:00 81,8299 2,71 0,65 1962:19:00 2,77 0,66 1961:19:00 3,95 0,95 0,75 0,66

Continua...

184

Conclusão. V7 V8 V9

TEMPO (h) (dia)

Flecha(mm)


(mm)Coef. de Fluência Tempo (h) Flecha



Médiasem V9

1987:25:00 82,8090 2,71 0,65 1985:49:00 2,78 0,67 1984:49:00 3,96 0,95 0,76 0,66 2079:25:00 86,6424 2,69 0,65 2077:49:00 2,98 0,71 2076:49:00 4,17 1,00 0,79 0,68 2103:25:00 87,6424 2,69 0,65 2101:49:00 3,04 0,73 2100:49:00 4,26 1,02 0,80 0,69 2132:25:00 88,8507 2,69 0,65 2130:49:00 3,10 0,74 2129:49:00 4,36 1,05 0,81 0,69 2156:25:00 89,8507 2,69 0,65 2154:49:00 3,14 0,75 2153:49:00 4,41 1,06 0,82 0,70 2197:25:00 91,6 2,79 0,67 2195:49:00 2,97 0,71 2194:49:00 4,19 1,00 0,80 0,69

185

ANEXO D – Coeficiente de Fluência para as vigas da série 4 (B1SA)

V10 V12 TEMPO





0:00:00 0,0000 0,00 0,00 0:00:00 0,00 0,00 0,00 0:15:00 0,0104 0,06 0,01 0:15:00 0,08 0,02 0,01 0:30:00 0,0208 0,12 0,02 0:30:00 0,15 0,03 0,03 1:00:00 0,0417 0,25 0,05 1:00:00 0,20 0,04 0,04 1:30:00 0,0625 0,34 0,06 1:30:00 0,22 0,04 0,05 2:30:00 0,1042 0,41 0,08 3:17:00 0,32 0,06 0,07 3:34:00 0,1486 0,47 0,09 5:17:00 0,36 0,07 0,08 5:34:00 0,2319 0,53 0,10 14:47:00 0,53 0,10 0,10

15:04:00 0,6278 0,71 0,14 17:17:00 0,56 0,11 0,12 17:34:00 0,7319 0,75 0,14 21:47:00 0,61 0,12 0,13 22:04:00 0,9194 0,81 0,15 39:17:00 0,73 0,14 0,15 39:34:00 1,6486 0,95 0,18 45:17:00 0,77 0,15 0,16 45:34:00 1,8986 0,99 0,19 49:47:00 0,79 0,15 0,17 50:04:00 2,0861 1,02 0,19 63:47:00 0,86 0,16 0,18 64:04:00 2,6694 1,10 0,21 69:47:00 0,88 0,17 0,19 70:04:00 2,9194 1,14 0,22 87:17:00 0,94 0,18 0,20 87:34:00 3,6486 1,20 0,23 93:47:00 0,96 0,18 0,21 94:04:00 3,9194 1,23 0,23 97:17:00 1,00 0,19 0,21 97:34:00 4,0653 1,25 0,24 97:45:00 1,00 0,19 0,21 98:02:00 4,0847 1,25 0,24 97:55:00 1,00 0,19 0,21 98:12:00 4,0917 1,25 0,24 111:17:00 1,02 0,19 0,22

111:34:00 4,6486 1,28 0,24 121:17:00 1,04 0,20 0,22 121:34:00 5,0653 1,33 0,25 135:17:00 1,07 0,20 0,23 135:34:00 5,6486 1,36 0,26 144:17:00 1,12 0,21 0,24 144:34:00 6,0236 1,39 0,26 162:37:00 1,14 0,22 0,24 162:54:00 6,7875 1,44 0,27 169:17:00 1,15 0,22 0,25 169:34:00 7,0653 1,45 0,28 183:17:00 1,18 0,22 0,25 183:34:00 7,6486 1,47 0,28 189:47:00 1,21 0,23 0,26 190:04:00 7,9194 1,49 0,28 190:17:00 1,26 0,24 0,26 190:34:00 7,9403 1,54 0,29 207:32:00 1,27 0,24 0,27 207:49:00 8,6590 1,57 0,30 213:32:00 1,27 0,24 0,27 213:49:00 8,9090 1,59 0,30 230:32:00 1,30 0,25 0,28 230:49:00 9,6174 1,63 0,31 237:17:00 1,34 0,26 0,28 237:34:00 9,8986 1,64 0,31 242:17:00 1,37 0,26 0,29 242:34:00 10,1069 1,67 0,32 254:47:00 1,39 0,26 0,29 255:04:00 10,6278 1,68 0,32 262:32:00 1,40 0,27 0,29 262:49:00 10,9507 1,70 0,32 280:02:00 1,40 0,27 0,30 280:19:00 11,6799 1,73 0,33 289:17:00 1,44 0,27 0,30 289:34:00 12,0653 1,76 0,34 303:32:00 1,45 0,28 0,31 303:49:00 12,6590 1,80 0,34 312:17:00 1,47 0,28 0,31 312:34:00 13,0236 1,84 0,35 328:47:00 1,47 0,28 0,32 329:04:00 13,7111 1,87 0,36 351:47:00 1,53 0,29 0,32 352:04:00 14,6694 1,90 0,36 358:47:00 1,53 0,29 0,33 359:04:00 14,9611 1,91 0,36 376:02:00 1,56 0,30 0,33 376:19:00 15,6799 1,94 0,37 381:02:00 1,56 0,30 0,33 381:19:00 15,8882 1,95 0,37 399:17:00 1,56 0,30 0,33

Continua...

186

Continuação. V10 V12

TEMPO (h) (dia)

Flecha(mm)

Coef. deFluência Tempo (h) Flecha



399:34:00 16,6486 1,97 0,38 407:32:00 1,57 0,30 0,34 407:49:00 16,9924 2,00 0,38 423:32:00 1,58 0,30 0,34 423:49:00 17,6590 2,01 0,38 447:02:00 1,61 0,31 0,34 447:19:00 18,6382 2,03 0,39 470:32:00 1,62 0,31 0,35 470:49:00 19,6174 2,05 0,39 477:32:00 1,63 0,31 0,35 477:49:00 19,9090 2,07 0,39 495:02:00 1,65 0,31 0,35 495:19:00 20,6382 2,08 0,40 500:02:00 1,65 0,31 0,36 500:19:00 20,8465 2,08 0,40 505:32:00 1,66 0,32 0,36 505:49:00 21,0757 2,09 0,40 518:32:00 1,66 0,32 0,36 518:49:00 21,6174 2,09 0,40 524:32:00 1,66 0,32 0,36 524:49:00 21,8674 2,11 0,40 529:02:00 1,67 0,32 0,36 529:19:00 22,0549 2,11 0,40 542:32:00 1,68 0,32 0,36 542:49:00 22,6174 2,12 0,40 552:32:00 1,70 0,32 0,36 552:49:00 23,0340 2,13 0,41 565:32:00 1,71 0,33 0,37 565:49:00 23,5757 2,14 0,41 571:32:00 1,71 0,33 0,37 571:49:00 23,8257 2,15 0,41 576:32:00 1,72 0,33 0,37 576:49:00 24,0340 2,16 0,41 589:32:00 1,73 0,33 0,37 589:49:00 24,5757 2,17 0,41 599:32:00 1,73 0,33 0,37 599:49:00 24,9924 2,18 0,42 614:02:00 1,74 0,33 0,37 614:19:00 25,5965 2,19 0,42 622:32:00 1,74 0,33 0,37 622:49:00 25,9507 2,20 0,42 638:32:00 1,78 0,34 0,38 638:49:00 26,6174 2,22 0,42 647:32:00 1,78 0,34 0,38 647:49:00 26,9924 2,23 0,42 661:32:00 1,79 0,34 0,38 661:49:00 27,5757 2,24 0,43 668:32:00 1,80 0,34 0,38 668:49:00 27,8674 2,26 0,43 686:32:00 1,83 0,35 0,39 686:49:00 28,6174 2,29 0,44 710:31:00 1,83 0,35 0,39 710:48:00 29,6167 2,29 0,44 733:02:00 1,85 0,35 0,39 733:19:00 30,5549 2,32 0,44 758:02:00 1,87 0,36 0,40 758:19:00 31,5965 2,34 0,45 782:01:00 1,88 0,36 0,40 782:18:00 32,5958 2,36 0,45 791:32:00 1,89 0,36 0,40 791:49:00 32,9924 2,36 0,45 805:32:00 1,90 0,36 0,41 805:49:00 33,5757 2,36 0,45 817:32:00 1,91 0,36 0,41 817:49:00 34,0757 2,38 0,45 829:02:00 1,92 0,37 0,41 829:19:00 34,5549 2,38 0,45 838:32:00 1,93 0,37 0,41 838:49:00 34,9507 2,39 0,46 855:02:00 1,94 0,37 0,41 855:19:00 35,6382 2,42 0,46 883:32:00 1,95 0,37 0,42 883:49:00 36,8257 2,44 0,46 901:02:00 1,96 0,37 0,42 901:19:00 37,5549 2,44 0,46 912:02:00 1,96 0,37 0,42 912:19:00 38,0132 2,41 0,46 925:02:00 1,96 0,37 0,42 925:19:00 38,5549 2,43 0,46 935:02:00 1,96 0,37 0,42 935:19:00 38,9715 2,46 0,47 949:02:00 1,97 0,38 0,42 949:19:00 39,5549 2,48 0,47 959:02:00 1,97 0,38 0,42 959:19:00 39,9715 2,48 0,47 973:02:00 1,98 0,38 0,42 973:19:00 40,5549 2,48 0,47 980:32:00 1,99 0,38 0,43 980:49:00 40,8674 2,49 0,47 997:02:00 1,99 0,38 0,43 997:19:00 41,5549 2,52 0,48 1007:02:00 2,01 0,38 0,43

Continua...

187

Continuação.

V10 V12 TEMPO



(mm)Coef. de Fluência


1007:19:00 41,9715 2,52 0,48 1022:32:00 2,01 0,38 0,43 1022:49:00 42,6174 2,55 0,49 1044:32:00 2,04 0,39 0,44 1044:49:00 43,5340 2,58 0,49 1053:17:00 2,06 0,39 0,44 1053:34:00 43,8986 2,59 0,49 1067:02:00 2,06 0,39 0,44 1067:19:00 44,4715 2,60 0,50 1076:32:00 2,06 0,39 0,44 1076:49:00 44,8674 2,60 0,50 1092:17:00 2,07 0,39 0,44 1092:34:00 45,5236 2,61 0,50 1115:32:00 2,07 0,39 0,45 1115:49:00 46,4924 2,62 0,50 1138:02:00 2,07 0,39 0,45 1138:19:00 47,4299 2,62 0,50 1149:02:00 2,08 0,40 0,45 1149:19:00 47,8882 2,62 0,50 1164:02:00 2,09 0,40 0,45 1164:19:00 48,5132 2,64 0,50 1174:02:00 2,10 0,40 0,45 1174:19:00 48,9299 2,64 0,50 1186:02:00 2,10 0,40 0,45 1186:19:00 49,4299 2,64 0,50 1197:17:00 2,11 0,40 0,45 1197:34:00 49,8986 2,64 0,50 1210:02:00 2,11 0,40 0,45 1210:19:00 50,4299 2,64 0,50 1221:17:00 2,13 0,41 0,45 1221:34:00 50,8986 2,65 0,50 1234:02:00 2,13 0,41 0,46 1234:19:00 51,4299 2,66 0,51 1241:32:00 2,14 0,41 0,46 1241:49:00 51,7424 2,67 0,51 1264:32:00 2,15 0,41 0,46 1264:49:00 52,7007 2,67 0,51 1285:02:00 2,14 0,41 0,46 1285:19:00 53,5549 2,67 0,51 1307:32:00 2,17 0,41 0,46 1307:49:00 54,4924 2,70 0,51 1330:17:00 2,18 0,42 0,46 1330:34:00 55,4403 2,73 0,52 1338:17:00 2,18 0,42 0,47 1338:34:00 55,7736 2,74 0,52 1355:32:00 2,19 0,42 0,47 1355:49:00 56,4924 2,75 0,52 1385:32:00 2,20 0,42 0,47 1385:49:00 57,7424 2,73 0,52 1408:17:00 2,20 0,42 0,47 1408:34:00 58,6903 2,73 0,52 1427:02:00 2,21 0,42 0,47 1427:19:00 59,4715 2,75 0,52 1451:02:00 2,22 0,42 0,47 1451:19:00 60,4715 2,75 0,52 1477:02:00 2,24 0,43 0,48 1477:19:00 61,5549 2,79 0,53 1500:17:00 2,25 0,43 0,48 1500:34:00 62,5236 2,80 0,53 1524:17:00 2,26 0,43 0,48 1524:34:00 63,5236 2,80 0,53 1549:02:00 2,26 0,43 0,48 1549:19:00 64,5549 2,79 0,53 1578:02:00 2,26 0,43 0,48 1578:19:00 65,7632 2,79 0,53 1603:32:00 2,27 0,43 0,48 1603:49:00 66,8257 2,80 0,53 1628:02:00 2,30 0,44 0,49 1628:19:00 67,8465 2,84 0,54 1650:17:00 2,32 0,44 0,49 1650:34:00 68,7736 2,87 0,55 1666:17:00 2,32 0,44 0,49 1666:34:00 69,4403 2,87 0,55 1697:02:00 2,33 0,44 0,50 1697:19:00 70,7215 2,88 0,55 1715:02:00 2,33 0,44 0,50 1715:19:00 71,4715 2,87 0,55 1747:32:00 2,34 0,45 0,50 1747:49:00 72,8257 2,88 0,55 1771:02:00 2,34 0,45 0,50 1771:19:00 73,8049 2,89 0,55 1786:32:00 2,35 0,45 0,50 1786:49:00 74,4507 2,91 0,55 1810:02:00 2,38 0,45 0,50 1810:19:00 75,4299 2,95 0,56 1843:02:00 2,39 0,46 0,51 1843:19:00 76,8049 2,95 0,56 1890:02:00 2,39 0,46 0,51 1890:19:00 78,7632 2,98 0,57 1960:32:00 2,40 0,46 0,51

Continua...

188

Conclusão.

V10 V12 TEMPO



(mm)Coef. de Fluência


1960:49:00 81,7007 2,97 0,57 1984:02:00 2,41 0,46 0,51 1984:19:00 82,6799 2,99 0,57 2076:02:00 2,43 0,46 0,52 2076:19:00 86,5132 2,98 0,57 2100:02:00 2,44 0,46 0,52 2100:19:00 87,5132 2,98 0,57 2129:02:00 2,45 0,47 0,52 2129:19:00 88,7215 2,98 0,57 2153:02:00 2,45 0,47 0,52 2153:19:00 89,7215 2,98 0,57 2194:02:00 2,51 0,48 0,52 2194:19:00 91,4299 3,02 0,58 2244:02:00 2,53 0,48 0,53

influÊncia do tipo de adiÇÃo mineral e da dimensÃo mÁxima do agregado ... · ii francisco...

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