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ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO TEOR DE ARGAMASSA NO
DESEMPENHO DE CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS
Paulo Jorge Miguel Manuel
Porto Alegre
dezembro 2005
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PAULO JORGE MIGUEL MANUEL
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO TEOR DE ARGAMASSA NO
DESEMPENHO DE CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul,
como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em
Engenharia na modalidade Acadêmico.
Porto Alegre
dezembro 2005
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M294e Manuel, Paulo Jorge Miguel
Estudo da influência do teor de argamassa no
desempenho de concretos auto-adensáveis / Paulo
Jorge Miguel Manuel. – 2005.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do
Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Civil. Porto Alegre, RS-
BR, 2005.
Orientação: Profª.Dr.ª Denise Carpena Coitinho
Dal Molin e Profª.Dr.ª Angela Borges
Masuero.
1. Concreto auto-adensável. 2. Argamassa –
Ensaios. I. Dal Molin, Denise Carpena Coitinho, orient.
II. Masuero, Angela Borges, orient. III. Título.
CDU-691.32(043)
4
PAULO JORGE MIGUEL MANUEL
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO TEOR DE ARGAMASSA NO
DESEMPENHO DE CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS
Esta dissertação de mestrado foi julgada adequada para a obtenção do título de MESTRE EM
ENGENHARIA e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul
.
Porto Alegre, 19 de dezembro de 2005.
Prof.a. Denise Carpena Coitinho Dal Molin Prof.a. Angela Borges Masuero
Doutora pela EPUSP Doutora pela UFRGS
Orientadora Co-Orientadora
Prof. Dr. Fernando Schnaid
Coordenador do PPGEC/UFRGS
BANCA EXAMINADORA
Prof.a. Fernanda Macedo Pereira (CIENTEC)
Doutora pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS
Prof. Vladimir Antônio Paulon (UNICAMP)
Doutor pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - EPUSP
Prof. Ruy Alberto Cremonini (UFRGS)
Doutor pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - EPUSP
5
Dedico este trabalho aos povos do Brasil e de Angola, por
serem a grande fonte de inspiração para persistir na minha
luta pela vida e porque me sinto um digno representante da
maioria de ambos os povos.
6
AGRADECIMENTOS
Agradeço, em nome do povo angolano, o governo brasileiro através da CAPES pela bolsa de estudos
que possibilitou a minha total dedicação aos estudos para chegar até aqui.
Agradeço a Prof.a. Denise Dal Molin, orientadora deste trabalho, por quem tenho profunda admiração
e respeito, pelo seu interminável otimismo e pela visão ao conceber este trabalho.
Agradeço também a Prof.a. Ângela Masuero pela orientação, atenção e dedicação prestadas ao longo
do curso.
Agradeço a DEUS por ter colocado as seguintes pessoas certas durante a minha permanência na
UFRGS: Primeiro não posso deixar de agradecer aos professores pelas excelentes aulas ministradas
das quais tirei o melhor proveito possível. Bernardo Tutikian (sem você, o meu primeiro CAA estaria
certamente segregando. Valeu, guri!). Fontes do LEME, você deveria ser japonês, meu grande
companheiro; para você não encontro palavras, apenas Obrigado. Airton e Éderson (aquele concreto
tipo cola jamais! Muito obrigado, rapazes). Rafael Kuhn, você pode não saber disso, mas sua
participação foi excelente; Daniel Pagnussat, você é a sala de visitas do NORIE (que companheiro
você é. Valeu tchê!). Rodrigo Lameiras, meu salva-vidas no oceano dos primeiros dias de NORIE (só
você falava comigo); você será sempre um irmão, guri. Ao Fábio Viecili, eng. da MBT Degussa,
Marcelle, Sr. Silvério da FIDA, Cristiano Richter, Francieli, Sheila, Marcus Sterzi, Ana Paula, Geilma,
Fernanda, Elenise, Cris, Edna (ói especial) Cristóvão, Sandro e Fábio Pelotense (meio suspeito, hein!),
o meu eterno muito obrigado.
Minha mãe, Dona Conceição, meus irmãos Sady, Tay, Michel e Bebé, minhas duas irmãs Many e
Caty, minha tia Manuela, meus adorados sobrinhos Bruno, Samara, Loid, Gérson, Sadyana e Weza.
Vocês são o combustível da minha luta e vontade de vencer. Sem vocês de nada adiantaria tudo isso.
Sintam-se também autores deste trabalho.
Ao pessoal do LEME: Alexandre, Camila, Daniela, Eléa, Leila, Liliani, Luciane, Prof. Luiz Carlos,
Ribeirinho e Teixeirinha. A todos os colegas do NORIE, à nossa querida Simone e ao Luiz Carlos. O
meu eterno muito obrigado!
Agradeço a toda comunidade africana de Poa, a angolana em particular, especialmente Tita Chicomo
(minha comadre), Guiduinha Steed Zau (minha afilhada), Alzira Mosso (lhá´visa!), Flávio Nvunda, Zé
Marcolino, Jaime Fortunato, Pacavira, kota Samba, Tia Dulce, Bia Fortes e Vita Mateso pelo convívio
e amizades. Can´t forget you people! Não podemos esquecer de que, mesmo com as dificuldades, a
nossa grande e bela Angola vai ter que saltar. Pra frente é o caminho!
7
A experiência sem a teoria é cega e a teoria sem a
experiência é um puro jogo intelectual.
Emmanuel Kant
8
RESUMO
MANUEL, P.J.M. Estudo da Influência do Teor de Argamassa no Desempenho de
Concretos Auto-Adensáveis. 2005. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa
de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFRGS, Porto Alegre.
O concreto auto-adensável (CAA), que representa um dos mais significativos avanços na
tecnologia de concreto, foi desenvolvido no Japão em 1988 com o intuito de se obter
estruturas de concreto duráveis. É um concreto que dispensa o processo convencional de
vibração ou adensamento por ter a capacidade de fluir e preencher os espaços da fôrma apenas
através de seu peso próprio. Desde então, várias pesquisas têm sido realizadas e esse tipo de
concreto já vem sendo aplicado na prática há algum tempo em alguns países, principalmente
por grandes empresas de construção no Japão e na Suécia. Pesquisas para se estabelecerem
métodos racionais de dosagem para CAA bem como métodos de ensaios no estado fresco têm
sido desenvolvidas, visando fazer do CAA um concreto de aplicação comum. Contudo, ainda
não se conhece bem este material e o que se nota é que a maioria dos CAA apresentados em
trabalhos científicos é obtida com altos teores de argamassa, além da grande dispersão desses
teores. Neste trabalho foi estudada a influência do teor de argamassa sobre as características
de concretos auto-adensáveis, tanto no estado fresco como no estado endurecido, produzidos a
partir de diferentes teores de argamassa (55, 60, 65, 70 e 75%). Para a produção dos mesmos
foi aplicado um novo método de dosagem para CAA desenvolvido por Tutikian (2004), o qual
se mostrou satisfatório no que diz respeito às propriedades de fluxo dos CAA. Em termos de
resistências mecânicas os CAA´s obtidos apresentaram comportamentos bem similares uns
aos outros para relações a/c aproximadas e mesmo teor de fíler calcário (que substitui parte do
teor de agregado miúdo total) . Porém, o consumo de aditivo superplastificante tende a
aumentar, para uma mesma fluidez, com o aumento do teor de argamassa, o que se caracteriza
pelo aumento da superfície específica da mistura para altos teores de argamassa. Quando
comparado com um concreto convencional com mesmo teor de argamassa o CAA apresentou
qualidades similares ou ligeiramente superiores, com exceção de seu custo que é superior ao
de um concreto convencional. Deste modo, o presente trabalho pretende contribuir para um
melhor conhecimento e entendimento do CAA para que o mesmo possa ser aplicado com
segurança em edificações e obras corrente de engenharia civil.
Palavras-chave: concreto auto-adensável; teor de argamassa, estado fresco, estado endurecido.
ABSTRACT
MANUEL, P.J.M. Estudo da Influência do Teor de Argamassa no desempenho de
Concretos Auto-Adensáveis. 2005. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa
de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFRGS, Porto Alegre.
Influence of Mortar Content on the Performance of Self-Compacting Concrete
Self-compacting concrete (SCC), first developed in Japan in 1988 to achieve durable concrete
structures, and adopted in Europe and the rest of the world more recently, represents one of
the most significant advances in concrete technology. SCC is a type of concrete that can flow
and compact in a mould or formwork under its own weight without the need for vibration.
Since then, several research activities have been carried out and this type of concrete has been
used in practical structures in Japan and Sweden, mainly by large construction companies.
Investigations for establishing rational mix design methods for SCC and self-compactability
testing methods have been developed from the point of view of making this new concrete a
standard concrete. However, SCC is not well known so far and it can be observed worldwide
that most of the SCC has been proportioned with high mortar/paste contents. This work aims
to assess the influence of the mortar content in the composition of SCC on its properties, both
in fresh and hardened states, produced with five different mortar contents (55, 60, 65, 70, and
75%). The newly-developed mix design method (TUTIKIAN, 2004) was applied to produce
all SCC, and it seemed to be a very good method in terms of the SCC flow properties.
Concerning the mechanical properties (compressive/tensile strength) all SCC produced in this
study have presented similar results related to others with approximate water-to-cement ratio
and the same limestone filler content (used to replace part of the total fine aggregate content).
It was verified that the superplasticizer dosage increases as the mortar content increases for
the same values of flow properties, which can be explained by the greater specific surface of
the mixtures as the mortar content increases. Compared to a normal vibrated concrete with the
same mortar content in its composition, SCC presented equal or slightly better qualities,
excepting the issue of costs which is more expensive than those of the normal vibrated
concrete. This dissertation aims to contribute for a better knowledge and understanding of
SCC so it can be safely applied in buildings and in civil engineering projects.
Key-words: self-compacting concrete; mortar content, fresh state, hardened state.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... 13
LISTA DE TABELAS .................................................................................................... 17
SIGLAS ........................................................................................................................... 19
SÍMBOLOS ..................................................................................................................... 20
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 23
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ….............................................................................. 23
1.2 CONTEXTO E IMPORTÂNCIA DA PESQUISA …............................................... 25
1.3 QUESTÃO DA PESQUISA …….............................................................................. 26
1.4 OBJETIVOS DA PESQUISA ………………………................................................ 28
1.5 LIMITAÇÕES DA PESQUISA ................................................................................. 29
1.6 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO …..................................................................... 30
2 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE O CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL .. 32
2.1 HISTÓRICO …........................................................................................................... 32
2.2 DEFINIÇÃO E DESENVOLVIMENTO DO CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL. 34
2.3 VANTAGENS DO CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL ………............................. 35
2.4 APLICAÇÕES PRÁTICAS DO CAA ……………………………………............... 37
2.5 CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL x CONCRETO CONVENCIONAL (CCV) ... 43
2.6 MATERIAIS CONSTITUINTES …………………….............................................. 45
2.7 TIPOS DE CAA ……………...….............................................................................. 48
2.8 COMPORTAMENTO REOLÓGICO DO CAA …................................................... 50
2.9 MECANISMOS PARA SE ATINGIR A CAPACIDADE DE AUTO –
ADENSAMENTO SEGUNDO OKAMURA E OUCHI …........................................ 52
3 ENSAIOS PARA AVALIAR AS PROPRIEDADES DO CAA NO ESTADO
FRESCO ..................................................................................................................... 57
3.1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 57
3.2 ENSAIO DE ESPALHAMENTO (SLUMP FLOW TEST) ....................................... 58
3.3 ENSAIO DO FUNIL V (V-FUNNEL) ....................................................................... 61
11
3.4 ENSAIO DA CAIXA EM U (U-BOX E BOX-SHAPE) ............................................ 62
3.5 ENSAIO DA CAIXA EM L (L-BOX) ....................................................................... 65
3.6 PROCEDIMENTOS PARA AJUSTAR OS RESULTADOS DOS ENSAIOS NO
ESTADO FRESCO ..................................................................................................... 67
4 MÉTODO DE DOSAGEM PARA CAA PROPOSTO POR TUTIKIAN ..……... 70
5 PROGRAMA EXPERIMENTAL ............................................................................. 74
5.1 PLANEJAMENTO GERAL ...................................................................................... 74
5.2 ESCOLHA E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ......................................... 78
5.2.1 Cimento ……………………………………………………………….................. 79
5.2.2 Fíler Calcário ………………………………………………................................. 80
5.2.3 Agregado Miúdo .................................................................................................... 83
5.2.4 Agregado Graúdo .................................................................................................. 84
5.2.5 Aditivo Superplastificante e Água ……………………………........................... 85
5.3 OBTENÇÃO DO TEOR IDEAL DE ARMAGASSA PARA O CCV ……………. 86
5.3.1 Determinação do Teor Ideal de Argamassa para o Traço 1:5,25 ..................... 87
5.4 PRODUÇÃO DOS CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS ...................................... 88
5.4.1 Procedimento e Tempo de Mistura dos Materiais ............................................. 89
5.4.2 Cálculo das Proporções dos Materiais ................................................................ 90
5.4.3 Ensaios Realizados no Estado Fresco ................................................................. 97
5.4.4 Moldagem do concreto e Cura dos Corpos-de-prova ........................................ 98
5.4.5 Ensaios Realizados no Estado Endurecido ......................................................... 99
6 RESULTADOS E DISCUSSÕES …………….......................................................... 100
6.1 COMPORTAMENTO NO ESTADO FRESCO ………………………………….... 100
6.1.1 Ensaio de Espalhamento do Concreto ................................................................ 100
6.1.2 Tempo para alcançar a marca de 500 mm – T
500mm
........................................... 103
6.1.3 Ensaio do Funil V .................................................................................................. 107
6.1.4 Ensaio da Caixa U e Ensaio da Caixa L …………………….............................. 111
12
6.2 PROPRIEDADES NO ESTADO ENDURECIDO .................................................... 115
6.2.1 Curvas de Dosagem dos Concretos Produzidos ................................................. 115
6.2.2 Consumo de Cimento ............................................................................................ 121
6.2.3 Resistências à Compressão e à Tração ................................................................ 124
6.2.4 Análise da Evolução da Resistência à Compressão ............................................ 131
6.2.5 Módulo de Elasticidade dos Concretos com o Traço 1:4,5 da Etapa II ........... 135
6.2.6 Análise Comparativa da Qualidade dos Concretos através do Ensaio de
Ultra-som .................................................................................................................... 137
6.2.7 Custos dos Concretos Produzidos ........................................................................ 141
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................... 153
7.1 CONCLUSÕES .......................................................................................................... 153
7.2 COMENTÁRIOS FINAIS ......................................................................................... 158
7.3 SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS ........................................................ 158
REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 160
ANEXO 1-RESULTADOS DOS ENSAIOS NO ESTADO FRESCO ……………... 165
ANEXO 2-RESULTADOS DOS ENSAIOS NO ESTADO ENDURECIDO E
CORRELAÇÕES DE ALGUMAS VARIÁVEIS DE DOSAGEM …………….. 167
13
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: abordagem holística da durabilidade das estruturas de concreto armado ......... 33
Figura 2: atividades de lançamento e de vibração do concreto (fonte: Kosmatka et
al,2002) ............................................................................................................... 34
Figura 3: exemplo do aspecto de uma falha de concretagem em uma viga de concreto
armado (fonte: Kosmatka et al,2002) ................................................................. 36
Figura 4: volume anual de CAA lançado no Japão até 2000 (fonte: Ouchi et al, 2003 ) . 37
Figura 5: ponte Shin-Kiba Ohashi executada no Japão em CAA (fonte: Okamura e
Ouchi,2003) ........................................................................................................ 38
Figura 6: blocos de ancoragem da ponte Akashi-Kaikyo (fonte: Okamura 2003 ) .......... 38
Figura 7: execução de um reservatório de metano liquefeito com CAA (fonte: Nunes,
2001) .................................................................................................................. 39
Figura 8: CAA aplicado em revestimento de túnel (fonte: Ouchi et al 2003 ) ................. 40
Figura 9: utilização de CAA em indústria de pré-moldados nos EUA (fonte: MAINE
DOT, 2003 ) ....................................................................................................... 40
Figura 10: vista de uma parede em CAA branco-Pescara/Itália (fonte: Collepardi,
2001) .................................................................................................................. 41
Figura 11: ponte executada em CAA na Suécia (fonte: Goodier, 2003 ) ......................... 41
Figura 12: museu Iberê Camargo em CAA branco-Porto Alegre..................................... 42
Figura 13: vista geral de edifício executado em CAA-Goiânia (fonte: REALMIX,
2005) .................................................................................................................. 42
Figura 14: comparação da composição de um CAA e de um CCV (fonte: Okamura,
2003 ) ................................................................................................................. 44
Figura 15: diferenças na composição de CAA e de CCV (fonte: Holschemacher e
Klug, 2003 ) ....................................................................................................... 44
Figura 16: aglomeração de partículas de cimento e sua dispersão após o efeito de
superplastificantes (fonte: Collepardi, 2001 ) .................................................... 47
Figura 17: modelo reológico de Bingham e comportamento de fluído Newtoniano
(fonte: Nunes, 2001) …………………...............................................................
51
Figura 18: comportamento reológico do concreto (fonte: Nunes, 2001) …..................... 52
Figura 19: mecanismos para atingir auto-adensabilidade (fonte: Okamura, 2003) ......... 53
Figura 20: tensão normal gerada na argamassa devido à aproximação das partículas de
brita (fonte: Okamura, 2003)............................................................................... 54
Figura 21: mecanismo de bloqueio no CAA (fonte: Nunes, 2001)................................... 54
Figura 22: visão interna de um concreto segregado e resistente à segregação ................. 55
Figura 23: forma para alcançar a auto-adensabilidade (fonte: Okamura, 2003) ............. 56
Figura 24: método de dosagem para CAA proposto por Okamura .................................. 56
14
Figura 25: ensaio de espalhamento do concreto (slump flow test) ................................... 58
Figura 26: combinação do espalhamento do concreto + anel japonês (fonte:
Grunewald, 2004) ............................................................................................... 60
Figura 27: execução de ensaio de espalhamento com J-ring (fonte: Sonebi,
2004)................................................................................................................... 61
Figura 28: molde do ensaio do funil em V (V-funnel test) .............................................. 61
Figura 29: box-shape e detalhe dos obstáculos que simulam a armadura ...................... 63
Figura 30: u-box-situações que podem ocorrer durante o ensaio (fonte: Nunes, 2001) ... 63
Figura 31: box-shape-situações que podem ocorrer durante o ensaio (fonte: Nunes,
2001) .................................................................................................................. 65
Figura 32: ensaio da caixa em L (L-box test) ................................................................... 66
Figura 33: princípio básico do método proposto por Tutikian (2004) ............................. 70
Figura 34: procedimentos do método para dosagem de CAA proposto por Tutikian ….. 71
Figura 35: fluxograma da parte experimental da etapa I .................................................. 75
Figura 36: fluxograma da parte experimental da etapa II................................................. 76
Figura 37: curva granulométrica do cimento pozolânico utilizado .................................. 80
Figura 38: curva granulométrica do fíler calcário utilizado.............................................. 82
Figura 39: imagem de microscopia eletrônica do fíler...................................................... 82
Figura 40: curva granulométrica da areia utilizada .......................................................... 83
Figura 41: curva granulométrica da brita utilizada .......................................................... 85
Figura 42: betoneira utilizada e procedimento de mistura adotado para o CVV-REF ..... 87
Figura 43: procedimento de mistura adotado para o CAA ................................. 90
Figura 44: exemplo de planilha para cálculo de dosagem de CAA ................................. 90
Figura 45: aspecto do concreto durante o ajuste da viscosidade do CAA ....................... 91
Figura 46: aspecto do CAA em movimento vertical e horizontal ………....................... 92
Figura 47: aspecto do CAA após o ensaio de espalhamento ………................................ 92
Figura 48: moldagem de corpos-de-prova de CAA sem compactação ............................ 98
Figura 49: resultados do ensaio de espalhamento dos CAA´s etapa I ............................. 100
Figura 50: gráfico de barras do ensaio de espalhamento dos CAA´s etapa I.................... 101
Figura 51: comportamento do CAA durante o ajuste de superplastificante ..................... 102
Figura 52: detalhes das bordas do CAA no ensaio de espalhamento................................ 102
Figura 53: resultados do ensaio de espalhamento dos CAA´s etapa II ............................ 103
Figura 54: resultados de espalhamento dos CAA-54 e CAA-60 etapa II ........................ 103
Figura 55: tempo para CAA alcançar a marca de 500mm etapa I ................................... 104
Figura 56: tempo para CAA alcançar a marca de 500mm etapa II................................... 104
Figura 57: comportamento do T
500mm
em função do traço etapa I ................................... 105
15
Figura 58: comportamento do T
500mm
em função do traço etapa II .................................. 106
Figura 59: relação SP/a e do T
500mm
etapa II .................................................................... 106
Figura 60: tempos de escoamento no funil V para os CAA´s da etapa I …..................... 107
Figura 61: tempos de escoamento no funil V para os CAA´s da etapa II ….................... 107
Figura 62: tempos de escoamento no funil V para todos os traços da etapa I................... 108
Figura 63: tempos de escoamento no funil V para CAA- 55 e CAA-60 (etapa I) …....... 108
Figura 64: tempos de escoamento no funil V para CAA- 54 e CAA-60 (etapa II) …...... 109
Figura 65: ensaio de escoamento no funil V com a L-box e com a Box-shape ……....... 109
Figura 66: tempos de escoamento no funil V x relação SP/a para os CAA´s da etapa I .. 110
Figura 67: tempos de escoamento no funil V x relação SP/a para os CAA´s da etapa II 111
Figura 68: altura do CAA na box-shape etapa I ............................................................... 111
Figura 69: resultados do CAA na L-box etapa II ............................................................. 112
Figura 70: comportamento do CAA no ensaio da Box-shape .......................................... 113
Figura 71: comportamento do CAA no ensaio da L-box …............................................. 113
Figura 72: dosagem de aditivo em função do teor argamassa ..........……........................ 114
Figura 73: curva de dosagem do CAA-55 etapa I aos 28 dias ……................................. 116
Figura 74: curva de dosagem do CAA-60 etapa I aos 28 dias ……................................. 116
Figura 75: curva de dosagem do CAA-65 etapa I aos 28 dias ……................................. 117
Figura 76: curva de dosagem do CAA-70 etapa I aos 28 dias ……................................. 117
Figura 77: curva de dosagem do CAA-75 etapa I aos 28 dias ……................................. 118
Figura 78: curva de dosagem do CCV-54 etapa II aos 28 dias ……................................ 118
Figura 79: curva de dosagem do CAA-54 etapa II aos 28 dias ……................................ 119
Figura 80: curva de dosagem do CAA-60 etapa II aos 28 dias ……................................ 110
Figura 81: consumo de cimento por m
3
dos concretos da etapa I …................................ 121
Figura 82: consumo de cimento por m
3
dos concretos da etapa II …............................... 121
Figura 83: exemplo de cálculo de consumo de cimento para o traço 1:3 para diferentes
teores de argamassa ............................................................................................ 122
Figura 84: custo total dos materiais por teor de argamassa para traço 1:3 ........…..……. 123
Figura 85: agregados e cimento utilizados no estudo de dosagem ...................…..……. 123
Figura 86: resistência à compressão aos 28 dias dos concretos da etapa I ....................... 125
Figura 87: resistência à tração aos 28 dias dos concretos da etapa I ................................ 126
Figura 88: resistência à compressão aos 28 dias dos concretos da etapa II ..................... 128
Figura 89: resistência à tração aos 28 dias dos concretos da etapa II .............................. 128
Figura 90: corpos-de-prova dos 4 traços rompidos por tração etapa II............................. 129
Figura 91: corpos-de-prova do traço 1:4,5 rompidos à tração etapa II ............................ 130
16
Figura 92: evolução da resistência à compressão dos concretos da etapa I ..................... 131
Figura 93: evolução da resistência à compressão do CCV-REF e do CAA-54 ............... 133
Figura 94: evolução da resistência à compressão dos concretos CCV-REF, CAA-54 e
CAA-60 da etapa II ............................................................................................ 134
Figura 95: módulo de elasticidade e relação a/c dos concretos com m=4,5 etapa II …... 137
Figura 96: comparação da velocidade u-som entre o CCV-54 e o CAA-54 .................... 139
Figura 97: velocidade de u-som para os concretos da etapa I …….........................……. 139
Figura 98: velocidade de u-som para os concretos da etapa II ……............................... 140
Figura 99: correlação entre velocidade de u-som e a f
c,28
da etapa I .............................. 140
Figura 100: correlação entre relação a/c e velocidade de u-som para a etapa I ............... 141
Figura 101: custos por traço dos concretos produzidos na etapa I ................................... 143
Figura 102: custos por traço dos concretos produzidos na etapa II .................................. 145
Figura 103: consumo de cimento/m
3
por classe de concretos etapa I .............................. 146
Figura 104: custos por m
3
de f
c,28
dos concretos produzidos na etapa I …...................... 147
Figura 105: custos por MPa dos concretos produzidos na etapa I …........................…... 148
Figura 106: consumo de cimento/m3 por classe de concretos etapa II ............................ 148
Figura 107: custos por m3 de fc,28 dos concretos produzidos na etapa II ....................... 149
Figura 108: custos por MPa dos concretos produzidos na etapa II …...................…..…. 150
Figura 109: comparação de consumo de cimento/m3dos CAA-60i x CAA-60ii ............ 151
Figura 110: comparação de custos/m3 dos concretos CAA-60i x CAA-60ii................... 151
Figura 111: comparação de custos/MPa dos concretos CAA-60i x CAA-60ii ................ 152
17
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: alguns dos traços de CAA pesquisados na literatura nacional e internacional 27
Tabela 2: exemplos de traços de CAA produzidos no Japão (Ouchi et al, 2003) ............ 49
Tabela 3: exemplos de traços de CAA produzidos na Europa (Ouchi et al,2003)............ 49
Tabela 4: exemplos de traços de CAA produzidos nos Estados Unidos (Ouchi et al,
2003) .................................................................................................................. 49
Tabela 5: valores de espalhamento recomendados por diversos pesquisadores (fonte:
Tutikian, 2004) ................................................................................................... 59
Tabela 6: valores de T
500mm
recomendados por alguns pesquisadores (fonte: Tutikian,
2004) .................................................................………..................................... 59
Tabela 7: valores de tempo de escoamento pelo funil V recomendados por diversos
autores (fonte: Tutikian, 2004) .......................................................................... 62
Tabela 8: valores mínimos recomendados por vários autores para o ensaio da L-box
(fonte: Tutikian, 2004) ....................................................................................... 67
Tabela 9: possíveis causas para resultados inferiores aos esperados (fonte: EFNARC,
2002) .................................................................................................................. 68
Tabela 10: possíveis causas para resultados superiores aos esperados (fonte: EFNARC,
2002) ..................................................................................................................
68
Tabela 11: ações corretivas possíveis a partir do observado nos ensaios (fonte: EFNARC,
2002) ....................................................................................
...................................... 69
Tabela 12: características químicas do cimento Portland pozolânico CP IV-32
empregado ......................................................................................................... 79
Tabela 13: características físicas e mecânicas para o cimento Portland pozolânico CP
IV-32 ................................................................................................................. 79
Tabela 14: características do fíler calcário faixa C ......................................................... 81
Tabela 15: composição granulométrica do agregado miúdo ….…….............................. 83
Tabela 16: características físicas do agregado miúdo ...................................................... 84
Tabela 17: composição granulométrica do agregado graúdo ........................................... 84
Tabela 18: características físicas do agregado graúdo ....………..................................... 85
Tabela 19: planilha auxiliar para determinação experimental do teor de argamassa
mínimo para o traço-piloto 1:5,25 do CCV-REF ............................................... 88
Tabela 20: resumo dos resultados obtidos para o traço-piloto ......................................... 88
Tabela 21: resumo dos resultados para os traços da família do concreto convencional
(CCV-REF) para α = 54% ………..................................................................... 88
Tabela 22: resultados dos traços unitários secos obtidos por traço para cada concreto
produzido, com 40% de FC em relação ao teor de areia inicial ......................... 93
Tabela 23: quantidades de materiais calculadas e obtidas para confecção em
laboratório de cada mistura da etapa I, mais o CCV-REF ................................. 94
18
Tabela 24: quantidades de materiais calculadas e obtidas para confecção em
laboratório de cada mistura da etapa II .................................................….........
95
Tabela 25: resultados dos consumos dos materiais para cada concreto produzido na
etapa I, em kg/m
3
................................................................................................ 96
Tabela 26: resultados dos consumos dos materiais para cada concreto produzido na
etapa II, em kg/m
3
.................................................................................…......... 97
Tabela 27: equações e respectivos coeficientes de correlação das curvas de dosagem.... 120
Tabela 28: resistências à compressão e à tração dos concretos CCV- REF e CAA´s da
etapa I, e relação entre resistências …................................................................ 124
Tabela 29: resistências à compressão e à tração dos concretos CCV- REF e CAA´s da
etapa II, e relação entre resistências.................................................................... 127
Tabela 30: crescimento da resistência, em %, dos concretos da etapa I …...................... 132
Tabela 31: crescimento da resistência, em %, dos concretos da etapa II …..................... 135
Tabela 32: resultados do módulo de elasticidade dos concretos da etapa II..................... 136
Tabela 33: valores de u-som em m/s propostos por Whithurst (Neville, 1982)................ 138
Tabela 34: custos dos materiais por m
3
dos concretos produzidos na etapa I, em R$, e
custo total dos concretos, em R$/m
3
.................................................................. 142
Tabela 35: comparação entre custos por traço dos concretos da etapa I e do custo do
CCV-REF ........................................................................................................... 143
Tabela 36: custos dos materiais por m
3
dos concretos produzidos na etapa II, em R$, e
custo total dos concretos, em R$/m
3
................................................................. 144
Tabela 37: comparação entre custos por traço dos concretos da etapa II e do custo do
CCV-REF ........................................................................................................... 145
SIGLAS
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas.
CAA: Concreto Auto-Adensável.
CCV: Concreto Convencional.
CIENTEC: Fundação de Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul
EPUSP: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
IPT: Instituto de Pesquisas Tecnológicas
LACER: Laboratório de Materiais Cerâmicos.
LEME: Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais.
LTM: Laboratório de Tecnologia Mineral e Ambiental.
NORIE: Núcleo Orientado para Inovação da Edificação.
PPGEC: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil.
SCC: Self-Compacting Concrete
UNICAMP: Universidade de Campinas.
UFRGS: Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
SÍMBOLOS
α: teor de argamassa seca (T
arg
)
a/c: relação água-cimento, em kg/kg
BOX-SHAPE: aparato para o ensaio de auto-adensabilidade do CAA
C: compressão
CP´s: corpos-de-prova
CAA: concreto auto-adensável (em inglês “Self-Compacting Concrete-SCC”)
CAA-54: concreto auto-adensável obtido com α=54%
CCV: concreto convencional
CCV-REF: concreto convencional referência (ou CCV-54)
CP IV-32: cimento Portland pozolânico cuja resistência à compressão aos 28 dias é de 32
MPa
cps: centipoise (1 Poise [P]=10
-1
Pa.s=10
-1
N.s/m
2
) – unidade da viscosidade plástica
DMC: dimensão máxima característica dos agregados para concreto
E
c
: módulo de elasticidade do concreto
FC: fíler calcário
f
c
: resistência à compressão do concreto
f
cm, 28d
: resistência média à compressão aos 28 dias de idade
f
t
: resistência à tração do concreto
f
tm, 28d
: resistência média à tração aos 28 dias de idade
g/cm
3
: grama por centímetro cúbico
g/g: grama por grama
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
21
H
CAA
ou H
SCC
: altura máxima que o CAA alcança no ensaio com a Box-Shape
H
2
/H
1
: relação entre alturas do CAA no ensaio da Caixa em L
L-BOX: caixa em L
kg/dm
3
: kilograma por decímetro cúbico
kg/m
3
: kilograma por metro cúbico
kN: kiloNewton
m: teor de agregados secos no traço do concreto em relação à massa do cimento ou
aglomerante, em kg/kg
mm: milímetro
m/s: metro por segundo
MPa: mega Pascal
Pa: Pascal
pH: potencial hidrogeniônico
R$/m
3
: reais por metro cúbico
s ou seg.: segundos
Slump: valor de abatimento do concreto pelo ensaio do cone de Abrams
SFT: slump flow test (resultado do ensaio de espalhamento do concreto auto-adensável)
SP: aditivo superplastificante
SP/a: relação aditivo superplastificante-água, em g/g
SP/cim.: relação aditivo superplastificante-cimento
T: tração
T
arg
: teor de argamassa
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
22
T
500mm
: tempo para o concreto alcançar a marca dos 50 centimetros no ensaio de
espalhamento do concreto
τ
0
: tensão limite de cisalhamento
U-BOX: caixa em U
U-Som: ultra-som
µm: micrômetro (microns)
µ
pl
: viscosidade plástica
V-FUNNEL: funil em V
VMA ou AMV: viscosity-modifying agent (aditivo modificador de viscosidade)
±: mais ou menos
☺: resultado positivo
: resultado negativo
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
23
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
A questão da durabilidade constitui-se mundialmente sempre num tema bastante importante
quando se trata de estruturas de concreto armado. Muitos são os fatores que afetam a
durabilidade e, portanto, a vida útil de qualquer estrutura de concreto. Para Neville (1982), um
concreto é considerado durável quando resiste às condições para as quais foi projetado, sem
deterioração, por muitos anos.
Em países industrialmente desenvolvidos estima-se que mais do que 40% dos recursos
destinados à indústria da construção sejam aplicados no reparo e manutenção de estruturas
existentes, sendo que o restante (menos de 60%, portanto) em novas instalações (MEHTA,
1994). O mesmo autor afirma ainda que, os altos custos de manutenção de estruturas e a
crescente ênfase no custo do ciclo de vida em vez do custo inicial têm forçado os engenheiros
a tomarem consciência sobre os aspectos de durabilidade.
A durabilidade pode ser afetada pelo meio ambiente (causas externas) em que o concreto está
exposto ou por causas internas do próprio concreto. As causas externas podem ser físicas,
químicas ou mecânicas, e são basicamente devidas às intempéries, ocorrência de temperaturas
extremas, abrasão, ação eletrolítica e ação de líquidos ou gases (NEVILLE, 1982).
Neville (1982) aponta como algumas causas internas que afetam a durabilidade do concreto, a
reação álcali-agregado, variações volumétricas e, principalmente, a permeabilidade do
concreto. Esta última causa interna é a principal determinante de vulnerabilidade do concreto
aos agentes externos de forma que, para ser durável, o concreto deve ter baixa
permeabilidade, realça o mesmo autor.
Takada (2004) descreve que, a partir de 1983 e por vários anos seguidos, o Japão apresentou
preocupações relativas aos problemas sérios de durabilidade em suas estruturas de concreto
armado, e esta passou a ser um tema de interesse nacional. Notou-se que houve uma redução
gradual de operários especializados na indústria de construção japonesa, o que levou a uma
correspondente redução na qualidade das obras, o que certamente trouxe problemas de
manifestações patológicas que requeriam manutenção prematura com custos envolvidos.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
24
Sabe-se que um adensamento adequado do concreto fresco é necessário para que se produzam
estruturas duráveis. Neste sentido, Grunewald (2004) cita que Okamura, antigo professor da
Universidade de Tóquio, no Japão, enfatizou a necessidade de se produzir um concreto que
não necessitasse de nenhum processo de consolidação ou adensamento, de modo a contribuir
para garantir no futuro estruturas duráveis.
Em 1986 o professor Okamura apresenta sua idéia pela primeira vez em público durante uma
reunião da Associação Japonesa de Cimento (Japan Cement Association). Ele já tinha a idéia
de desenvolver um concreto que não precisasse de nenhuma vibração, ou seja, um concreto
auto-adensável (CAA), a partir da tecnologia do concreto submerso que já existia na época
(NUNES, 2001 e TAKADA, 2004).
O primeiro CAA foi então obtido com sucesso no verão (do hemisfério norte) de 1988 na
Universidade de Tóquio pelo professor Hajime Okamura e seus colegas. O CAA foi colocado
à disposição da indústria em 1989 e tem sido aplicado em muitos projetos desde o início da
década de 90 do século passado, mas a sua tecnologia não tinha ainda se difundido a uma
escala mundial até 1996 (TAKADA, 2004).
O CAA pode ser definido como um concreto que tem a capacidade de se espalhar de forma
homogênea através somente de seu peso próprio, sem que haja qualquer energia de vibração
adicional, e consegue-se fazer isso sem se incorporar ar (GRUNEWALD, 2004). As
características – chave do CAA incluem a sua habilidade de preencher/ocupar espaços, a sua
resistência à segregação e sua habilidade de passar por entre espaços estreitos (elementos
densamente armados).
Hoje ainda se pode constatar que o domínio da tecnologia em volta do CAA é bastante restrito
sendo que, apenas alguns poucos países têm algum domínio sobre o assunto, como o Japão, a
Suécia, o Reino Unido, a Holanda, a França, a Dinamarca, o Canadá, a Tailândia e a Austrália
(TAKADA, 2004).
O desenvolvimento do concreto auto-adensável marca um grande passo em direção à
eficiência e às condições de trabalho nos canteiros de obras e na indústria de pré-moldados
(GRUNEWALD, 2004).
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
25
O CAA permite concretagens em tempos mais curtos, uma melhor aparência estética da
superfície do concreto, além de apresentar melhores características no estado endurecido
(NUNES, 2001 e GRUNEWALD, 2004), conferindo estruturas com maior durabilidade.
Isso só é possível porque com o CAA, passa a não existir mais o risco de adensamento
inadequado, ou de zonas menos adensadas do que outras, ou ainda zonas com segregação dos
materiais causada por vibração excessiva.
Quanto à dosagem de CAA, Gomes (2002) afirma que a otimização do CAA é complexa,
considerando as diferentes propriedades exigidas do material e as características dos seus
componentes, as quais são significativamente distintas se comparadas com as do concreto
convencional. Porém, prossegue o mesmo autor, as propriedades no estado endurecido não se
diferenciam daquelas de um concreto convencional (CCV) com similar composição básica,
desde que seja adensado de forma adequada.
Khayat e Daczko (2002) afirmam que o CAA deve ser encarado como uma tecnologia e não
como uma série de valores para certos ensaios ou traços de dosagem. Os autores salientam
ainda que, a redução de custos do sistema e/ou a melhoria de desempenho podem ser a força
motora para a percepção do valor agregado que o CAA possui.
1.2 CONTEXTO E IMPORTÂNCIA DA PESQUISA
A pesquisa em questão insere-se em um contexto bastante atual, em que vários países e
instituições têm buscado um conhecimento científico mais aprofundado sobre o concreto
auto-adensável, através de investimentos de vulto para a realização de estudos e pesquisas
sobre esse material.
Muitas mudanças na indústria da construção civil vêm ocorrendo, provocadas principalmente
com o aumento do nível de exigência dos seus principais clientes, o aumento da competição
no setor e também pelas reivindicações por melhorias das condições de trabalho por parte da
mão-de-obra (ISATTO et al., 2000). Nesse particular, o CAA parece ser um material com
potencial suficiente para ocupar um lugar de destaque nas obras de engenharia, além de suas
vantagens técnicas.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
26
Nunes (2001) salienta que o processo de vibração do concreto convencional provoca atrasos e
custos adicionais, além de ser uma fonte de sérios problemas de saúde para os operários das
obras e para os habitantes de zonas adjacentes aos canteiros de obras.
Neste contexto, o CAA envolve um novo processo de produção e lançamento de concreto,
cuja principal característica está na eliminação da vibração (ou na sua forma de lançamento e
acabamento), de forma a reduzir o custo global do processo de concretagem e aumentar a
qualidade do produto final (NUNES, 2001).
Em resumo, o CAA possui vantagens que podem ser aproveitadas para a industrialização da
construção, como um ambiente de trabalho mais sadio, a eliminação do processo de vibração,
além da qualidade que o produto final adquire pela estrutura interna mais homogênea.
É essa homogeneidade do CAA que garante uma maior resistência à penetração de agentes
agressivos, oferecendo, portanto, maior durabilidade. É imperativo que pesquisas sobre esse
material emergente sejam realizadas a fim de que se conheçam melhor as formas de concebê-
lo com certa margem de segurança, permitindo assim que sua aplicação comece a ser um fato
no Brasil e no mundo.
Neste contexto, o domínio da técnica para produzir os CAA´s é um fator determinante para a
aceitação e disseminação desse novo (ou relativamente novo) material. É desta forma que se
julga necessário estudar sobre a dosagem desse tipo de concreto, uma vez que só assim ele
poderá ser aplicado com confiança e segurança.
1.3 QUESTÃO DA PESQUISA
Partindo do trabalho de Tutikian (2004), foram feitas algumas pesquisas de autores
internacionais que trabalham com o CAA e notou-se que o teor de argamassa obtido por eles é
bem superior ao determinado por Tutikian (2004), que foi de 53% (esse foi o teor ideal para
um concreto convencional com os mesmos materiais, determinado através do método de
dosagem do IPT/EPUSP).
Para Tutikian (2004) foi possível obter-se um CAA com o mesmo teor de argamassa
determinado para um concreto convencional dosado com os mesmos materiais e pelo mesmo
método de dosagem adaptado para CAA.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
27
Na tabela 1 podem ser vistos alguns traços de CAA encontrados na literatura internacional,
cujos teores de argamassa variam de 55,9% até 79,8%, este último um CAA dosado com 50
kg de fibra de aço por metro cúbico de concreto.
Tabela 1: Alguns dos traços de CAA pesquisados na literatura nacional e internacional
Materiais (kg/m
3
) Características do CAA
CIM. CV FC EAF AREIA BRITA ÁGUA SP VMA
Slump
flow
(mm)
α
(%)
a/agl.
f
c28
(MPa)
Autor, ano
350 134 0 0 852 934 175 0,54% 0 700 58,8 0,36 40,0
Ravindrarajah
et al, 2003
350 168 0 0 835 917 192,5 2,79 0 740 59,6 0,37 55,6
Ravindrarajah
et al, 2003
285 0 265 0 915 770 180 5,0 0 650 64,9 0,63 50,9
Zhu e Bartos,
2002
330 0 178 0 825 830 180 7,2 0 695 61,6 0,55 42,0
Ho et al,
2001
515 0 196 0 688 818 160 12,04 0 615 63,0 0,31 59,6 Nunes, 2001
498 0 190 0 703 779 177 8,84 0 600 64,0 0,36 46,6 Nunes, 2001
506 0 193 0 719 742 180 9,09 0 622 66,0 0,36 51,0 Nunes, 2001
421 0 211* 0 727 799 211 4,9 0 770 63,0 0,50 37,3 Lisbôa, 2004
378 200 0 0 714 818 181 0,95% 0 680 61,2 0,31 - Takada, 2004
285 122 0 0 772 905 187 5,76 0 679 56,6 0,46 39,1
Ferreira,
2001
518 0 284 0 295 974 254 3,37 0 590 53,5 0,49 43,0
Tutikian,
2004
501 200 0 0 771 721 190 8,8 0 660 67,1 0,27 77,5 Gomes, 2002
350 0 100 0 788 815 200 4,05 1,28 700 60,3 0,57 -
Djelal et al,
2004
500 0 80 0 1080 420 200 9,4 0 650 79,8 0,40 40,0
Corinadelsi e
Moriconi,
2004
350 115 0 0 785 735 175 7,8 0,56 755 63,0 0,38 48,5
Poon e Ho,
2004
375 275 0 0 690 660 190 9,7 - 760 67,0 0,29 63,5
Poon e Ho,
2004
250 160 0 0 742 837 225 0,5% - 600 57,9 0,55 25,3 Sonebi, 2004
362 191 0 0 641 942 164 2,93 0 708 55,9 0,30 -
Grünewald e
Walraven,
2001
400 0 0 170 815 815 181 5,2 0 800 63,0 0,32 -
Han e Yao,
2004
391 0 168 0 689 809 223 5,9 0 - 60,7 0,57 -
Chopin et al,
2004
485 208 0 0 620 945 200 1,6% 0 - 58,1 0,29 79,6
Xie et al,
2002
408 45 0 0 1052 616 174 1602 0 710 70,9 0,38 -
Ouchi et al,
2003
CIM.=cimento, CV=cinza volante, FC=fíler calcário, EAF=escória de alto-forno, SP=aditivo
superplastificante, VMA=aditivo modificador de viscosidade; Slump flow=ensaio de espalhamento do
concreto, α=teor de argamassa, a/agl.=relação água /aglomerante, f
c28
=resistência à compressão aos 28
dias.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
28
Observando essas diferenças entre os teores de argamassa decidiu-se fazer uma pesquisa,
através de um estudo experimental, que será detalhado mais adiante neste trabalho, a fim de se
avaliar concretos auto-adensáveis produzidos com diferentes teores de argamassa.
Portanto, a questão central desse estudo é: será que o teor de argamassa determinado para um
concreto convencional pelo método do IPT/EPUSP é também o ideal, do ponto de vista
técnico e econômico, para um CAA, já que os teores de argamassa de CAA´s que a
bibliografia apresenta são muito altos?
Como já se fez referência, Tutikian (2004) mostrou em seu estudo ser possível obter um CAA
com um teor de argamassa igual ao teor ideal obtido através do método do IPT/EPUSP para
um concreto convencional. Mas será esta a melhor solução, em termos de CAA?
Para responder essa questão central, este trabalho vai comparar um CAA obtido pelo método
proposto por Tutikian (2004), com teor ideal de argamassa igual ao de um CCV obtido com
os mesmos materiais, com outros CAA´s obtidos com teores de argamassa maiores, através do
mesmo método de dosagem, e que abranjam a faixa de valores de teores de argamassa
encontrados na literatura.
1.4 OBJETIVOS DA PESQUISA
Com o objetivo de contribuir para um melhor e mais profundo conhecimento sobre a dosagem
e as propriedades de concretos auto-adensáveis, no estado fresco e no estado endurecido, essa
pesquisa apresenta como objetivos principais:
− Estudar composições de CAA obtidos com diferentes teores de argamassa, que
englobem a faixa de valores de teor de argamassa encontrados na literatura,
através do método de dosagem proposto por Tutikian (2004), a fim de se
avaliar a influência do teor de argamassa nas propriedades de concretos auto-
adensáveis no estado fresco e no estado endurecido, e identificar um eventual
teor ideal de argamassa;
− fazer contribuições ao método de Tutikian, através dos experimentos para
obtenção de CAA´s economicamente viáveis para dar crédito ao método.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
29
Dessa forma, a pesquisa a ser levada a cabo pretende que no seu final possam ser dadas
contribuições sobre a dosagem desse novo tipo de concreto, a fim de que sua aplicação possa
vir a ser uma realidade no mercado brasileiro de obras de engenharia, a exemplo de alguns
países como o Japão, a Suécia e a Holanda.
Por outro lado, é também interesse da pesquisa em questão incentivar o surgimento de novos
estudos sobre o assunto, de maneira que se possam usufruir seus avanços para melhor
abordar-se o tema com outros pesquisadores brasileiros e até estrangeiros.
Para tornar mais amplo o alvo esta pesquisa apresenta ainda em sua proposta como objetivos
secundários os seguintes:
− Determinação experimental do teor ideal de substituição de fíler na proporção
do agregado miúdo;
− avaliação do comportamento no estado fresco dos CAA´s em função do teor de
argamassa e do traço utilizado (consumo de cimento);
− avaliação da resistência à compressão, resistência à tração e módulo de
elasticidade dos concretos auto-adensáveis e do concreto convencional;
− análise do grau de segregação do concreto já endurecido, pela observação dos
corpos-de-prova rompidos nos ensaios de tração por compressão diametral;
− avaliação da qualidade dos concretos auto-adensáveis produzidos durante o
estudo, através do ensaio de Ultra-Som;
− avaliação do consumo de cimento e dos custos dos CAA´s produzidos com os
diferentes teores de argamassa.
1.5 LIMITAÇÕES DA PESQUISA
O trabalho de pesquisa a ser realizado tem como limitações alguns fatores que podem ser
resumidos nos indicados a seguir:
− os materiais a serem aplicados durante a realização do estudo possuem
características próprias (tipo de cimento, areia, brita, fíler calcário e o tipo de
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
30
aditivo superplastificante), portanto, qualquer tipo de comparação deverá
atentar para esse fato;
− a pesquisa será limitada ao estudo de dosagem de concretos auto-adensáveis do
tipo finos, motivo pelo qual, para o caso de CAA tipo agente de viscosidade e
do CAA tipo combinado ajustes deverão ser feitos.
Salienta-se que não faz parte dessa pesquisa a realização de ensaios experimentais e
laboratoriais de durabilidade dos CAA, pois o foco desta pesquisa restringe-se somente ao
estudo de dosagem de concretos auto-adensáveis com a aplicação de fíler calcário e aditivo
superplastificante. Por outro lado, deve-se se reforçar que qualquer comparação dos futuros
resultados dessa pesquisa com outros trabalhos deverá ter em conta todos os fatores de
limitação descritos acima.
1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO
O presente trabalho de pesquisa apresenta-se organizado nos seguintes capítulos:
O Capítulo 1, que apresenta a introdução da pesquisa, debruça-se sobre considerações iniciais,
relevância do tema, questão e objetivos da pesquisa, e apresentação do trabalho.
O Capítulo 2 inclui considerações gerais sobre o concreto auto-adensável, tratando de um
breve histórico, definição do CAA, suas vantagens e aplicações práticas, breve comparação
com concreto convencional, materiais constituintes, classificação do CAA e seu
comportamento reológico. No fim faz-se uma abordagem sobre os mecanismos de como
atingir a auto-compactabilidade focando a importância do teor de argamassa do concreto.
O Capítulo 3 trata dos principais ensaios para avaliar as propriedades do CAA no estado
fresco.
O Capítulo 4 faz uma descrição sobre o método de dosagem para CAA proposto por Tutikian
(2004), que foi o método aplicado para a obtenção do CAA desta pesquisa.
O Capítulo 5 apresenta o programa experimental adotado para a realização da pesquisa,
caracterização dos materiais utilizados e os ensaios realizados ao longo do trabalho.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
31
O Capítulo 6 apresenta os resultados do trabalho e as discussões a respeito, enquanto que no
Capítulo 7 são apresentadas as conclusões e considerações finais sobre os resultados obtidos
nesta pesquisa, bem como algumas sugestões para futuras pesquisas.
Finalmente apresentam-se as referências, que auxiliaram na compreensão do CAA e na
elaboração do trabalho, e os anexos contendo os resultados gerais dos ensaios realizados no
estado fresco e no estado endurecido, bem como são apresentadas correlações entre algumas
variáveis encontradas durante o estudo de dosagem de concretos auto-adensáveis deste
trabalho.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
32
2 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE O CONCRETO AUTO-
ADENSÁVEL
2.1 HISTÓRICO
Apesar da maioria dos trabalhos sobre CAA mencionarem que esse tipo de concreto foi criado
e desenvolvido no Japão, Mario Collepardi (2001), professor do Instituto Politécnico de
Milão, afirma ter usado esse material, ou no mínimo um material quase igual ao atual CAA,
nas décadas de 70 e 80 do século passado. Collepardi, que já foi várias vezes premiado por
suas contribuições ao estudo de superplastificantes e suas aplicações no concreto, define
aqueles concretos como fluidos, superplastificados e resistentes à segregação.
Para Goodier (2003), a história e desenvolvimento do CAA podem ser divididos em dois
estágios-chave: o seu desenvolvimento inicial no final dos anos 80 do século passado no
Japão e a sua subseqüente introdução na Europa através da Suécia, nos meados para o final
dos anos 90 do século passado.
Nunes (2001) e Takada (2004) destacam que o primeiro CAA foi obtido com sucesso em
1988 na Universidade de Tóquio pelo professor Hajime Okamura e seus colegas.
Porém, casos sobre lançamento de concretos auto-nivelantes sem nenhuma vibração externa,
publicados nos anos 80 do século XX em Hong Kong, Nova York e Trieste, na Itália, estão
sendo estudados de novo a fim de compará-los com os atuais CAA´s. Tais concretos eram
compostos por aditivos, cimento, cinza volante, fíler calcário e sílica ativa, entre outros
materiais (COLLEPARDI, 2001).
Collepardi (2001) ressalta que o termo Concreto Auto-Adensável (CAA) refere-se a um
“novo” tipo especial de concreto, caracterizado por uma alta resistência à segregação e que
pode ser moldado sem compactação ou vibração, e que já eram obtidos mesmo sem os
modernos superplastificantes a base de acrílico e sem os novos aditivos modificadores de
viscosidade, VMA´s (Aditivo Modificador de Viscosidade).
Para entender a concepção e o surgimento do CAA é necessário saber que tudo começou
quando o Japão enfrentou problemas sérios de durabilidade em suas estruturas de concreto
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
33
armado que, geralmente, apresentam alta taxa de armadura em virtude das ações sísmicas
bastante freqüentes na região.
Grunewald (2004) cita que, devido ao baixo nível de automação na indústria da construção, à
falta de qualificação dos operários e aos problemas de durabilidade induziram pesquisadores
japoneses a pensar sobre o futuro e, como conseqüência, foi desenvolvido o CAA.
Na figura 1 estão representados, através de uma visão holística, os fatores que sustentam a
durabilidade das estruturas de concreto, onde cada um dos quatro pilares de sustentação tem
igual importância para a estabilidade do tampo da mesa, que representa a vida da estrutura.
Figura 1: abordagem holística da durabilidade de estruturas de concreto armado (fonte:
International course on durability of concrete structures. Florianópils, 1996, Brasil)
É claro que, quando se executam os referidos “pilares”, já se levam em consideração o tipo de
uso da estrutura e o ambiente no qual a mesma será erguida, para que os materiais e a
dosagem sejam os mais indicados para a situação em causa.
Portanto, o fato de serem usados os melhores materiais disponíveis, executada uma dosagem
perfeita e realizado um excelente projeto estrutural não é suficiente para garantir um produto
final (concreto endurecido) com a qualidade esperada.
Os processos de lançamento, vibração (ilustrados na figura 2) e cura do concreto são
fundamentais e os mais difíceis de serem controlados. Por exemplo, nem toda a zona do
concreto é vibrada com a mesma energia, nem todo operário sabe vibrar de forma correta e o
supervisor não consegue, ao mesmo tempo, verificar a área em concretagem.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
34
No caso de CAA, lançamento e adensamento deixam de ser pontos fracos, porém outros
fatores mencionados na figura 1 continuam sendo do mesmo jeito importante para a questão
da durabilidade das estruturas.
Figura 2: atividades de lançamento e de vibração do concreto (fonte: Kosmatka et al, 2002)
Por isso, o advento do CAA e a sua introdução no mercado representam um grande avanço
tecnológico, que pode levar a uma melhor qualidade do concreto produzido e a um processo
de construção mais rápido e mais econômico (SONEBI, 2004).
2.2 DEFINIÇÃO E DESENVOLVIMENTO DO CAA
Goodier (2003) cita que o CAA também foi visto como sendo capaz de oferecer benefícios
econômicos, sociais e ambientais quando comparado à construção com concreto convencional
vibrado, e define o CAA como um concreto que, no estado fresco, possui alta fluidez
mantendo sua estabilidade, ou seja, não segrega o que permite o seu auto-adensamento sem o
uso de energia externa.
Para isso, um concreto deve apresentar as seguintes três propriedades para que seja
caracterizado como auto-adensável:
− Habilidade de fluir - a habilidade de preencher completamente todas as áreas
e cantos da fôrma em que for lançado apenas sob a ação do seu peso próprio,
sem que nenhuma vibração intencional externa seja exercida, mesmo em
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
35
situações em que o espaçamento entre as barras de aço das armaduras seja
muito estreito;
− habilidade passante – refere-se à habilidade do concreto em passar através de
áreas congestionadas com armaduras, sem separação dos seus constituintes e
sem bloqueio (passar livremente pelas barras de aço);
− resistência à segregação – habilidade de reter o agregado graúdo da mistura
em suspensão, mantendo a mistura sempre como um material homogêneo.
Sonebi (2004) define o CAA como uma nova categoria de concreto de alto desempenho
caracterizado pela habilidade de se espalhar dentro dos moldes em que é lançado sob ação da
gravidade, sem a necessidade de vibração, e se auto-adensar sem segregar e sem causar
bloqueio.
Estas propriedades devem ser todas observadas para que se possa dosar um CAA adequado,
sem descuidar de outros requisitos como as suas propriedades no estado endurecido.
Corinaldesi e Moriconi (2003) dizem que um concreto que não deva ser vibrado ainda é um
desafio para a indústria da construção.
2.3 VANTAGENS DO CAA
A eliminação da necessidade de vibração pode levar a um concreto de melhor qualidade,
eficiência econômica (maior velocidade de concretagem e redução no trabalho, energia e
custo de equipamento), melhoria rumo à automação de produtos pré-moldados, e melhoria
substancial das condições de trabalho (alto consumo de subprodutos/resíduos industriais, ou
seja, benefícios ambientais, e redução de barulho e dos riscos de saúde) (SONEBI, 2004).
O CAA pode ser considerado como um material de alto desempenho que flui sob ação de seu
peso próprio ao longo de uma distância longa sem a necessidade do uso de vibradores para se
alcançar o seu adensamento ou compactação (POON e HO, 2004).
A eliminação da necessidade de vibração leva um concreto de melhor qualidade e melhoria
substancial nas condições de trabalho (SONEBI, 2004).
Além das vantagens descritas anteriormente, o CAA também é capaz de oferecer ao cliente
um produto final mais homogêneo, com superior acabamento e menos defeitos. Outra
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
36
vantagem é que menos mão-de-obra é necessária para que o CAA seja lançado. À medida que
a falta de mão-de-obra qualificada no canteiro de obra continua crescendo no Reino Unido e
em muitos outros países, essa é uma vantagem do material que se tornará cada vez mais
importante (GOODIER, 2003).
Por outro lado, é tecnicamente viável utilizar resíduos como parte do teor de finos na
produção de CAA. Além dos benefícios ambientais, também poderia haver algumas
vantagens técnicas e econômicas (POON e HO, 2004).
Devido as suas propriedades reológicas, a vibração pode ser eliminada e ainda assim se obter
um concreto bem consolidado, sem os riscos de uma eventual vibração deficiente (HAN e
YAO, 2004).
A figura 3 apresenta um exemplo de uma viga de concreto armado cuja vibração foi
inadequada, resultando em concreto poroso (menos denso) e exposição da armadura,
prejudicando fortemente a vida útil da estrutura, além dos aspectos de segurança estrutural
envolvidos.
Figura 3: exemplo do aspecto de uma falha de concretagem em uma viga de concreto armado
(fonte: Kosmatka et al, 2002)
Portanto, a grande vantagem do CAA é a garantia de que um concreto bem dosado, que
atende às especificações de projeto e características no estado fresco com lançamento e cura
adequados, vai propiciar um produto final endurecido com qualidade, ao contrário do
concreto convencional (CCV) cujo produto final depende largamente do processo de
adensamento ou compactação.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
37
2.4 APLICAÇÕES PRÁTICAS DO CAA
Embora não seja esperado que o CAA substitua completamente o concreto convencional
(CCV), a sua utilização nos mercados de pré-moldados e na indústria de concreto pré-
misturado (das centrais de concreto) na Europa, Reino Unido e no resto do mundo mostram
que seu uso vai continuar a crescer à medida que a experiência e a tecnologia melhorem, os
clientes demandem produtos finais com qualidades maiores e a disponibilidade de mão-de-
obra qualificada continue a decrescer (GOODIER, 2003).
Desde o início da década de 1990, o CAA tem sido aplicado no Japão em construções de
pontes, edifícios e túneis. Nos últimos 5 anos, algumas pontes em CAA foram executadas na
Europa, porém a produção de CAA no Japão, conforme ilustrado na figura 4, é a que mais
impressiona o mundo (OUCHI ET AL, 2003).
Figura 4: volume de CAA lançado no Japão (fonte: Ouchi et al, 2003)
Segundo Okamura e Ouchi (2003), a primeira aplicação de CAA no Japão foi ao mês de
junho do ano de 1990 durante a execução de um edifício. A partir daí, o CAA foi aplicado em
diversas estruturas e em 1991 foi aplicado na estrutura de uma ponte estaiada em concreto
protendido, ilustrada na figura 5.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
38
Figura 5: ponte Shin-kiba Ohashi executada no Japão em CAA (fonte: Okamura e Ouchi,
2003)
Em termos de produção de CAA em larga escala, os mesmos autores referem-se à ponte
suspensa Akashi-Kaikyo, inaugurada em abril de 1998, na época com o maior vão livre do
mundo (1991 m), cujos dois blocos de ancoragem, que a figura 6 ilustra, foram totalmente
executados em CAA. Nessa obra, foi introduzido um novo sistema de construção que fez total
uso das vantagens que o CAA oferece.
(a) (b)
Figura 6: blocos de ancoragem - ponte Akashi-kaikyo (a) vista aérea e (b) vista lateral (fontes:
Nunes, 2001 e Okamura, 2003)
O concreto foi produzido e bombeado a partir de uma usina montada próximo ao local de
construção. A tubulação que transportava o CAA para a obra, munida de válvulas de controle
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
39
automático a cada 5 metros ao longo do comprimento de cada linha, era composta por 3
tubos, de 200 m cada, dispostos paralelamente e afastados por 3 metros. Foi utilizado fíler
calcário como fino e o concreto, cujo agregado graúdo possuía dimensão máxima de 40 mm,
foi lançado de uma altura máxima de 3 metros e não ocorreu segregação, apesar do tamanho
do agregado. A análise final mostrou que a aplicação do CAA reduziu o prazo de execução
em cerca de 20%, de dois anos e meio para dois.
Outro exemplo da aplicação do CAA é o das paredes de um enorme reservatório de metano
liquefeito (LNG), ilustrado na figura 7, pertencente a Osaka Gas Company. Nunes (2001) e
Okamura e Ouhci (2003) relatam que a adoção do CAA neste projeto, em particular, teve os
seguintes méritos: (1) diminuição do número inicial de camadas de concretagem de 14 para
10; (2) o número de trabalhadores para concretagens passou de 150 para 50 e (3) o período de
construção, estimado para 22 meses, ficou em 18 meses, implicando numa redução de 18%.
Nessa obra foram lançados em torno de 12 mil m
3
de concreto.
Figura 7: execução de um reservatório de metano liquefeito com CAA (fonte: Nunes, 2001)
A figura 8 ilustra o plano de concretagem da execução do revestimento de um túnel e o
mesmo revestimento já executado.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
40
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
(a)
Figura 8: CAA aplicado em revestimento de túnel - (a) corte transversal, formas e esquema de
concretagem, (b) pontos de alimentação do concreto situados sob o teto do túnel e (c) o túnel
após concretagem (fonte: Ouchi et al, 2003)
Até ao momento, o uso de CAA para pontes rodoviárias nos Estados Unidos é bastante
limitado, porém a indústria de pré-moldados americana começou a aplicar a tecnologia do
CAA em painéis arquitetônicos (OUCHI et al, 2003). A figura 9 mostra a aplicação de CAA
na concretagem de painéis pré-moldados nos Estados Unidos.
Figura 9: utilização de CAA em indústria de pré-moldados nos EUA (fonte: MAINE DOT,
2003)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
41
A figura 10 apresenta uma obra em CAA branco, que é uma variante interessante em termos
estéticos. Trata-se de uma das paredes da obra de uma igreja na cidade de Pescara, na Itália.
Figura 10: vista de uma parede em CAA branco – Pescara/Itália (fonte: Collepardi, 2001)
Na Suécia, o CAA já foi usado em 19 pontes rodoviárias e em lajes de residências onde foi
observado um aumento de 60% na produtividade (PERSSON, 2001). Uma dessas obras
executadas na Suécia, uma pequena passagem hidráulica, pode ser visualizada figura 11.
Figura 11: passagem hidráulica executada em CAA na Suécia (fonte: Goodier, 2003)
Existem alguns exemplos de aplicação de CAA no Brasil que podem ser considerados como
casos isolados, ou seja, ainda é uma aventura para a indústria de construção brasileira a
utilização do CAA. Em Porto Alegre foi aplicado CAA branco na obra do Museu Iberê
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
42
Camargo, ilustrado na figura 12, além de uma empresa de pré-moldados que vem aplicando
CAA branco de alta resistência há algum tempo.
Figura 12: obra do museu Iberê Camargo em execução com CAA branco – Porto Alegre
(fonte: archinect.com)
Há também o exemplo da região de Goiânia, onde foi aplicado CAA na obra de um edifício
residencial em dezembro de 2004, que a figura 13 mostra sua vista geral.
Figura 13: vista geral de edifício executado em CAA em Goiânia (fonte: REALMIX, 2005)
Finalmente, Corinaldesi e Moriconi (2003) salientam que, atendendo aos tipos de aplicações
de elementos delgados pré-moldados, a durabilidade que pode ser propiciada pelo CAA é
mais satisfatória e parece competitiva aos outros materiais na manufatura desses elementos.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
43
2.5 CONCRETO AUTO ADENSÁVEL VERSUS CONCRETO
CONVENCIONAL
A grande diferença do CCV para o CAA, além da concepção de ambos, é que o primeiro está
envolvido, durante o processo de concretagem, por fatores que podem comprometer a sua
qualidade como produto final, dos quais se destaca o seu adensamento ou compactação.
Neville (1982) afirma que a qualidade do concreto, no sentido amplo da palavra, quase
sempre é posta em evidência, embora com referência especial no que diz respeito à sua
permeabilidade. Além dos poros da pasta de cimento e dos agregados, o concreto, como um
todo, contém vazios causados por adensamento incompleto, ou por exsudação.
Estes vazios do concreto ocupam de 1 a 10% do seu volume, sendo que concretos com valores
de 10% são concretos com muitas falhas (ninhos) e resistências muito baixas. Desde que as
partículas dos agregados são envolvidas pela pasta de cimento, nos concretos plenamente
adensados, é a permeabilidade da pasta que tem maior efeito sobre a permeabilidade do
concreto (NEVILLE, 1982).
O lançamento do concreto é a atividade do processo de produção de estruturas que mais muda
quando se usa o CAA. Uma vez no ponto de aplicação, a operação final de colocação e
lançamento do CAA requer muito menos habilidade ou mão-de-obra para se obter um produto
(concreto) final uniforme e denso, comparado com concreto tradicional. Sendo a vibração
desnecessária, o barulho e o risco de desenvolver problemas devido ao uso de equipamentos
são reduzidos.
Apesar da redução da mão-de-obra para concretagem, maior tempo para testar o concreto
antes do lançamento é consumido. No geral, as propriedades no estado endurecido do CAA
são similares ou superiores as dos concretos convencionais equivalentes.
Pode-se então dizer que o adensamento e, portanto, a durabilidade do concreto é mais
garantida com o uso de CAA já que o uso dele reduz o potencial do erro humano (na forma de
adensamento inadequado).
Com relações água/cimento (a/c) similares, a resistência do CAA é, pelo menos, igual à do
CCV e apresenta a mesma evolução ao longo do tempo para uma mesma classe de resistência.
Quando uma baixa relação a/c é usada no CAA, a sua resistência à compressão geralmente
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
44
situa-se acima dos 40 MPa e pode chegar aos 100 MPa. A resistência à tração é também
similar à da mesma classe de resistência de um CCV, assim como a retração por secagem
(GOODIER, 2003).
A maioria dos materiais para produzir CCV pode ser usada na produção de CAA, apesar de
haver diferenças significativas na obtenção do CAA comparado com a produção de CCV.
Portanto, em termos de composição dos concretos, alguns autores ilustram a diferenciação
entre um CAA e um CCV. As figuras 14 e 15 apresentam dois exemplos para a composição,
em proporção do volume de seus componentes, desses concretos.
água
Concreto auto-adensável
britaareia
Concreto convencional
britaareia
finos
água
C=cimento
(aditivo: superplastificante)
ar
água
Concreto auto-adensável
britaareia
Concreto convencional
britaareia
finos
água
C=cimento
(aditivo: superplastificante)
ar
Figura 14: comparação da composição de um CAA e de um CCV (fonte: Okamura, 2003)
Concreto
auto-adensável
Concreto
convencional
Brita
dimensão 2-
16mm
Proporções da mistura (% do volume)
ar
água
Aditivo
cimento
Areia 0/2mm
Fíler
Concreto
auto-adensável
Concreto
convencional
Brita
dimensão 2-
16mm
Proporções da mistura (% do volume)
ar
água
Aditivo
cimento
Areia 0/2mm
Fíler
Figura 15: representação esquemática das composições do CAA e do CCV (fonte:
Holschemacher e Klug, 2003)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
45
O CAA no estado fresco é muito mais sensível às variações de qualidade e uniformidade dos
constituintes que o compõem. Em virtude dessa maior sensibilidade, uma proporção precisa
dos materiais constituintes é essencial para se obter um CAA com sucesso (GOODIER,
2003).
2.6 MATERIAIS CONSTITUINTES
Como cita Tutikian (2004), e observado no item anterior, a passagem de concreto
convencional para concreto auto-adensável altera os materiais constituintes de quatro
componentes (cimento, areia, brita e água) para seis componentes.
Assim, um concreto auto-adensável é constituído pelos materiais conforme se segue:
Cimento
Filers (pozolânicos e/ou não-pozolânicos)
Areia
Brita
Água
Aditivos (os mais importantes são os superplastificantes e os modificadores de
viscosidade)
Uma das principais características do CAA é a sua elevada resistência à segregação apesar de
sua elevada fluidez ou deformabilidade no estado fresco. Persson (2001) salienta que, para
evitar a separação entre as partículas maiores no CAA são usados aditivos modificadores de
viscosidade (VMA´s) ou fílers para aumentar a viscosidade. Esse autor cita ainda que, podem
ser usados os seguintes fílers, entre outros: cinza volante, fíler de vidro, fíler calcário, sílica
ativa e fíler de quartzo.
O fíler calcário tem sido o tradicional fíler usado para a produção de CAA. Além do calcário,
outras adições minerais têm sido consideradas. Por exemplo, materiais finos como areia fina
ou pó granítico também podem ser usados.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
46
A primeira geração de CAA usado no Reino Unido e na Europa, desenvolvido num grande
projeto de pesquisa europeu, que avaliou a viabilidade do uso de CAA na engenharia civil,
continha alto teor de finos e uma alta dosagem de superplastificante para assegurar adequada
capacidade de preenchimento, habilidade de passar por espaços estreitos e resistência à
segregação (SONEBI).
Os finos referem-se às partículas de cimento e de fíler com dimensões inferiores a 125 µm.
Um alto teor de finos (cimento+adições), na ordem dos 500-600 kg/m
3
de concreto, é
geralmente necessário para minimizar o potencial de segregação de concretos fluidos. (C.S.
POON & D.W.S. HO, 2004).
Assim, Poon e Ho (2004) citam que, na produção de concretos, as misturas normalmente
contêm 350-450 kg de aglomerante/m
3
de concreto e que uma quantidade de fíler na ordem
dos 100-200 kg/m
3
de concreto é necessária para satisfazer a demanda de finos na mistura.
SONEBI (2004) afirma também que o uso de adições minerais como cinza volante, escória de
alto-forno ou fíler calcário pode aumentar a fluidez do concreto, sem qualquer aumento no
custo. O mesmo autor realça que em alguns estudos realizados (SONEBI et al, 2002, 2001 e
YAHIA et al, 1999) a incorporação de cinza volante, escória ou fíler calcário reduziu a
quantidade necessária de superplastificante para se obter um espalhamento (slump flow)
similar quando comparado com o mesmo concreto contendo apenas cimento.
Resultados desses mesmos estudos citados por Sonebi (2004) mostraram que esses materiais
suplementares também melhoraram os parâmetros e propriedades reológicas do concreto
fresco, reduziram o risco de fissuração do concreto devido ao calor de hidratação e, portanto,
a durabilidade melhorou.
Segundo Poon e Ho (2004), em algumas regiões, o que não é ainda o caso do Brasil, VMA´s
são frequentemente usados, uma vez que o fíler calcário tem de ser importado a um custo
similar ao do cimento Portland. Os mesmos autores salientam também que existe ainda a
possibilidade de substituir os VMA´s ou o fíler calcário por materiais de baixo custo, tais
como resíduos locais disponíveis. Esse conceito de utilização de resíduos no CAA tem sido
bastante explorado em Cingapura.
Quanto aos aditivos superplastificantes, responsáveis pela alta fluidez do CAA, se pode dizer
que os mesmos são praticamente uma obrigação para a obtenção de concretos fluidos e auto-
adensáveis.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
47
Ramachandran et al (1998) colocam que a função principal dos superplastificantes no
concreto é alcançar e controlar a trabalhabilidade do concreto fresco sem afetar adversamente
outras características do sistema cimentício, como tempo de pega, ar incorporado, resistência
mecânica, ou quantidade de vazios.
Segundo Hartmann (2002), quando as partículas de cimento entram em contato com a água
apresentam forte tendência à floculação, resultado de diversas interações, entre as quais as
forças de Van der Walls – que são forças eletrostáticas entre zonas com cargas opostas e forte
ligação, envolvendo moléculas de água ou compostos hidratados.
A mesma autora salienta ainda, que uma parte da água fica aprisionada entre os grãos de
cimento, reduzindo assim a disponibilidade de água e a lubrificação da mistura. Isso faz
aumentar a viscosidade da mistura e também reduz a área específica dos grãos de cimento
disponível para as reações de hidratação.
A figura 16(a) apresenta a micrografia de partículas de cimento floculadas em uma suspensão
de água-cimento sem aditivo e a figura 16(b) representa a micrografia de um sistema disperso
com a adição de um aditivo superplastificante.
(a) (b)(a) (b)
Figura 16: (a) aglomeração de partículas de cimento (b) sua dispersão após o efeito de aditivo
superplastificante (fonte: Collepardi, 2001)
Os aditivos superplastificantes agem quando adsorvidos nas partículas de cimento,
provocando repulsão eletrostática, que resulta na dissociação do cimento aglomerado em
partículas, com significativa redução da viscosidade do sistema cimento-água-
superplastificante (HARTMANN, 2002).
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
48
Griesser (2002) cita que os três tipos de superplastificantes mais comuns na atualidade são: os
de base naftaleno sulfonados, os de base melanina sulfonados e os chamados de
superplastificantes de nova geração ou 3ª geração que são os policarboxilatos. O mesmo autor
salienta ainda que, estes últimos são considerados os que apresentam melhor capacidade de
dispersão e habilidade de fluidificar.
2.7 TIPOS DE CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL
Do ponto de vista da sua composição, os CAA´s no Japão costumam ser divididos em três
categorias (NUNES, 2001 e KOSMATKA et al., 2002), em função do método para torná-lo
auto-adensável:
- tipo finos (powder type): este tipo de CAA caracteriza-se por possuir alto teor de
finos para evitar a segregação, proporcionando uma viscosidade adequada. São os finos que
proporcionam a viscosidade necessária para que as partículas de agregado graúdo se
mantenham em suspensão na argamassa. Este tipo de CAA é que será produzido no presente
trabalho de pesquisa;
- tipo agente de viscosidade (viscosity agent [stabilizer] type): este tipo de CAA
apresenta-se com um teor de finos similar ao de um concreto convencional, ao qual é
adicionado um agente ou aditivo modificador de viscosidade (VMA) para estabilizar a
mistura e inibir a segregação dos materiais. Este aditivo tem a função de aumentar a
viscosidade para manter a mistura coesa e resistente à segregação. Esse tipo de CAA é
geralmente produzido quando não existem finos para aumentar a viscosidade ou quando a
aplicação destes não for econômica e/ou tecnicamente viável;
- tipo combinado (combination type): este é o tipo caracterizado pela adição de uma
pequena quantidade de VMA aos finos para balancear as flutuações da mistura durante a
produção do CAA, uma vez que o CAA é bastante sensível às variações de umidade e
composição granulométrica dos seus componentes. Portanto, o VMA, neste caso, possui
apenas a função de fazer o ajuste da dosagem.
A seguir, nas tabelas 2 a 4, são apresentados exemplos de traços de CAA produzidos no
Japão, na Europa e nos Estados Unidos da América, mostrando os três tipos de dosagem: tipo
finos, tipo VMA e tipo combinado.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
49
Tabela 2: Exemplos de traços de CAA produzidos no Japão (Ouchi et al, 2003)
Materiais (kg)
Mistura J1
(Tipo finos)
Mistura J2
(Tipo VMA)
Mistura J3
(Tipo combinado)
Cimento Portland 530* 220 298
Cinza volante 70 0 206
Escória de alto-forno 0 220 0
Agregado miúdo 751 870 702
Agregado graúdo 789 825 871
Aditivo superplastificante 9,0 4,4 10,6
Aditivo VMA 0 4,1 0,0875
Água 175 165 175
Espalhamento do CAA (mm) 625 600 660
Teor de argamassa (%) 63,13 61,36 58,06
*Mistura J1: no Japão é usado um tipo de cimento com baixo calor de hidratação
Tabela 3: Exemplos de traços de CAA produzidos na Europa (Ouchi et al, 2003)
Materiais (kg)
Mistura E1
(Tipo finos)
Mistura E2
(Tipo VMA)
Mistura E3
(Tipo combinado)
Cimento Portland 280 330 310
Cinza volante 0 0 190
Fíler calcário 245 0 0
Escória de alto-forno 0 200 0
Agregado miúdo 865 870 700
Agregado graúdo 750 750 750
Aditivo superplastificante 4,2 5,3 6,5
Aditivo VMA 0 N/A 7,5
Água 190 192 200
Espalhamento do CAA (mm) 600-750 600-750 600-750
Teor de argamassa (%) 64,95 65,12 61,53
Tabela 4: Exemplos de traços de CAA produzidos nos Estados Unidos (Ouchi et al, 2003)
Materiais (kg)
Mistura U1
(Tipo finos)
Mistura U2
(Tipo VMA)
Mistura U3
(Tipo combinado)
Cimento Portland 408 357 416
Cinza volante 45 0 0
Escória de alto-forno 0 119 0
Agregado miúdo 1052 936 1015
Agregado graúdo 616 684 892
Aditivo superplastificante (ml) 1602 2500 2616
Aditivo VMA (ml) 0 N/A 542
Água 174 180 154
Espalhamento do CAA (mm) 710 660 610
Teor de argamassa (%) 70,96 67,36 61,60
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
50
2.8 COMPORTAMENTO REOLÓGICO DO CAA NO ESTADO FRESCO
Tattersal e Banfill (1983) definem reologia como a ciência que estuda a deformação e o
escoamento da matéria, o que significa que a reologia trata das relações entre tensão, carga,
taxa de deformação e tempo.
Outra definição atesta que reologia é o ramo da mecânica dos fluidos que estuda as
propriedades físicas que influenciam o transporte de quantidade de movimento num fluido. E
que viscosidade é a propriedade reológica mais conhecida, e a única que caracteriza os fluidos
newtonianos.
Tattersal e Banfill (1983) salientam que, além do objetivo de fornecer informações úteis para
explicar e prever algumas propriedades do concreto, outros objetivos do estudo da reologia da
pasta de cimento podem ser resumidos em:
- caracterizar o real comportamento reológico do material, por exemplo, a reologia de
um grout;
- fazer do estudo reológico um meio possível de controlar a produção de cimento,
através da realização em laboratórios de testes reológicos em pequena escala;
- prever os efeitos dos aditivos sobre o concreto fresco, correlacionando os seus efeitos
na pasta de cimento e no concreto.
A reologia do concreto fresco é frequentemente descrita pelo modelo de Bingham, que é
caracterizado pela tensão de cisalhamento (ou tensão de corte) limite e pela viscosidade
plástica (POON e HO, 2004).
Já a viscosidade pode ser definida como a propriedade de resistir à deformação, ou melhor, é
a medida da resistência interna ou fricção interna de uma substância ao fluxo quando
submetida a uma tensão. Esta propriedade é medida por um coeficiente que depende do atrito
interno em conseqüência à coesão das partículas de seus componentes.
Portanto, quanto mais viscosa a massa do material, mais difícil de fluir e maior o seu
coeficiente de viscosidade. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor a velocidade em que o
fluido se movimenta. Ela define-se pela lei de Newton da viscosidade, mostra a equação 1:
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
51
(eq.1)
onde: τ = tensão de cisalhamento
µ = coeficiente de viscosidade ou viscosidade dinâmica
∂u/∂y = gradiente velocidade/deslocamento
Segundo o modelo de Bingham, ilustrado na figura 17, é necessário aplicar certa tensão de
corte ou de cisalhamento (τ
0
) para que se inicie o movimento, seguido pelo aumento da tensão
de cisalhamento a uma velocidade de corte crescente (NUNES, 2001 apud DAVID, 1999). O
declive da reta corresponde à viscosidade plástica (µ
pl
em Pa.s).
Figura 17: modelo reológico de Bingham e comportamento de um fluido Newtoniano (fonte:
NUNES, 2001)
O CAA é caracterizado por baixo limite de cisalhamento (yield value) necessário para alta
capacidade de deformação e por moderada viscosidade para garantir suspensão uniforme das
partículas sólidas durante e após o processo de concretagem até ao inicio de pega (KHAYAT
et al., 2002).
A redução da viscosidade diminui a habilidade da mistura manter uma dispersão homogênea
dos seus constituintes. A falta de estabilidade (coesão) pode levar à segregação e bloqueio do
fluxo, e anisotropia na direção da concretagem que enfraquece a interface entre a pasta de
cimento e agregado e armadura (KHAYAT et al, 2002).
O CAA se enquadra na faixa de valores baixos de tensão de cisalhamento (limite de
cisalhamento), aproximando-se de um fluido Newtoniano, e apresentando ao mesmo tempo
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
52
uma viscosidade plástica adequada. Portanto, na figura 18 as propriedades reológicas do CAA
são vistas como (a) tendo uma tensão de cisalhamento próxima à zero, de forma que se
comporte como um fluido Newtoniano e (b) com alta, mas “adequada” viscosidade para
minimizar o potencial de segregação da mistura.
Figura 18: comportamento reológico do concreto em função do seu tipo (fonte: NUNES,
2001)
2.9 MECANISMOS PARA SE ATINGIR A CAPACIDADE DE AUTO-
ADENSAMENTO SEGUNDO OKAMURA E OUCHI
A forma para se alcançar a auto-adensabilidade envolve não somente a alta deformabilidade
da pasta ou da argamassa, mas também a resistência à segregação entre a brita e argamassa
quando o concreto flui por zonas com alta taxa de armadura.
A freqüência de colisão e contato entre as partículas de agregado pode aumentar à medida que
a distância relativa entre as mesmas diminui e assim a tensão interna pode aumentar quando o
concreto se deforma (ou flui) particularmente próximo a obstáculos.
Estudos feitos por Okamura e Ouchi (2003) confirmaram que a energia necessária para o
concreto fluir é consumida pelo aumento da tensão interna, resultando em bloqueio das
partículas de agregado graúdo. Por isso, limitar o teor desse agregado, cujo consumo de
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
53
energia é particularmente intenso, a um nível inferior ao normal, torna-se eficaz para evitar
este tipo de bloqueio.
Por outro lado, é também necessária uma pasta suficientemente viscosa para evitar o bloqueio
da brita quando próximo de zonas com armadura. Quando o concreto flui, a pasta com alta
viscosidade também previne o surgimento de acréscimos pontuais na tensão interna, devido à
menor distância relativa entre as partículas. Isto pode ser entendido melhor através da
ilustração da figura 19.
ARGAMASSA
AGREGADO
GRAÚDO
Teor limitado
1. Deformabilidade e adequada
Viscosidade
Relação a/c
Dosagem de SP
2. Baixa Transferência de pressão
Limitado teor de agregado miúdo
ARMADURA
ARGAMASSA
AGREGADO
GRAÚDO
Teor limitado
1. Deformabilidade e adequada
Viscosidade
Relação a/c
Dosagem de SP
2. Baixa Transferência de pressão
Limitado teor de agregado miúdo
ARMADURA
Figura 19: mecanismos para atingir auto-adensabilidade (fonte: OKAMURA, 2003)
Além da importância da fase argamassa no CAA, cuja deformabilidade e viscosidade fazem
que o concreto possa ser compactado nas fôrmas apenas pela ação da gravidade, a argamassa
também tem um papel como partículas sólidas. Esta é a propriedade chamada
“transferenciabilidade de pressão”, que pode ser verificada quando as partículas de brita se
aproximam umas das outras e a argamassa entre elas fica sujeita a uma pressão normal,
conforme ilustrado na figura 20a, e que, por analogia, pode ser mais bem compreendido pelo
esquema representado na figura 20b onde a argamassa é comprimida (tensão normal: σ) entre
dois discos de aço (no papel da brita), provocando o surgimento de uma tensão de
cisalhamento (τ) na mesma.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
54
Resistência
da argamassa
ao cisalhamento
Tensão normal
disco de aço
disco de aço
argamassa
(a) (b)
Resistência
da argamassa
ao cisalhamento
Tensão normal
disco de aço
disco de aço
argamassa
Resistência
da argamassa
ao cisalhamento
Tensão normal
disco de aço
disco de aço
argamassa
(a) (b)
Figura 20: (a) tensões normal e de cisalhamento geradas na argamassa devido à aproximação
das partículas de brita e (b) ilustração simplificada do mesmo fenômeno (fonte: OKAMURA,
2003)
O nível de decréscimo da tensão de cisalhamento que age sobre a argamassa depende
sobremaneira das características físicas das partículas que a compõem a argamassa.
Uma boa resistência à segregação significa uma distribuição equivalente das partículas dos
agregados no volume de concreto. A resistência à segregação tem papel importante para o
CAA, uma vez que uma baixa resistência à segregação pode causar baixa deformabilidade,
bloqueio em volta das armaduras, provocando o efeito arco ilustrado na figura 21, e alta
retração por secagem, além de uma resistência à compressão não uniforme (TVIKSTA, 2000;
BUI et al, 2002).
Figura 21: processo da ocorrência do mecanismo de bloqueio no CAA (fonte: NUNES, 2001)
Para que essas propriedades do CAA sejam alcançadas, a dosagem do concreto deve
satisfazer os critérios de capacidade de preenchimento, da habilidade de passar por entre
espaços estreitos e da resistência à segregação. Portanto, é importante ter um método
confiável e apropriado para avaliar a resistência à segregação desse novo tipo de concreto.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
55
Um CAA inevitavelmente segregará sempre que a resistência ao cisalhamento de sua
argamassa (R
arg
) for insuficiente para suportar a ação do peso das partículas de agregado
graúdo (P
brita
), como ilustrado na figura 22a (CAA com segregação: quando P
brita
>R
arg
). Por
outro lado, se existir um equilíbrio entre a ação da brita e a resistência da argamassa
(garantida por sua viscosidade adequada) então haverá a suspensão do agregado graúdo
distribuído uniformemente no interior da argamassa conforme representado na figura 22b
(CAA resistente à segregação: quando P
brita
= R
arg
).
Essa distribuição uniforme do agregado graúdo na argamassa é particularmente para que o
concreto endurecido apresente características uniformes.
CAA Resistente à Segregação
Brita
Argamassa
CAA que Segregou
R
arg
P
brita
R
arg
P
brita
CAA Resistente à Segregação
Brita
Argamassa
CAA que Segregou
R
arg
P
brita
R
arg
P
brita
Figura 22: visão interna de um concreto (a) com segregação e (b) um CAA resistente à
segregação
Diante do explanado anteriormente, Okamura e Ouchi (2003) explicam que, a forma para se
alcançar a auto-adensabilidade do concreto é através do controle da proporção da mistura,
conforme resumido na figura 23.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
56
Auto-
adensabilidade
Alta
Deformabilidade
Resistência
àsegregação
Limitar volume de
agregado graúdo
Controlar a relação
água/finos, em
volume
Evitar a colisão entre
partículas do
agregado graúdo
Controlar a
viscosidade
relação
direta
Auto-
adensabilidade
Alta
Deformabilidade
Resistência
àsegregação
Limitar volume de
agregado graúdo
Controlar a relação
água/finos, em
volume
Evitar a colisão entre
partículas do
agregado graúdo
Controlar a
viscosidade
relação
direta
Figura 23: Forma para se alcançar a auto-adensabilidade (OKAMURA, 2003)
Assim, Okamura desenvolveu o método, ilustrado na figura 24, para se obter CAA sem o
risco de haver segregação e garantir a capacidade de auto-adensamento, considerando que o
concreto consiste de duas fases: argamassa e agregado graúdo. Desta forma, o efeito do
superplastificante, no equilíbrio entre a capacidade de fluir e viscosidade da argamassa do
CAA, foi estudado quantitativamente.
Figura 24: Método de dosagem para CAA proposto por Okamura
Neste contexto, julga-se importante a realização de pesquisas e estudos científicos que possam
contribuir para o entendimento da concepção de um concreto auto-adensável, principalmente
as suas características no estado fresco que são fundamentalmente influenciadas pelo método
de dosagem aplicado. O próximo capítulo vai tratar dos métodos de ensaios para avaliar as
principais propriedades do CAA no estado fresco.
Quantidade de agregado graúdo:
50% do volume sólido de agregado
Argamassa
Quantidade do agregado miúdo:
40% do volume de argamassa
Fluidez
e Viscosidade
Dosagem de Superplastificante
Relação água/finos
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
57
3 ENSAIOS PARA AVALIAR AS PROPRIEDADES DO CAA NO
ESTADO FRESCO
3.1 INTRODUÇÃO
Os ensaios para caracterizar um CAA no estado fresco são, na verdade, procedimentos que
foram adotados por praticamente todos os que trabalham com esse tipo de concreto. São,
portanto, ensaios não normalizados baseados nas experiências de muitos pesquisadores e que
para cada um dos ensaios existe uma faixa de valores recomendados pela maioria.
Existem várias propriedades do CAA fresco que devem ser avaliadas por ensaios ou
procedimentos particulares. Porém as três propriedades listadas a seguir são tidas como os
mais importantes critérios para definir ou caracterizar a auto-adensabilidade do concreto:
- Deformabilidade ou fluidez;
- resistência à segregação;
- propriedade de não bloquear.
Contudo, estas propriedades não são sempre independentes, aliás, elas de certa forma
interagem entre si. Por exemplo, conforme Takada (2004), a definição de deformabilidade
inclui a capacidade de se deformar, ou seja, a deformabilidade última, e a velocidade de
deformação. Esta última, por sua vez, está relacionada com a viscosidade da mistura, mas a
viscosidade naturalmente é que governa a resistência à segregação entre a argamassa e o
agregado graúdo.
A resistência à segregação não pode somente ser definida pela viscosidade da mistura, mas
deve também depender da quantidade e do tamanho do agregado graúdo. Já a propriedade de
não bloquear é governada pela deformabilidade, pela resistência à segregação e pelas
condições de contorno das estruturas onde o concreto for aplicado (TAKADA, 2004).
A seguir são apresentados os principais ensaios propostos para avaliar as propriedades do
CAA no estado fresco.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
58
3.2 ENSAIO DE ESPALHAMENTO (SLUMP FLOW TEST)
Slump flow test – este ensaio bastante simples, cujo aparato está ilustrado na figura 25, é feito
com as mesmas ferramentas utilizadas para o ensaio de abatimento do concreto convencional
(slump test), sendo que aqui é necessária uma base maior (normalmente uma chapa plana
metálica quadrada com 800 ou 1000 mm de lado), já que o CAA se espalha muito e requer
mais espaço para a leitura do ensaio.
Figura 25: Ensaio de espalhamento do concreto (slump flow test).
O procedimento de ensaio consiste em preencher o cone de Abrams até o topo (cerca de 6
litros de concreto), como no ensaio para o CCV, só que sem compactação. O tronco de cone
deverá ser umedecido e estar posicionado bem no centro da chapa metálica (também
previamente umedecida). Nesta chapa deverá ser marcada, a partir do seu centro geométrico e
de forma bem visível, uma circunferência com diâmetro de 500 mm. Uma vez preenchido o
tronco de cone, o mesmo é erguido verticalmente deixando o concreto livre para fluir pela
superfície da chapa metálica. A partir do momento em que se ergue o tronco de cone, marca-
se o tempo que o concreto leva para alcançar a marca feita na chapa e medem-se, em duas
direções ortogonais (d1 e d2), os diâmetros finais alcançados pelo concreto.
O ensaio de espalhamento fornece então os seguintes valores característicos:
- diâmetro médio do slump flow, através da média das duas medidas ortogonais
efetuadas: para avaliar a capacidade de fluidez do concreto;
- tempo para concreto fluir dos 200 mm para os 500 mm: normalmente serve para
avaliar a viscosidade do concreto;
500
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
59
- tempo final para o concreto estabilizar (até atingir o diâmetro final);
- grau de segregação, através de observação visual (principalmente nas bordas e centro
do concreto espalhado).
As tabelas 5 e 6 fornecem valores recomendados por diferentes pesquisadores para o diâmetro
médio do slump flow e para o tempo necessário para o concreto fluir dos 200 aos 500 mm
(T500), respectivamente.
Tabela 5: valores de espalhamento recomendados por diversos autores (fonte: Tutikian, 2004)
ESPALHAMENTO (mm)
REFERÊNCIAS
Mínimo Máximo
EFNARC (2002) 650 800
Gomes (2002) 600 700
Gomes et al.(2003a) 600 750
Araujo et al. (2003) 650 800
Rigueira Victor et al. (2003) 600 800
Barbosa et al. (2002) 550 700
Peterssen (1999) 650 725
Coppola (2000) 600 750
Palma (2001) 650 750
Tabela 6: valores de T
500
recomendados por alguns pesquisadores (fonte: Tutikian, 2004)
TEMPO (s)
REFERÊNCIAS
Mínimo Máximo
EFNARC (2002) 2 5
Gomes (2002) 4 10
Gomes et al. (2003a) 3 7
Araujo et al. (2003) 2 5
Rigueira Victor et al. (2003) 3 6
Peterssen (1999) 3 7
Tviksta (2000) 3 7
Coppola (2000) 5 12
Palma (2001) 3 6
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
60
Slump flow test + Anel japonês ou J-Ring – este ensaio, também bastante simples, é uma
outra variante do ensaio de espalhamento normal, sendo aqui colocado um aparato metálico
conforme a figura 26 e ilustrado na figura 27.
O procedimento é o mesmo para o ensaio de espalhamento normal, porém coloca-se o J-ring
para simular uma situação real de armadura. Este anel contém furos com roscas onde são
fixadas barras de aço com 100 mm de comprimento espaçadas de 48±2 mm, ou conforme a
realidade da obra em que será aplicado o CAA (EFNARC, 2002).
Portanto, esta variante, além das informações já mencionadas, também mede a capacidade do
concreto de passar pelas barras da armadura e, portanto é uma opção para, de forma expedita,
avaliar essa característica do CAA.
(a) (b)(a) (b)
Figura 26: (a) combinação do espalhamento do concreto+anel japonês e (b) detalhe do anel
em planta (Grunewald, 2004).
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
61
Figura 27: ensaio de espalhamento do concreto+anel japonês (Sonebi, 2004).
3.3 ENSAIO DO FUNIL V (V-FUNNEL)
V-funnel – Este ensaio utiliza um molde em forma de funil, conforme figura 28, podendo ser
feito em acrílico ou metal, e também é bastante simples de ser feito executado.
O procedimento de ensaio: o molde, previamente umedecido, é preenchido com 10 litros de
concreto até o topo e depois a abertura na parte inferior é liberada e mede-se o tempo para o
concreto escoar pelo funil. A tabela 7 apresenta valores recomendados por diferentes
pesquisadores.
Figura 28: molde para o ensaio do V-funnel
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
62
Tabela 7: valores de tempo de escoamento pelo funil V recomendados por diversos autores
(fonte: Tutikian, 2004)
TEMPO (s)
REFERÊNCIAS
Mínimo Máximo
EFNARC (2002) 6 12
Gomes (2002) 10 15
Gomes et al. (2003a) 7 13
Araújo et al. (2003) 6 12
Noor e Uomoto (1999) 9,5 9,5
Peterssen (1998 e 1999) 5 15
Este ensaio também mede a viscosidade e a tendência à segregação da mistura. O concreto
normalmente estará segregando quando o tempo para esvaziar o funil é grande ou quando
ocorre o bloqueio do funil.
Além disso, se o concreto tiver pouca fluidez haverá também uma tendência em levar muito
mais tempo para escoar pelo funil. Por outro lado, deve-se observar, durante o ensaio, a forma
como o escoamento do concreto pelo funil está ocorrendo. Um bom CAA deverá escoar de
maneira contínua e ao cair deverá se espalhar bem.
3.4 ENSAIO DA CAIXA EM U (U-BOX)
Há duas variantes desse equipamento: um conforme ilustrado na figura 29 e outro como
mostrado na figura 30. Ambos podem ser feitos em metal, madeira ou acrílico e possuem
obstáculos compostos por barras de aço (para representar a armadura de um caso real) na
parte de saída da amostra de concreto. Esses obstáculos podem ser compostos por 5 barras de
10 mm (chamado de obstáculo R1) ou por 3 de 12,5 mm (chamado de obstáculo R2), que
definem o grau de exigência do concreto em ser auto-adensável, conforme detalhe ilustrado
na figura 29.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
63
Obstáculos
D12,5 (R2):
3 ø 12,5 mm
c/35mm
680
280
140
340
200
Obstáculos:
3 ø 12,5mm
ou 5 ø 10 mm
H
ab
= 190mm
Obstáculos
D10 (R1):
5 ø 10 mm
c/35mm
190
mm
Detalhe dos
O
bstáculos:
A
B
R2
R1
Obstáculos
D12,5 (R2):
3 ø 12,5 mm
c/35mm
680
280
140
340
200
Obstáculos:
3 ø 12,5mm
ou 5 ø 10 mm
H
ab
= 190mm
Obstáculos
D10 (R1):
5 ø 10 mm
c/35mm
190
mm
Detalhe dos
O
bstáculos:
A
B
R2
R1
Obstáculos
D12,5 (R2):
3 ø 12,5 mm
c/35mm
680
280
140
340
200
Obstáculos:
3 ø 12,5mm
ou 5 ø 10 mm
H
ab
= 190mm
Obstáculos
D10 (R1):
5 ø 10 mm
c/35mm
190
mm
Detalhe dos
O
bstáculos:
A
B
Obstáculos
D12,5 (R2):
3 ø 12,5 mm
c/35mm
680
280
140
340
200
Obstáculos:
3 ø 12,5mm
ou 5 ø 10 mm
H
ab
= 190mm
Obstáculos
D10 (R1):
5 ø 10 mm
c/35mm
190
mm
Detalhe dos
O
bstáculos:
A
B
R2
R1
Figura 29: dimensões (mm) da Box-shape e detalhe dos obstáculos que simulam a armadura
O aparato da figura 29 é considerado mais exigente por apresentar ângulos retos na base, ao
contrário do aparato da figura 30, que se apresenta curvo na parte inferior, o que faz com que
o concreto deslize melhor para o lado oposto (NUNES, 2001 e TAKADA, 2004).
Figura 30: U-box e situações que podem ocorrer durante o ensaio (fonte: Nunes, 2001)
A B
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
64
Este ensaio avalia a capacidade do concreto fresco, sob pressão hidrostática, de passar por
espaços estreitos, simulando uma situação real com alta taxa da armadura, que inclui a
deformabilidade e a propriedade de não bloquear, ou seja, as partículas de agregado graúdo
não se atritam, podendo fechar o caminho entre as armaduras e impedir que o concreto flua
livremente.
O procedimento de ensaio consiste em preencher a coluna A (de 680 mm de altura) com cerca
de 19 litros de concreto, com prévio umedecimento das paredes internas de todo o aparato, e
deixa-se o concreto repousar por um minuto a fim de estabilizar o conteúdo e para não se
obter resultados falsos. A porta na parte inferior (190 mm de altura) que contém os obstáculos
é aberta e o concreto deverá fluir de um lado (A) para o outro (B) passando por entre os
obstáculos.
Observa-se o comportamento do concreto ao passar pelos obstáculos e sua capacidade de
preenchimento e anota-se o valor da altura final (H
CAA
) que o concreto alcança na coluna B. O
valor H
CAA
é anotado e deve ser igual ou maior do que 300 mm para ser considerado auto-
adensável (NUNES, 2001, EFNARC, 2002 e TAKADA, 2004).
Concretos com maiores valores de H
CAA
são considerados com melhor habilidade de superar
obstáculos estreitos e melhor capacidade de preenchimento. A viscosidade do concreto
também pode ser avaliada ao se medir o tempo desde a abertura da porta até o concreto
estabilizar.
Durante a execução desse ensaio podem ocorrer três situações diferentes conforme ilustrado
nas figuras 30 e 31. Na primeira situação, ilustrada pela figura 31(a), o concreto poderá não
estar segregando e ter bom aspecto, mas, no entanto, ao passar ou fluir para o outro lado (B)
pode não atingir a altura mínima exigida de 300 mm devido à sua baixa capacidade de se
deformar.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
65
pouco fluído muito fluído
H
CAA
H
CAA
H
CAA
Não aceitável devido a
baixa deformabilidade
Bloqueio devido a
segregação
Aceitavél quando
H
CAA
≥ 30 cm
☺
A
B
(a)
(
b
)
(
c
)
pouco fluído muito fluído
H
CAA
H
CAA
H
CAA
Não aceitável devido a
baixa deformabilidade
Bloqueio devido a
segregação
Aceitavél quando
H
CAA
≥ 30 cm
☺
A
B
(a)
(
b
)
(
c
)
Figura 31: Box-shape - situações que podem ocorrer durante o ensaio (adaptado de Nunes,
2001)
A figura 31(c) acima retrata o caso de bloqueio por segregação da mistura, ou seja, o concreto
está sem a viscosidade necessária para manter a brita em suspensão e esta, por sua vez, desce
ao fundo deixando toda a argamassa na parte de cima e bloqueia a abertura do aparato. Para as
duas situações a dosagem deverá ser corrigida para melhorar essas propriedades, e os ensaios
deverão ser repetidos até acontecer a terceira situação que está ilustrada nas figuras 30(b) e
31(b).
3.5 ENSAIO DA CAIXA EM L (L-BOX)
L-box – diferentes variações para este ensaio têm sido desenvolvidas. Numa classificação
bem simples, há dois tipos desse equipamento: um tipo sem obstáculos (L-box sem
obstáculos) e outro tipo (L-box com obstáculos) ilustrado na figura 32, que normalmente
dispõe de algumas barras paralelas de aço (5ø10 ou 3ø12,5 mm) logo após a abertura,
localizada na parte inferior da caixa, para representar a armadura de um caso real.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
66
Figura 32: L-box (fonte: FERREIRA, 2001)
O primeiro tipo é usado para concretos cujo agregado graúdo não exceda os 25 mm
(Dimensão Máxima Característica). Ambos podem ser feitos em metal, madeira ou acrílico. A
L-box também serve para observar se há segregação do concreto (quando há bloqueio na
abertura inferior onde barras de aço que simulam a situação real de concretagem estão
fixadas) e a capacidade de passar por espaços estreitos, além da capacidade de preenchimento.
O procedimento de ensaio, como no ensaio anterior, consiste em preencher a coluna de 600
mm de altura com 12 litros de concreto, com prévio umedecimento das paredes internas de
todo o aparato, e deixa-se o concreto repousar por um minuto a fim de estabilizar o conteúdo
e para não obter resultados falsos, quando é então aberta e observa-se o comportamento do
concreto ao passar pelos obstáculos e sua capacidade de se deformar ou de preencher a parte
horizontal da caixa, anotando-se os valores das alturas que o concreto alcançou na coluna
vertical (H
1
) e na parte horizontal da caixa (H
2
). O valor H
2
/H
1
chamado de taxa de bloqueio,
é usado para quantificar a habilidade de passar por espaços estreitos, que inclui a capacidade
de se deformar e a propriedade de bloquear. O valor da taxa de bloqueio deve se situar na
faixa entre 0,80 e 1,00, como recomendado por alguns autores conforme mostra a tabela 8.
Takada (2004) cita que o princípio deste ensaio é quase o mesmo do ensaio da Caixa-U ou da
Box-shape.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
67
Tabela 8: valores mínimos recomendados por vários autores para o ensaio da L-box (fonte:
Tutikian, 2004)
REFERÊNCIA
RELAÇÃO
H
2
/H
1
EFNARC (2002) ≥0,80
Gomes (2002) ≥0,80
Gomes et al. (2003a) ≥0,80
Araújo et al. (2003) ≥0,80
Rigueira Victor et al. (2003) ≥0,80
Peterssen (1998 e 1999) ≥0,80
Tviksta (2000) ≥0,85
Coppola (2000) ≥0,90
Palma (2001) ≥0,80
Por outro lado a velocidade de escoamento a distâncias particulares (200 e 400 mm após a
abertura) é usada para medir a velocidade de deformação. Portanto, esse ensaio avalia, ao
mesmo tempo a deformabilidade e habilidade do concreto de passar por entre as barras de
aço.
3.6 PROCEDIMENTOS PARA AJUSTAR OS RESULTADOS DOS
ENSAIOS NO ESTADO FRESCO
Os diferentes ensaios para caracterização de um CAA no estado fresco poderão apresentar
resultados não esperados por diversas causas. Assim, as tabelas 9 e 10 apresentam uma série
de possíveis causas da não conformidade de resultados dos diferentes ensaios.
Se os resultados entre diferentes misturas variam consideravelmente, a causa poderá ser uma
variação das características do cimento, características das adições, granulometria dos
agregados, teor de umidade dos agregados, temperatura, procedimento de mistura dos
materiais na betoneira e do tempo para realização de cada ensaio.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
68
Tabela 9: possíveis causas para resultados inferiores aos esperados (fonte: EFNARC, 2002)
Ensaios
Resultado menor
do que
Possível causa
1 Slump flow pelo cone de Abrams 650 mm a alta viscosidade
c tensão de cisalhamento alta
2 T500mm no slump flow 2 seg. b viscosidade muito baixa
3 J-ring (anel japonês) 10 mm a alta viscosidade
c alta tensão de cisalhamento
d segregação
f bloqueio
4 V-funnel (funil em V) 8 seg. b viscosidade muito baixa
5 L-box (caixa em L) H1/H2 0,80 a alta viscosidade
c alta tensão de cisalhamento
f bloqueio
6 U-box (caixa) H2-H1 0 mm g resultado falso
Tabela 10: possíveis causas para resultados superiores aos esperados (fonte: EFNARC, 2002)
Ensaios
Resultado maior
do que
Possível causa
1 Slump flow pelo cone de Abrams 750 mm b viscosidade muito baixa
d segregação
2 T500mm no slump flow 5 seg. a alta viscosidade
c tensão de cisalhamento alta
3 J-ring (anel japonês) >10mm b viscosidade muito baixa
d segregação
4 V-funnel (funil em V) 12 seg. a alta viscosidade
c alta tensão de cisalhamento
f bloqueio
5 L-box (caixa em L) H1/H2 1,00 g resultado falso
6 U-box (caixa) H2-H1 30 mm a alta viscosidade
c alta tensão de cisalhamento
f bloqueio
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
69
A tabela 11 apresenta alguns procedimentos como possíveis ações corretivas a partir das
causas identificadas nos resultados não satisfatórios dos diferentes ensaios.
Tabela 11: ações corretivas possíveis a partir do observado nos ensaios (fonte: EFNARC, 2002)
Efeito sobre a:
Possível ação em caso de:
habilidade
preencher
habilidade
passante
resistência
à
segregação
resistência
compressão
retração fluência
a alta viscosidade
a1 aumentar o teor de água
+ + - - - -
a2 aumentar o volume de pasta
+ + + + - -
a3 aumentar a dosagem de SP
+ + - + 0 0
b baixa viscosidade
b1 diminuir o teor de água
- - + + + +
b2 reduzir o volume de pasta
- - - - + +
b3 reduzir a dosagem de SP
- - + - 0 0
b4 aumentar a dosagem de VMA
- - + 0 0 0
b5 usar adições mais finas
+ + + 0 - -
b6 usar areia mais fina
+ + + 0 - 0
c alta tensão de cisalhamento
c1 aumentar a dosagem de SP
+ + - + 0 0
c2 aumentar o volume de pasta
+ + + + - -
c3 aumentar o volume de argamassa
+ + + + - -
d segregação
d1 aumentar o volume de pasta
+ + + + - -
d2 aumentar o volume de argamassa
+ + + + - -
d3 diminuir o teor de água
- - + + + +
d4 usar adições mais finas
+ + + 0 - -
e perda rápida de trabalhabilidade
e1 usar cimento de reação mais lenta
0 0 - - 0 0
e2 aumentar dosagem de retardador
0 0 - - 0 0
e3 usar diferente SP
? ? ? ? ? ?
e4 substituir cimento por fíler
? ? ? ? ? ?
f bloqueio
f1 reduzir a DMC do agregado
+ + + - - -
f2 aumentar o volume de pasta
+ + + + - -
f3 aumentar o volume de argamassa
+ + + + - -
g resultado falso
g1 verificar as condições do ensaio N/A N/A N/A N/A N/A N/A
+
geralmente propicia melhor resultado para o concreto
0
normalmente não tem resultado significativo
-
geralmente propicia pior resultado para o concreto
?
efeito não previsível
N/A
não aplicável
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
70
4 MÉTODO DE DOSAGEM PARA CAA PROPOSTO POR TUTIKIAN
A base do método proposto por Tutikian (2004) é o método de dosagem para concretos
convencionais descrito por Helene e Terzian (1992). O principio básico do método,
simplificado na figura 33, é a obtenção de um CAA a partir de um CCV cujo teor ideal de
argamassa deverá ser previamente determinado.
+
+
1. CCV com teor ideal de argamassa
2. Adição de superplastificante ao
CCV
3. Segregação do concreto
4. Ajuste da viscosidade com adição
de material fino
5. Obtenção do CAA
+
+
1. CCV com teor ideal de argamassa
2. Adição de superplastificante ao
CCV
3. Segregação do concreto
4. Ajuste da viscosidade com adição
de material fino
5. Obtenção do CAA
Figura 33: princípio básico do método proposto por Tutikian (2004)
Os materiais devem ser escolhidos e devidamente caracterizados a fim de que possam ser
conhecidas as propriedades que influenciam na dosagem. Uma vez escolhidos os materiais,
que são também função dos requisitos de projeto, começa-se por definir os parâmetros de
dosagem, como relação água/cimento pretendida de acordo com os requisitos de durabilidade
estabelecidos no projeto.
A seguir devem ser definidos 3 traços que vão formar a família do concreto a ser dosado,
normalmente, para concretos de resistências convencionais, são usados os traços (1:3,5), (1:5)
e (1:6,5). Porém, sempre é assim e outros traços podem ser usados. Determina-se o teor ideal
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
71
de argamassa a partir do traço central ou intermediário (o traço 1:5, caso fossem esses os
escolhidos).
Com o teor de argamassa determinado para o traço intermediário procede-se da mesma
maneira para os outros dois traços (podem ser mais do que 3 traços) quando se desejar montar
uma curva de dosagem para o concreto de partida, que é ainda um concreto convencional.
Caso contrário pode-se partir do traço 1:5, com o teor ideal de argamassa obtido, diretamente
para a obtenção do CAA.
Conforme ilustrado na figura 34, coloca-se então o aditivo superplastificante na mistura, o que
vai causar uma segregação dos materiais. A partir desse ponto começa o processo iterativo do
método que é o acerto da viscosidade da mistura através da introdução de finos sobre o teor de
areia (isso quando se trata de fino não-pozolânico).
Determinação do Teor de
Argamassa
Escolha dos Materiais
Determinação dos
Traços – Rico,
Intermediário e Pobre
Colocação do Aditivo e
Conseqüente Segregação
Acerto dos Finos por
Substituição
Ensaios de Trabalhabilidade
até o CCV virar CAA
Ensaios de Resistência à
Compressão nas Idades
Determinadas
Montagem do Diagrama
Ajuste da viscosidade
por adição de VMA
e/ou
Determinação do Teor de
Argamassa
Escolha dos Materiais
Determinação dos
Traços – Rico,
Intermediário e Pobre
Colocação do Aditivo e
Conseqüente Segregação
Acerto dos Finos por
Substituição
Ensaios de Trabalhabilidade
até o CCV virar CAA
Ensaios de Resistência à
Compressão nas Idades
Determinadas
Montagem do Diagrama
Ajuste da viscosidade
por adição de VMA
e/ou
Figura 34: procedimentos para dosagem do CAA segundo Tutikian
(fonte: Tutikian, 2004)
Ao contrário do tradicional método do IPT/EPUSP que mantém fixa a quantidade de brita na
betoneira durante a determinação do teor ideal de argamassa, a quantidade que deve se manter
constante ao longo do acerto é a da areia, ou seja, a areia se mantém constante na betoneira,
porém em m
3
é a soma de areia com finos que se mantém constante.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
72
Para cada tentativa de acerto da viscosidade, variam-se as quantidades do cimento, da brita e
do próprio material fino, que está substituindo areia à medida que esse teor de substituição vai
aumentando.
Cabe ressaltar que o teor de argamassa deve ser o mesmo do início até ao final do ajuste da
dosagem. Prossegue-se então a introdução dos finos até que se julgue a mistura estar no ponto
de começar a avaliar as suas características reológicas através dos ensaios preconizados para o
CAA. Em função dos resultados desses ensaios, deve-se voltar a ajustar, até o acerto
definitivo ou, em caso positivo, procede-se a moldagem do concreto em corpos de prova para
posterior montagem do diagrama de dosagem.
As equações 2 a 10 são as ferramentas analíticas (para o caso de introdução de finos não
pozolânicos) que o método proporciona para se efetuar o cálculo das quantidades de materiais
e dos custos envolvidos para a dosagem em causa. Portanto, trata-se de uma forma bastante
simples e prática de dosagem de concretos auto-adensáveis. O método só necessita ser testado
muitas vezes com diferentes materiais para que surjam contribuições a fim de que o mesmo
possa, eventualmente, ser melhorado.
O método estabelece as seguintes equações para o cálculo das diferentes variáveis em se
tratando da adição de um fino não pozolânico (fíler calcário, por exemplo):
()
cak
k
fcj
/^
2
1
= (eq. 2)
cakkm /*
43
+= (eq. 3)
()
cakk
C
/*
1000
65
+
= (eq. 4)
()
()
m
af
+
++
=
1
1
α
(eq. 5)
fpam ++= (eq. 6)
()
capaf
C
/1 ++++
=
γ
(eq. 7)
()
++++
−
=
ca
p
a
f
ar
C
pafc
/
1
1000
γγγγ
(eq. 8)
caCA /*= (eq. 9)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
73
agcaCvmaMVC
spSPCppCaaCffCcCCu
$*/*$*%*
$*%*$**$**$**$*
++
+
+
++=
(eq. 10)
onde:
fcj = resistência à compressão axial, à idade j, em MPa;
a/c = relação água / cimento em massa, em kg/kg;
f = relação fino não pozolânico / aglomerantes em massa, em kg/kg;
a = relação agregado miúdo seco / aglomerantes em massa, em kg/kg;
p = relação agregado graúdo seco / aglomerantes em massa, em kg/kg;
m = relação agregados secos / aglomerantes em massa, em kg/kg;
α = teor de argamassa seca, deve ser constante para uma determinada situação, em kg/kg;
k
1
, k
2
, k
3
, k
4
, k
5
, k
6
= constantes que dependem exclusivamente dos materiais (cimentos,
adições, agregados, aditivos);
C = consumo de cimento por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m
3
;
SP% = dosagem de aditivo superplastificante por metro cúbico de concreto adensado, em
l/m
3
;
γ = massa específica do concreto, medida no canteiro em kg/m
3
;
γ
c
= massa específica do cimento, em kg/dm
3
;
γ
f
= massa específica dos finos não pozolânicos, em kg/dm
3
;
γ
a
= massa específica do agregado miúdo, em kg/dm
3
;
γ
p
= massa específica do agregado graúdo, em kg/dm
3
;
ar = teor de ar incorporado e/ou aprisionado por metro cúbico, em dm
3
/m
3
;
A = consumo de água potável por metro cúbico de concreto adensado, em kg/m
3
;
Cu = custo do concreto por metro cúbico;
$c = custo do kg de cimento;
$f = custo do kg de material fino não pozolânico;
$a = custo do kg de agregado miúdo;
$p = custo do kg de agregado graúdo;
$sp = custo do litro de aditivo superplastificante; e $ag = custo do litro de água potável.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
74
5 PROGRAMA EXPERIMENTAL
5.1 PLANEJAMENTO GERAL
O presente projeto de pesquisa, foi desenvolvido no laboratório de materiais do Núcleo
Orientado para Inovação da Edificação – NORIE, e no Laboratório de Ensaios e Modelos
Estruturais – LEME, ambos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, foi
dividido em duas etapas.
Esta divisão do estudo em duas etapas deveu-se ao fato dos resultados iniciais, obtidos a partir
do ajuste da dosagem de aditivo superplastificante pelo traço mais pobre (1:7,5), terem
fornecido altos consumos de aditivo superplastificante. Assim, resolveu-se não estudar todos
os traços novamente, mas estudar apenas os CAA´s com os melhores resultados, dosando-os
agora a partir do traço 1:4,5, e verificando a influência do ajuste de aditivo superplastificante
por este traço intermediário no consumo de aditivo. Por outro lado, dosar um concreto
convencional (CCV) com os mesmos materiais e torná-lo auto-adensável (CAA), a fim de
compará-lo com os melhores CAA´s.
A primeira etapa (etapa I) do programa experimental, ilustrada na figura 35, envolveu a
produção de seis concretos auto-adensáveis partindo do teor de argamassa igual a 50%. Os
outros cinco CAA foram produzidos com os teores de argamassa de 55% (CAA-55), 60%
(CAA-60), 65% (CAA-65), 70% (CAA-70) e 75% (CAA-75), respectivamente.
A escolha destes teores de argamassa teve em conta, primeiro, os valores comuns de teores de
argamassa encontrados para os materiais do estado do Rio Grande do Sul e, segundo, a faixa
de valores para teores de argamassa utilizados na obtenção de CAA, conforme mostrado na
tabela 1 do Capítulo 1 deste trabalho.
A fixação da faixa dos valores de teor de argamassa estudados em 5 pontos percentuais levou
em conta o fato de esse intervalo ser considerado satisfatório para os objetivos do estudo da
influência do teor de argamassa sobre as propriedades dos concretos realizados nesta
pesquisa.
O valor mínimo de teor de argamassa adotado de 50% foi considerado bom para representar a
média do teor ideal para a região. Manuel e Dal Molin (2005) determinaram para 4 tipos de
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
75
agregados graúdos os teores ideais de argamassa de 47, 49 e 51%. Tutikian (2004) determinou
um teor ideal igual a 53%.
O máximo adotado de 75% foi julgado interessante como sendo o limite para os objetivos a
que se propõe esta pesquisa, apesar dos dados da bibliografia apresentada na tabela 1 divulgar
o teor de 79,8% utilizado por Corinaldesi e Moriconi (2003) que se trata de um CAA com
fibras, que não é objeto de estudo deste trabalho.
Portanto, não foram determinados os teores de argamassa experimentalmente e sim todos
estabelecidos previamente conforme explicado anteriormente.
Os resultados com o teor de argamassa de 50% não foram apresentados neste trabalho por
terem sido considerados não satisfatórios (não se conseguiu obter um concreto auto-adensável
com este teor de argamassa) e, por isso, foram descartados.
PESQUISA BIBLIOGRÁFICA
ESCOLHA E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
PRODUÇÃO DE CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS: m=3, m=4,5, m=6 e m=7,5
DEFINIÇÃO DOS TEORES DE ARGAMASSA TESTADOS (ETAPA I):
Teor = 55% Teor = 60% Teor = 65% Teor = 70% Teor = 75%
ENSAIOS COM O CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL
ESTADO FRESCO ESTADO ENDURECIDO (288 CP´s)
Slump flow test
V-funnel
Slump f. test T
500
Box-shape
Compressão axial aos 3, 7, 28 e 56dias
Tração por compressão diametral, 28d
Ultra-som aos 3, 7, 28 e 56 dias
COLETA E TRATAMENTO ESTATÍSTICO DOS DADOS
ANÁLISE DOS DADOS E TOMADA DE DECISÃO
L-box
Teor = 53% -TUTIKIAN, 2004
Determinar o teor de substituição de areia por fíler calcário
ETAPA II
Teor = 50%
PESQUISA BIBLIOGRÁFICA
ESCOLHA E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
PRODUÇÃO DE CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS: m=3, m=4,5, m=6 e m=7,5
DEFINIÇÃO DOS TEORES DE ARGAMASSA TESTADOS (ETAPA I):
Teor = 55% Teor = 60% Teor = 65% Teor = 70% Teor = 75%
ENSAIOS COM O CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL
ESTADO FRESCO ESTADO ENDURECIDO (288 CP´s)
Slump flow test
V-funnel
Slump f. test T
500
Box-shape
Compressão axial aos 3, 7, 28 e 56dias
Tração por compressão diametral, 28d
Ultra-som aos 3, 7, 28 e 56 dias
COLETA E TRATAMENTO ESTATÍSTICO DOS DADOS
ANÁLISE DOS DADOS E TOMADA DE DECISÃO
L-box
Teor = 53% -TUTIKIAN, 2004
Determinar o teor de substituição de areia por fíler calcário
ETAPA II
Teor = 50%
Figura 35: fluxograma do planejamento da etapa I
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
76
Vale justificar que o motivo que levou a ajustar o teor de aditivo pelo traço 1:7,5 foi que, no
início tentou-se o ajuste pelo traço 1:3 (mais rico) e chegava-se a altos valores de relação a/c
(em torno de 1,21) para os traços 1:6 e 1:7,5, o que não é interessante do ponto de vista de
aplicação prática.
Por isso, decidiu-se fixar em torno de 0,80 a relação a/c para o traço mais pobre (1:7,5) e
ajustou-se o teor de aditivo em função do espalhamento pretendido. Este procedimento
funcionou, porém chegava-se ao traço 1:3 com concretos altamente viscosos.
A produção dos CAA´s da segunda etapa (etapa II), ilustrada na figura 36, foi planejada em
função dos resultados obtidos na etapa I. Uma vez analisados os resultados da etapa I,
decidiu-se estudar de novo os concretos até o teor de argamassa de 60%, pois o CAA-55 e o
CAA-60 apresentaram boas características no estado fresco e no estado endurecido, bem
como tiveram os menores custos por metro cúbico em todos os traços estudados.
PESQUISA BIBLIOGRÁFICA
PRODUÇÃO DE CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS: m=3, m=4,5 e m=6
TEORES DE ARGAMASSA TESTADOS NA ETAPA II:
CCV e CAA
Teor = 54%
Teor = 60% Teor = 65% Teor = 70% Teor = 75%
ENSAIOS COM O CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL
ESTADO FRESCO ESTADO ENDURECIDO (186 CP´s)
Slump flow test
V-funnel
Slump f. test T
500
Box-shape
Compressão axial aos 3, 7, 28 e 56dias
Tração por compressão diametral, 28d
Ultra-som aos 3, 7, 28 e 56 dias
COLETA E TRATAMENTO ESTATÍSTICO DOS DADOS
ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÕES FINAIS
L-box
Módulo de elasticidade aos 28 dias
(apenas para m=4,5)
Teor de Fíler Calcário = 40%
Para CAA-65, 70 e 75: m=4,5
PESQUISA BIBLIOGRÁFICA
PRODUÇÃO DE CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS: m=3, m=4,5 e m=6
TEORES DE ARGAMASSA TESTADOS NA ETAPA II:
CCV e CAA
Teor = 54%
Teor = 60% Teor = 65% Teor = 70% Teor = 75%
ENSAIOS COM O CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL
ESTADO FRESCO ESTADO ENDURECIDO (186 CP´s)
Slump flow test
V-funnel
Slump f. test T
500
Box-shape
Compressão axial aos 3, 7, 28 e 56dias
Tração por compressão diametral, 28d
Ultra-som aos 3, 7, 28 e 56 dias
COLETA E TRATAMENTO ESTATÍSTICO DOS DADOS
ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÕES FINAIS
L-box
Módulo de elasticidade aos 28 dias
(apenas para m=4,5)
Teor de Fíler Calcário = 40%
Para CAA-65, 70 e 75: m=4,5
Figura 36: planejamento da etapa II
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
77
Por outro lado, procedeu-se a determinação do teor ideal de argamassa para o concreto
convencional (denominado de CCV-REF ou CCV-54) dosado com os mesmos materiais
aplicados para os CAA da etapa I.
Este estudo forneceu um teor ideal de argamassa de 54% para o concreto convencional, que
pode ser diferente para materiais de outras regiões (mas, em princípio, isso não importa, e
julga-se que o que importa é que se determine o teor ideal de argamassa para os materiais
disponíveis), a partir do qual também se obteve um CAA (com esse mesmo teor de
argamassa), para testar o método proposto por Tutikian, 2004.
O outro CAA estudado na etapa II foi obtido com teor de argamassa de 60% por ter se
apresentado com boas características no estudo da etapa I, como já dito anteriormente. A
intenção inicial era estudar na etapa II o CAA-55, o CAA-60 e mais um CAA a ser obtido
com o mesmo teor ideal de argamassa determinado para o concreto convencional (CCV). Mas
o teor ideal de argamassa do CCV foi de 54%, muito próximo do CAA-55, por isso
abandonou-se o CAA-55 para a etapa II.
Para os concretos com o teor de argamassa de 54% (CAA-54) e 60% (CAA-60) foram
produzidos e moldados três traços (1:3, 1:4,5 e 1:6) com o intuito de se montar os diagramas
de dosagem dos mesmos e compará-los com o CCV-54.
Para o CAA foi abandonado o traço 1:7,5 por não se mostrar interessante do ponto de vista
prático durante a etapa I.
Decidiu-se também determinar o módulo de elasticidade (E
c
) dos concretos CCV-REF (α =
54%) e dos CAA (
α = 54, 60, 65, 70 e 75%), apenas para os produzidos com o traço 1:4,5.
Por isso para o CAA-65, CAA-70 e CAA-75 foram produzidos apenas os traços 1:4,5.
Escolheu-se este traço por se enquadrar na faixa de valores recomendados por Tutikian (2004)
para aplicação prática de CAA (entre 1:3 e 1:4,5).
Por outro lado, decidiu-se ajustar a percentagem de aditivo superplastificante (que deverá se
manter fixa para cada família em estudo) pelo traço 1:4,5 ao contrário do que foi feito
inicialmente na etapa I (que foi pelo traço mais pobre, ou seja, 1:7,5), tendo em vista a
economia verificada na dosagem deste aditivo, que é um componente bastante caro, e
conseqüente redução no custo final dos concretos.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
78
Para o concreto convencional (CCV), após determinação do teor ideal de argamassa, foram
confeccionados quatro (4) traços para a obtenção de uma curva de dosagem bem ajustada,
sendo que foram moldados 48 corpos-de-prova (CP´s) dos traços produzidos, conforme a
seguir:
- traço 1:3 (12 CP´s)
- traço 1:4,5 (12 CP´s)
- traço 1:6 (12 CP´s)
- traço 1:7,5 (12 CP´s)
5.2 ESCOLHA E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
Para realização dessa etapa, foi feito um levantamento no qual se observou os tipos de
materiais mais utilizados e disponíveis no mercado regional de Porto Alegre e arredores. A
partir desse estudo, os materiais foram então selecionados e caracterizados.
Para tanto foram realizados ensaios de caracterização físico-químico-mecânica para o
cimento, físico-química para o fíler calcário, caracterização granulométrica dos agregados,
bem como suas massas específicas e massas unitárias, além da definição das características do
aditivo superplastificante fornecidas pelo fabricante.
Assim, os materiais selecionados e utilizados no estudo experimental foram os seguintes:
a) cimento: cimento Portland pozolânico CP IV-32;
b) fíler calcário (granulometria da faixa C);
c) agregado miúdo: areia oriunda da região do rio Jacuí;
d) agregado graúdo: brita de basalto, com dimensão máxima característica=19
mm;
e) aditivo: aditivo superplastificante à base de policarboxilatos
f) água potável.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
79
5.2.1 Cimento
O cimento utilizado nesta pesquisa foi o cimento Portland pozolânico CP IV-32, por ser um
cimento bastante comum e disponível no mercado do estado do Rio Grande do Sul. Segundo a
NBR 5736 (ABNT, 1991), o cimento utilizado respeita os limites com relação à proporção
dos seus componentes químicos (tabela 12), bem como em relação às exigências físicas e
mecânicas (tabela 13).
Tabela 12: características químicas do cimento Portland pozolânico CP IV-32 empregado.
Propriedades Químicas Dados do Fabricante Limites (NBR 5736)
Resíduo insolúvel (% em massa) 40,88 N/A*
Perda ao fogo (% em massa) 1,90 ≤ 4,5
Óxido de magnésio – MgO (% em
massa)
5,05 ≤ 6,5
Trióxido de enxofre – SO
3
(% em
massa)
1,85 ≤ 4,0
Anidrido carbônico – CO
2
(% em
massa)
N/A* ≤ 3,0
SiO
2
39,32 -
Al
2
O
3
10,39 -
Fe
2
O
3
4,62 -
CaO 34,76 -
Composição Química do Cimento Pozolânico Utilizado
Elemento Fe
2
O
3
CaO K
2
O SiO
2
Al
2
O
3
MgO Na
2
O SO
3
CO
2
% 3,95 34,14 2,47 37,73 14,76 2,43 0,02 1,96 2,54
* Não disponível
Tabela 13: características físicas e mecânicas do cimento Portland pozolânico CP IV-32
Fabricante Limites
Características e propriedades Unidade
CP IV -32
Finura (resíduo na peneira
de75µm)
% 0,18 ≤ 8,0
Tempo de início de pega min. - ≥ 60
Expansibilidade a quente mm 0,07 ≤ 5
Blaine (m
2
/kg) m
2
/kg 529,00 > 400,00
3 dias de idade MPa 19,4 ≥ 10,0
7 dias de idade MPa 23,3 ≥ 20,0
Resistência à
compressão
28 dias de
idade
MPa 35,0 ≥ 32,0
Massa Específica Determinada em Laboratório = 2,71 kg/dm
3
Diâmetro Médio da Partícula = 11,85 µm
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
80
A análise granulométrica a laser do cimento da figura 37, feita no LACER – Laboratório de
Materiais Cerâmicos da UFRGS forneceu um resultado de 11,85 µm para o diâmetro médio
das partículas do cimento. A sua massa específica determinada em laboratório foi de 2,71
kg/dm
3
.
Figura 37: curva granulométrica do cimento pozolânico utilizado
5.2.2 Fíler calcário
No presente trabalho foi utilizado um fíler calcário comercializado para o ramo da agricultura.
O calcário é uma rocha composta por carbonatos de cálcio e magnésio, e que quando moído
em partículas finas e aplicado sobre o solo age como neutralizador e corrige a acidez do solo.
Para os fabricantes, a qualidade do calcário corretivo, o fíler calcário, depende, basicamente,
do seu Poder Relativo de Neutralização Total (PRNT), que é definido por duas características:
o teor de carbonatos presentes na rocha calcária (Poder de Neutralização - PN) e o grau de
finura do produto final, ou seja, a sua granulometria. (fonte: www.fida.com.br, 2005).
A legislação atual, segundo os fabricantes, adota quatro (4) faixas de variação do PRNT,
conforme a seguir (fonte: www.fida.com.br, 2005):
- Faixa A: PRNT entre 45 e 60%;
- Faixa B: PRNT entre 60,1 e 75%;
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
81
- Faixa C: PRNT entre 75,1 e 90%;
- Faixa D: PRNT acima de 90%.
O fíler calcário utilizado neste estudo, de coloração branca, se enquadra na faixa C e possui
um diâmetro médio de 46,52 µm. A sua massa específica determinada foi de 2,73 kg/dm
3
e as
suas características físico-químicas estão apresentadas na tabela 14, enquanto a sua massa
unitária solta determinada foi de 1,37 kg/dm
3
.
Tabela 14: características do fíler calcário faixa C
Características
Exigência do
Ministério da
Agricultura
Garantia do
Fabricante
Soma dos Óxidos
Óxido de Cálcio
Óxido de Magnésio
PN
PRNT
Granulometria:
Peneira ABNT NR 010 (2,00 mm)
Peneira ABNT NR 020 (0,84 mm)
Peneira ABNT NR 050 (0,30 mm)
40,0
25,0
15,0
81,95
75,39
100
98
82
81,95
100
100
100
Registro do Laboratório : CR Nº 00004802 - 5ª Região/RS; Registro do Produto: RS-06536 0003-2 (fonte:
www.fida.com.br, 2005)
Composição Química do Fíler Calcário Utilizado
Elemento
Fe
2
O
3
CaO K
2
O SiO
2
Al
2
O
3
MgO Na
2
O SO
3
CO
2
% 2,17 30,82 0,22 17,44 1,89 10,95 0,02 0,07 36,42
Massa Específica Determinada em Laboratório = 2,73 kg/dm
3
Diâmetro Médio da Partícula = 46,52 µm
Para verificar a distribuição granulométrica das partículas do fíler calcário utilizado, foi feito
o ensaio de granulometria a laser realizado no LACER – Laboratório de Materiais Cerâmicos
da UFRGS, cuja curva está ilustrada na figura 38.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
82
Figura 38: curva granulométrica do fíler calcário utilizado
Através do ensaio de granulometria da figura 38 observa-se que as partículas de fíler calcário
são maiores do que as partículas de cimento, mas, no entanto, essas partículas de fíler
contribuirão para um melhor preenchimento ou empacotamento dos grãos do concreto,
conferindo uma maior compacidade, uma vez que vão substituir a areia.
A forma das partículas desse fíler calcário utilizado no presente estudo pode ser observada, na
figura 39, através da imagem de microscopia realizada, cujo aumento é de 300x. Nota-se que
as partículas não têm a forma esférica, mas são suficientemente pequenas para cumprir o seu
papel na composição do CAA.
Figura 39: imagem do fíler calcário utilizado, obtida por microscopia eletrônica de varredura
(elétrons secundários) e ampliada 300 vezes
fíl
er
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
83
5.2.3 Agregado miúdo
A areia utilizada neste estudo foi uma areia natural quartzosa oriunda do rio Jacuí, região de
Porto Alegre. O único processamento realizado com o agregado miúdo foi o peneiramento na
peneira com abertura de 4,8 mm, aproveitando-se somente a parcela passante nesta peneira.
Foi realizado o ensaio de determinação da composição granulométrica desse agregado
seguindo-se os procedimentos sugeridos pela NBR NM 248 (ABNT, 2003). Os resultados
obtidos e a curva granulométrica do mesmo podem observados, respectivamente, na tabela 15
e figura 40.
Tabela 15: composição granulométrica do agregado miúdo
Abertura da
Peneira
(mm)
% Média
Retida
% Média Retida
Acumulada
4,8 0 0
2,4 4 4
1,2 9 13
0,6 21 34
0,3 53 87
0,15 12 99
fundo 1 100
87
0
4
34
13
100
99
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 <0,15
Abertura das peneiras (mm)
% média retida acumulada
Figura 40: curva granulométrica da areia utilizada
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
84
A Tabela 16, por sua vez, ilustra todos os ensaios que foram realizados para a caracterização
do agregado miúdo utilizado neste trabalho experimental.
Tabela 16: características físicas do agregado miúdo
Ensaios Realizados Resultados Método de Ensaio
*DMC (mm) 2,4 NBR NM 248
Módulo de finura 2,37 NBR NM 248
Massa específica
(kg/dm
3
)
2,62 NBR9776/86
Massa unitária solta
(kg/dm
3
)
1,50 NBR7251
Graduação
Zona 3 -
média
NBR7211/83
*DMC= dimensão máxima característica do agregado
5.2.4 Agregado graúdo
O agregado graúdo utilizado neste estudo foi uma brita de basalto por ser a mais disponível e
utilizada no estado do Rio Grande do Sul.
Foram realizados os ensaios de determinação da sua composição granulométrica, da massa
unitária e da massa específica no Laboratório de Materiais do NORIE/UFRGS, seguindo-se os
procedimentos prescritos pelas Normas Brasileiras. Os resultados dos ensaios e a curva
granulométrica do mesmo estão sendo mostrados na tabela 17 e na figura 41, respectivamente.
Tabela 17: composição granulométrica do agregado graúdo
Abertura da
Peneira
(mm)
% Média
Retida
% Média Retida
Acumulada
25 0 0
19 2 2
12,5 38 40
9,5 31 71
6,3 20 91
4,8 5 96
< 4,8 4 100
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
85
96
100
91
71
40
2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
25,4 19,1 12,5 9,5 6,3 4,8 <4,8
Abertura das peneiras (mm)
% média retida acumulada
Figura 41: curva granulométrica da brita utilizada
A tabela 18 apresenta as principais características físicas do agregado utilizado no presente
estudo.
Tabela 18: características físicas do agregado graúdo
Ensaios Realizados Resultados Método de Ensaio
*D.M.C. (mm) 19 NBR NM 248
Módulo de finura 6,69 NBR NM 248
Massa específica
(kg/dm
3
)
2,82 NBR9776/86
Massa unitária solta
(kg/dm
3
)
1,44 NBR7251
Graduação Brita 1 NBR7211/83
*DMC= dimensão máxima característica do agregado
5.2.5 Aditivo e água
O aditivo superplastificante e água são os principais responsáveis pela fluidez do concreto,
jogando, portanto, importante papel na obtenção dos CAA´s. O aditivo utilizado no presente
estudo foi um superplastificante de 3ª geração. Segundo o fabricante, esse aditivo possui alta
taxa de redução de água, cerca de 40%.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
86
O grande benefício do uso de aditivos superplastificantes é a redução da relação a/c. As
principais características técnicas deste tipo de aditivo (segundo o fabricante) são as
seguintes:
- Base química: policarboxilatos
- Densidade: 1,067 à 1,107 g/cm
3
- pH: 5 à 7
- Sólidos: 38 à 42%
- Viscosidade: 95 à 160 cps.
5.3 OBTENÇÃO DO TEOR IDEAL DE ARGAMASSA PARA O CONCRETO
CONVENCIONAL (CCV)
Após a produção dos CAA´s na etapa I, foi elaborado um estudo de dosagem através do
método publicado por Helene e Terzian (1992), com o objetivo de se determinar o teor de
argamassa ideal para os materiais escolhidos para a realização deste trabalho experimental.
Helene e Terzian (1992) afirmam que qualquer estudo de dosagem deve partir do pressuposto
de que o concreto a ser produzido deve ter capacidade de ser lançado e adensado
adequadamente no interior das fôrmas do elemento estrutural.
Por se tratar de uma das fases mais importantes do estudo de dosagem, pois é a que determina
a adequabilidade do concreto quando lançado na fôrma, a determinação do teor ideal de
argamassa é crucial, uma vez que, como citam Helene e Terzian (1992), a falta de argamassa
na mistura pode causar porosidade no concreto ou falhas de concretagem.
Por outro lado, prosseguem os mesmos autores, o excesso de argamassa proporciona um
concreto com melhor aparência, mas aumenta o custo por metro cúbico, além de aumentar o
risco de fissuração por origem térmica e por retração de secagem.
Conforme sugerido no método do IPT, a determinação do teor ideal de argamassa para
concretos convencionais pode ser feita para o traço 1:5 (cimento: agregados totais secos, em
massa), que é também chamado de traço-piloto ou intermediário. É nesse traço intermediário
que são definidas características da mistura como o abatimento do concreto (determinado pelo
cone de Abrams), coesão e o próprio teor de argamassa que depois deverão ser mantidas
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
87
constantes para as outras misturas, como, por exemplo, traço 1:3,5 (chamado de traço rico) e
traço 1:6,5 (chamado de traço pobre).
Como se pode facilmente observar, o traço-piloto representa o ponto central entre os três
pontos espaçados de um ponto e meio entre um e seu próximo, da curva de dosagem a ser
traçada. Para o caso do presente trabalho, o traço-piloto foi definido como sendo o ponto
central dos quatro traços escolhidos (1:3; 1:4,5; 1:6 e 1:7,5), também espaçados entre si de um
ponto e meio, para montar os diagramas de dosagem. Assim, determinou-se o ponto central
dentro do intervalo entre os traços 1:3 e 1:7,5, definido em 1:5,25.
5.3.1 Determinação do teor ideal de argamassa para o traço 1:5,25
O processo de determinação do teor de argamassa para o traço central ou piloto começou com
uma mistura, conforme o esquema da figura 42, cujo teor inicial de argamassa foi de 47% e
que, por tentativas com acréscimos a este teor inicial (mantendo-se a quantidade de brita fixa,
em 20 kg, variando o cimento e areia, conforme mostrado na tabela 19), chegou-se ao valor
mínimo ideal de 54%. O abatimento foi fixado em 90± 10mm.
Figura 42: betoneira utilizada e procedimento e tempo de mistura aplicado para o CCV-REF
Uma vez definido esse teor de argamassa, foram então confeccionados concretos com os
quatro traços definidos inicialmente, mantendo-se o mesmo teor de 54% e a faixa de
abatimento do concreto entre os 80 e 100 mm (90±10 mm), formando assim uma família com
quatro pontos na curva de dosagem. Os traços e resultados obtidos desse estudo estão
ilustrados nas tabelas 19, 20 e 21 a seguir.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
88
Tabela 19: planilha auxiliar para determinação experimental do teor de
argamassa mínimo para o traço-piloto 1:5,25 do CCV-REF
Traço unitário c:a:p, em
massa
Areia Cimento
α
(%)
Cimento Areia Brita
m
(a+p)
(kg)
acréscimo
(kg)
(kg)
acréscimo
(kg)
Brita
(kg)
41 1 1,5625 3,6875 5,25
8,47
0
5,42
0 20
43 1 1,6875 3,5625 5,25
9,47
1,00
5,61
0,19 20
45 1 1,8125 3,4375 5,25 10,55 1,07 5,82 0,20 20
47 1 1,9375 3,3125 5,25 11,70 1,15 6,04 0,22 20
49 1 2,0625 3,1875 5,25 12,94 1,24 6,27 0,24 20
51 1 2,1875 3,0625 5,25 14,29 1,34 6,53 0,26 20
53 1 2,3125 2,9375 5,25 15,74 1,46 6,81 0,28 20
54 1 2,375 2,875 5,25 16,52 0,78 6,96 0,15 20
55 1 2,4375 2,8125 5,25 17,33 0,81 7,11 0,15 20
Tabela 20: resumo dos resultados obtidos para o traço-piloto
Quantidade de materiais da mistura
para o traço-piloto 1:5,25, em kg
α ideal
obtido
Traço
unitário c:a:p
(em massa)
Cimento Areia Brita Água
Relação
a/c
(kg/kg)
Abatimento
(mm)
54% 1:2,375:2,875 6,96 16,52 20,00 4,017 0,577 90
Tabela 21: resumo dos resultados obtidos para os traços da família do
concreto convencional (CCV-REF) para
α = 54%
Quantidade de materiais das misturas por
traço, em kg
Traço
1:m
Traço
unitário,
em massa
Cimento Areia Brita Água
Relação
a/c
(kg/kg)
Abatimento
(mm)
1:3 1:1,16:1,84 10,87 12,61 20,00 4,529 0,417 100
1:4,5 1:1,97:2,53 7,91 15,57 20,00 3,966 0,502 100
1:6 1:2,78:3,22 6,21 17,27 20,00 3,893 0,627 100
1:7,5 1:3,59:3,91 5,12 18,36 20,00 4,000 0,782 90
5.4 PRODUÇÃO E ENSAIOS DOS CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS
Uma vez determinado o teor ideal de argamassa para o concreto convencional (CCV), através
do método do IPT/EPUSP, parte-se agora para a tentativa de obter um CAA utilizando o
método de dosagem proposto por Tutikian (2004).
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
89
Como já foi descrito no capítulo 4 o método proposto por Tutikian (2004), desenvolvido a
partir do método original do IPT/EPUSP, é uma ferramenta inovadora em se tratando de
dosagem de CAA´s.
Como no caso do CCV, os CAA´s foram produzidos a partir dos mesmos quatro pontos com a
diferença de 1,5 pontos entre pontos próximos. Aqui, definiu-se como família os traços com
mesmo teor de aditivo superplastificante em relação à massa de cimento e mesmo teor de fíler
em relação ao teor de areia+fíler total do traço para um CCV, além do mesmo teor de
argamassa e faixa de valores para os ensaios no estado fresco, como o espalhamento e funil V
(conforme definido no item 5.4.3).
5.4.1 Procedimento e tempo de mistura dos materiais
A definição do procedimento de colocação e do tempo de mistura dos materiais é bastante
importante para qualquer método de dosagem de concretos. Segundo Takada (2004), que
estudou e testou vários procedimentos e seqüências de mistura, isso se torna ainda mais
importante quando se trata da produção de concretos auto-adensáveis, cujos procedimentos e
tempos de mistura exercem grande influência no aspecto do concreto após mistura.
Em seu trabalho sobre dosagem de concretos convencionais, Helene e Terzian (1992) definem
que para a introdução dos materiais na betoneira, deve-se obedecer a seguinte ordem: 80% da
água, 100% do agregado graúdo, 100% do agregado miúdo, 100% do cimento, restante da
água e aditivos quando forem usados. Esta foi a seqüência adotada por Tutikian (2004) para
produção de CAA.
Para o presente trabalho, os CAA´s foram produzidos numa betoneira de eixo vertical do
LEME/UFRGS, cuja capacidade é de cerca de 45 kg de material seco, e os materiais
constituintes foram colocados obedecendo a seguinte ordem de colocação e mistura: agregado
graúdo + água (mistura) + cimento (mistura) + fíler calcário (mistura) + aditivo(mistura) +
agregado miúdo (mistura) + água+aditivo (para ajuste final).
O tempo médio de mistura ficou entre os 6 e 9 minutos, conforme ilustrado na figura 43.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
90
Figura 43: esquema do procedimento de mistura adotado para os CAA´s
5.4.2 Cálculo das proporções dos materiais
Para realização dos cálculos dos traços para os diferentes CAA´s produzidos ao longo desta
pesquisa, foram desenvolvidas planilhas eletrônicas para facilitar a obtenção de qualquer
concreto para os traços e teores de argamassa desejados. Nessas planilhas, os dados de entrada
podem ser os teores de argamassa a serem estudados, os traços escolhidos e a quantidade de
areia, que deve ser fixa em cada traço. A figura 44 mostra uma planilha de exemplo para o
cálculo de dosagem.
Figura 44: exemplo de planilha adotada para cálculo de dosagem de CAA
0,6067,863,0227,149,502,6414,251,8816,961,40,560,8460%filer
0,6060,32
2,4124,139,502,1111,611,5115,081,40,630,7755%filer
0,6054,29
1,9721,719,501,739,501,2313,571,40,70,750%filer
0,6049,35
1,6519,749,501,447,771,0312,341,40,770,6345%filer
0,6045,241,3918,109,501,226,330,8711,311,40,840,5640%filer
0,6041,76
1,1916,709,501,045,120,7510,441,40,910,4935%filer
0,6038,78
1,0315,519,500,904,070,659,691,40,980,4230%filer
0,6036,19
0,9014,489,500,793,170,579,051,41,050,3525%filer
0,6033,93
0,8013,579,500,702,380,508,481,41,120,2820%filer
0,6031,93
0,7112,779,500,621,680,447,981,41,190,2115%filer
0,6030,16
0,6312,069,500,561,060,407,541,41,260,1410%filer
0,6028,57
0,5711,439,500,500,500,367,141,41,330,075%filer
0,6027,14
0,0010,869,500,000,000,006,791,41,400%filer
1,61,43
pedram Verif.
alfa
Total
Material
Acréscimo
(kg)
BRITA
(kg)
AREIA
(kg)
Acréscimo
(kg)
FILLER
(kg)
Acréscimo
(kg)
CIMENTO
(kg)
verificação
finos
teor de
areia
teor de
fiiler
m-finos
filer+areia
pedra+finos
teor de
argamassa
60
g(
g@y
)
0,6067,863,0227,149,502,6414,251,8816,961,40,560,8460%filer
0,6060,32
2,4124,139,502,1111,611,5115,081,40,630,7755%filer
0,6054,29
1,9721,719,501,739,501,2313,571,40,70,750%filer
0,6049,35
1,6519,749,501,447,771,0312,341,40,770,6345%filer
0,6045,241,3918,109,501,226,330,8711,311,40,840,5640%filer
0,6041,76
1,1916,709,501,045,120,7510,441,40,910,4935%filer
0,6038,78
1,0315,519,500,904,070,659,691,40,980,4230%filer
0,6036,19
0,9014,489,500,793,170,579,051,41,050,3525%filer
0,6033,93
0,8013,579,500,702,380,508,481,41,120,2820%filer
0,6031,93
0,7112,779,500,621,680,447,981,41,190,2115%filer
0,6030,16
0,6312,069,500,561,060,407,541,41,260,1410%filer
0,6028,57
0,5711,439,500,500,500,367,141,41,330,075%filer
0,6027,14
0,0010,869,500,000,000,006,791,41,400%filer
1,61,43
pedram Verif.
alfa
Total
Material
Acréscimo
(kg)
BRITA
(kg)
AREIA
(kg)
Acréscimo
(kg)
FILLER
(kg)
Acréscimo
(kg)
CIMENTO
(kg)
verificação
finos
teor de
areia
teor de
fiiler
m-finos
filer+areia
pedra+finos
teor de
argamassa
60
g(
g@y
)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
91
Na figura 44 nota-se ainda que, o teor de fíler aumenta à medida que se busca
experimentalmente o ajuste da viscosidade da mistura, através da introdução de fíler calcário.
Portanto, o traço final, com as proporções de fíler e de areia, é determinado durante a
dosagem de CAA através do teor ideal de substituição de areia por fíler para ajuste da
viscosidade da mistura.
Neste trabalho, para a determinação do teor ideal de fíler calcário, começou-se com o teor de
10% (em relação ao traço total de areia) de fíler calcário (FC) e chegou-se ao valor ideal de
40% (para os teores de argamassa de 54 e 55%). Este teor de fíler calcário foi adotado para
todos os outros teores de argamassa durante todo o estudo.
Salienta-se que, para o teor de argamassa de 60% um teor de FC de 35% já se apresentava
suficiente para conferir a viscosidade adequada à mistura e se obter um CAA. Isso supõe
pensar que para os teores de argamassa mais elevados (65, 70 e 75%), não seria necessário um
teor de FC tão elevado. Então, em principio, para teores de argamassa maiores do que 60%, o
teor de fíler deveria ser inferior aos 40 ou 35%, uma vez que o teor de brita diminui com o
aumento do teor de argamassa demandando menor viscosidade para manter as partículas de
agregado graúdo em suspensão.
Como dados de saída da tabela ilustrada na figura 44, tem-se as quantidades de cimento, de
fíler calcário (neste trabalho) e de brita, com os seus respectivos acréscimos quando o teor de
fíler varia, e a quantidade total de material a ser misturado, tendo em conta a capacidade
máxima da betoneira.
A figura 45 ilustra o aspecto do concreto durante o processo de ajuste da viscosidade, desde o
ponto onde foi adicionado aditivo superplastificante até o ponto em o que teor de fíler
adicionado torna o concreto com a viscosidade adequada para um CAA.
(a) (b) (c)(a) (b) (c)
Figura 45: aspecto do CAA (a) segregado, (b) praticamente ajustado e (c) ponto ideal durante
o processo de dosagem
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
92
O aspecto do CAA em movimento também é importante para verificar a estabilidade da
mistura, além da observação do concreto na betoneira. A figura 46 mostra duas situações com
o concreto em movimento: 46(a) em queda livre, onde se pode ver a brita e argamassa bem
coesas e 46(b) em movimento horizontal, onde brita e argamassa com viscosidade adequada
se movem juntos, sem ocorrência de borda de segregação.
(a) (b)(a) (b)
Figura 46: aspecto do CAA em movimento com (a) agregado graúdo e argamassa coesos em
queda livre e (b) agregado graúdo e argamassa coesos em espalhamento
A figura 47 ilustra a visão geral do concreto após o ensaio de espalhamento, que é executado
logo que se constate visualmente na betoneira que a mistura esteja com a viscosidade
adequada, conforme explicado anteriormente, onde se nota em (a) uma concentração de
agregado graúdo no centro do material espalhado e com ocorrência de borda de segregação,
enquanto em (b) observa-se uma mistura coesa similar ao concreto da figura 46 (b).
(a) (b)(a) (b)
Figura 47: aspecto do CAA após o ensaio de espalhamento, onde (a) concreto segregando nas
bordas e no centro e (b) concreto coeso com bom espalhamento
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
93
Após obtenção da viscosidade adequada das misturas, neste caso ajustada com 40% de fíler
calcário em relação ao traço de areia, os traços unitários definitivos em massa dos concretos
produzidos foram calculados e encontram-se apresentados na tabela 22.
Tabela 22: resultados dos traços unitários secos obtidos por traço para
cada concreto produzido, com 40% de FC em relação ao teor de areia
inicial (ou areia+fíler)
Traço unitário C:FC:A:B, em massa
Concretos
estudados
Traço
1:m
Cimento
(C)
Fíler Calcário
(FC)
Areia
(A)
Brita
(B)
1:3 1 1,160 1,840
CCV-REF
1:4,5 1 1,970 2,530
α = 54% 1:6 1 2,780 3,220
1:7,5 1
0,00
3,590 3,910
1:3 1 0,464 0,696 1,840
1:4,5 1 0,788 1,182 2,530
CAA-54
α = 54%
1:6 1 1,112 1,668 3,220
1:3 1 0,48 0,720 1,800
CAA 1:4,5 1 0,81 1,215 2,475
α = 55% 1:6 1 1,14 1,710 3,150
1:7,5 1 1,47 2,205 3,825
1:3 1 0,56 0,840 1,600
CAA 1:4,5 1 0,92 1,380 2,200
α = 60% 1:6 1 1,28 1,920 2,800
1:7,5 1 1,64 2,460 3,400
1:3 1 0,64 0,960 1,400
CAA 1:4,5 1 1,03 1,545 1,925
α = 65% 1:6 1 1,42 2,130 2,450
1:7,5 1 1,81 2,715 2,975
1:3 1 0,72 1,080 1,200
CAA 1:4,5 1 1,14 1,710 1,650
α = 70% 1:6 1 1,56 2,340 2,100
1:7,5 1 1,98 2,970 2,550
1:3 1 0,80 1,200 1,000
CAA 1:4,5 1 1,25 1,875 1,375
α = 75% 1:6 1 1,70 2,550 1,750
1:7,5 1 2,15 3,225 2,125
Os traços unitários em massa forneceram as quantidades de cimento, areia e brita para a
produção de cada mistura em laboratório, que foram calculadas tendo em conta a capacidade
máxima da betoneira utilizada.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
94
Estas quantidades calculadas para as etapas I e II estão apresentadas a seguir nas tabelas 23 e
24, respectivamente.
Tabela 23: quantidades de materiais calculadas e obtidas para
confecção em laboratório de cada mistura da etapa I, mais o CCV
Quantidade de materiais das misturas de cada traço
Concretos
estudados
Traço
1:m
Cimento
(kg)
Fíler
(kg)
Areia
(kg)
Brita
(kg)
Água
(kg)
Relação
a/c
*H
(%)
Aditivo
SP (g)
1:3 10,87 12,61 20,00 4,529 0,4170 10,42
CCV-REF
1:4,5 7,91 15,57 20,00 3,966 0,5020 9,12
α = 54% 1:6 6,21 17,27 20,00 3,893 0,6270 8,95
1:7,5 5,12
0,00
18,36 20,00 4,000 0,7820 9,20
0,00
1:3 11,53 5,53 8,30 20,75 4,265 0,3699 9,25 165,45
CAA-55 1:4,5 8,23 6,67 10,00 20,37 3,909 0,4750 8,63 118,10
α = 55% 1:6 6,43 7,33 11,00 20,26 3,858 0,6000 8,57 92,27
1:7,5 5,44 8,00 12,00 20,82 4,463 0,8203 9,65 78,06
1:3 11,31 6,33 9,50 18,10 4,256 0,3763 9,41 141,37
CAA-60 1:4,5 8,33 7,67 11,50 18,33 4,231 0,5079 9,23 104,12
α = 60% 1:6 6,51 8,33 12,50 18,23 4,161 0,6392 9,13 81,37
1:7,5 5,37 8,80 13,20 18,24 4,352 0,8104 9,54 67,12
1:3 11,46 7,33 11,00 16,04 4,011 0,3500 8,75 200,55
CAA-65 1:4,5 8,28 8,53 12,80 15,95 4,617 0,5576 10,13 144,90
α = 65% 1:6 6,57 9,33 14,00 16,10 4,429 0,6741 9,63 114,97
1:7,5 5,38 9,73 14,60 16,00 4,448 0,8268 9,73 94,15
1:3 11,48 8,27 12,40 13,78 4,197 0,3656 9,14 198,60
CAA-70 1:4,5 8,19 9,33 14,00 13,51 4,057 0,4954 9,01 141,68
α = 70% 1:6 6,58 10,27 15,40 13,82 4,161 0,6324 9,03 113,83
1:7,5 5,39 10,67 16,00 13,74 4,348 0,8067 9,49 93,24
1:3 11,33 9,07 13,60 11,33 4,189 0,3697 9,24 312,70
CAA-75 1:4,5 8,21 10,27 15,40 11,29 4,252 0,5179 9,41 226,59
α = 75% 1:6 6,51 11,07 16,60 11,39 4,303 0,6608 9,44 179,67
1:7,5 5,40 11,60 17,40 11,47 4,579 0,8480 9,98 149,04
*H = relação água/materiais secos: água/(cimento+fíler+areia+brita)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
95
Tabela 24: quantidades de materiais calculadas e obtidas para
confecção em laboratório de cada mistura da etapa II
Quantidade de materiais das misturas de cada traço
Concretos
estudados
Traço
1:m
Cimento
(kg)
Fíler
(kg)
Areia
(kg)
Brita
(kg)
Água
(kg)
Relação
a/c
H
(%)
Aditivo
SP (g)
1:3 10,87 12,61 20,00 4,529 0,4170 10,42
CCV-REF
1:4,5 7,91 15,57 20,00 3,966 0,5020 9,12
α = 54% 1:6 6,21 17,27 20,00 3,893 0,6270 8,95
1:7,5 5,12
0,00
18,36 20,00 4,000 0,7820 9,20
0,00
1:3 9,48 4,40 6,60 17,45 4,080 0,4304 10,76 58,77
CAA-54 1:4,5 6,77 5,33 8,00 17,12 3,418 0,5049 9,18 41,97
α = 54% 1:6 5,40 6,00 9,00 17,37 3,436 0,6363 9,10 33,48
1:3 9,05 5,07 7,60 14,48 3,785 0,4182 10,46 61,54
CAA-60 1:4,5 6,52 6,00 9,00 14,35 3,298 0,5058 9,19 44,34
α = 60% 1:6 5,21 6,67 10,00 14,58 3,568 0,6848 9,79 35,43
CAA-65
α = 65%
1:4,5 6,47 6,67 10,00 12,46 3,851 0,5952 10,82 45,29
CAA-70
α = 70%
1:4,5 6,43 7,33 11,00 10,61 3,669 0,5706 10,37 62,24
CAA-75
α = 75%
1:4,5 6,40 8,00 12,00 8,80 3,850 0,6016 10,94 61,44
Os dados de consumo de materiais, em kg/m
3
, para as etapas I e II podem ser conferidos a
seguir nas tabelas 25 e 26, respectivamente.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
96
Tabela 25: resultados dos consumos de materiais para cada concreto
produzido na etapa I, em kg/m
3
Consumo de materiais, em kg/m
3
Concretos
estudados
Traço
1:m
Cimento Fíler Calcário Areia Brita Água Aditivo SP
1:3 532 617 978 222
CCV-REF
1:4,5 397 782 1004 199
α = 54% 1:6 313 869 1007 196
0% SP
1:7,5 256
0,00
919 1001 200
0,00
1:3 547 263 394 985 202 7,82
CAA-55 1:4,5 403 326 490 997 191 5,76
α = 55% 1:6 317 361 542 998 190 4,53
1,43%SP
1:7,5 255 374 562 974 209 3,64
1:3 544 305 457 870 205 6,80
CAA-60 1:4,5 397 365 547 873 201 4,96
α = 60% 1:6 312 400 599 874 200 3,90
1,25%SP
1:7,5 255 418 627 866 206 3,18
1:3 551 352 529 771 193 9,63
CAA-65 1:4,5 388 400 600 747 216 6,79
α = 65% 1:6 308 438 656 755 208 5,39
1,75%SP
1:7,5 253 458 687 753 209 4,43
1:3 545 392 588 654 199 9,42
CAA-70 1:4,5 397 452 679 655 197 6,87
α = 70% 1:6 311 486 729 654 197 5,39
1,73%SP
1:7,5 254 503 754 647 205 4,39
1:3 542 434 651 542 200 14,96
CAA-75 1:4,5 392 491 736 540 203 10,83
α = 75% 1:6 308 524 785 539 204 8,50
2,76%SP
1:7,5 251 539 808 533 213 6,92
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
97
Tabela 26: resultados dos consumos de materiais para cada concreto
produzido na etapa II, em kg/m
3
Consumo dos materiais em kg/m
3
de concreto
Concretos
estudados
Traço
1:m
Cimento Fíler Calcário Areia Brita Água Aditivo SP
1:3 532 617 978 222
CCV-REF
1:4,5 397 782 1004 199
α = 54%
1:6 313
0
869 1007 196
0
CAA-54
1:3 530 246 369 975 228 3,28
α = 54%
1:4,5 398 314 471 1008 201 2,47
0,62%SP
1:6 313 348 523 1009 199 1,94
1:3 532 298 447 851 222 3,62
1:4,5 397 365 548 873 201 2,70
CAA-60
α = 60%
0,68%SP
1:6 308 394 591 862 211 2,09
CAA-65
α = 65%
0,70%SP
1:4,5 383 394 591 736 228 2,68
CAA-70
α = 70%
0,97%SP
1:4,5 385 439 659 636 220 3,73
CAA-75
α = 75%
0,96%SP
1:4,5 380 475 712 522 229 3,64
5.4.3 Ensaios realizados no estado fresco
Para avaliação das propriedades dos CAA no estado fresco foram utilizados os seguintes
ensaios:
a) Slump flow test;
b) T
500mm
test;
c) V-funnel . Neste trabalho, optou-se em colocar a L-Box por baixo do funil de modo
que, o concreto liberado por este caia diretamente na L-box e já se começava a fazer
outro ensaio, completando apenas com o concreto que faltava;
d) L-box (o obstáculo usado foi o com 3ø12,5 mm c/ 35mm);
e) Box-shape (o obstáculo usado foi o com 3ø12,5 mm c/35mm, da figura 29);
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
98
Como parâmetro de controle de qualidade dos concretos produzidos e em função dos valores
recomendados por diversos autores já citados no capítulo 3, decidiu-se fixar os seguintes
valores para os diferentes ensaios executados no estado fresco:
- Espalhamento = 600 a 700 mm;
- Tempo para alcançar a marca dos 500 no espalhamento, T
500mm
= 2 a 7 segundos;
- Tempo para escoar no Funil V = 5 a 15 segundos;
- Altura mínima do CAA na caixa (Box-shape) = 300 mm;
- Relação entre H
1
e H
2
na Caixa L (L-box), H
2
/H
1
= 0,80 a 1,00.
A escolha destes ensaios tem como justificativa a verificação de que a maior parte dos estudos
sobre o CAA utiliza e recomenda os mesmos (EFNARC, 2002), (TVIKSTA, 2000), entre
outros. Portanto, julgou-se pertinente a escolha dos referidos ensaios para a presente pesquisa.
Para outros detalhes os resultados individuais destes ensaios constam no Anexo 1 deste
trabalho.
5.4.4 Moldagem e Cura dos Corpos-de-prova
Após confirmação pelos testes no estado fresco de que os concretos obtidos eram auto-
adensáveis, os corpos-de-prova foram moldados (sem compactação nenhuma), conforme
ilustra a figura 48, por cada traço dosado. Esses corpos-de-prova, devidamente identificados,
permaneceram durante as primeiras 24 horas cobertos com lona plástica, e colocados
posteriormente em câmara úmida (temperatura de 20±2ºC e umidade relativa superior a 95%)
do laboratório do NORIE/UFRGS para a sua cura.
Figura 47: moldagem dos corpos-de-prova de CAA sem compactação
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
99
Após 3, 7, 28 e 56 dias de cura em câmara úmida, os corpos-de-prova foram rompidos por
compressão axial visando avaliar a evolução da resistência ao longo do tempo. Os corpos-de-
prova eram retirados da câmara úmida 24 horas antes dos ensaios de ruptura e deixados ao
ambiente normal de laboratório, a fim de deixar evaporar a água contida nos poros do
concreto, para minimizar a influência desta nos resultados dos ensaios mecânicos.
5.4.5 Ensaios realizados no estado endurecido
Os ensaios no estado endurecido, realizados através da moldagem do concreto em doze (12)
corpos-de-prova (CP´s) cilíndricos com ø9,5cm e altura de 19 cm, para cada traço (totalizando
288 corpos-de-prova para o estudo dos diferentes teores de argamassa) foram os seguintes:
a) resistência à compressão axial (aos 3, 7, 28 e 56 dias), segundo a NBR 5739
(ABNT, 1994);
b) resistência à tração por compressão diametral (aos 28 dias), segundo a NBR 7222
(ABNT, 1994);
c) ensaio de ultra-som para avaliação da qualidade e uniformidade (ausência de
vazios) dos CAA (aos 3, 7, 28 e 56 dias), segundo a NBR 8802;
d) módulo de elasticidade (E
c
), segundo a NBR 8522 (2003);
Os corpos-de-prova dos ensaios foram distribuídos da seguinte forma:
- 2 para o ensaio de compressão axial/ultra-som aos 3 dias;
- 2 para o ensaio de compressão axial/ultra-som aos 7 dias;
- 3 para o ensaio de compressão axial/ultra-som aos 28 dias (2 dos quais com
determinação do E
c
);
- 2 para o ensaio de compressão axial/ultra-som aos 56 dias e
- 3 para o ensaio de tração por compressão diametral aos 28 dias.
A escolha desses ensaios visou analisar as principais propriedades dos concretos endurecidos
para verificar o produto final obtido através da dosagem realizada.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
100
6 RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 COMPORTAMENTO NO ESTADO FRESCO
Nesta seção do trabalho serão apresentados os resultados do comportamento do CAA no
estado fresco, que envolveram os principais ensaios recomendados para esse tipo de concreto.
6.1.1 Ensaio de espalhamento do concreto
Na figura 49 estão apresentados os resultados do ensaio de espalhamento do CAA para cada
um dos traços executados na etapa I em função do teor de argamassa e do teor de aditivo
superplastificante sobre a massa de cimento (%SP/cim.).
Observa-se na mesma figura que o CAA com teor de argamassa de 75% (CAA-75) obteve o
maior valor de espalhamento, teoricamente devido o seu maior teor de aditivo (2,76%) e pelo
seu menor teor de brita (maior liberdade para fluir), e ultrapassou o valor máximo
estabelecido para o presente estudo (700 mm).
500
550
600
650
700
750
800
1,534,567,59
Traços m (kg/kg)
Espalhamento CAA (mm)
CAA-55; 1,43%SP
CAA-60; 1,25%SP
CAA-65; 1,75%SP
CAA-70; 1,73%SP
CAA-75; 2,76%SP
Figura 49: diâmetros médios obtidos no ensaio de espalhamento do CAA (etapa I)
Na figura 50 observam-se os mesmos resultados em forma de barras, e nota-se que 4 dos 20
traços ficaram abaixo do mínimo estipulado para o ensaio de espalhamento (600 mm) e 3
passaram dos 700 mm, que foi o máximo estabelecido. Isto pode ser corrigido efetuando-se
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
101
ajustes na quantidade de água e/ou de aditivo superplastificante, desde que não prejudique a
viscosidade da mistura em causa.
Portanto, dentro dos critérios estabelecidos, a maioria dos concretos, cerca de 80% dos traços,
apresentou uma deformabilidade aceitável, ou seja, entre os 600 e 700 mm. Por outro lado,
nota-se que os traços correspondentes ao CAA-55 na figura 49, apresentaram resultados com
a menor variabilidade.
1:6
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
1:3
1:4,5
1:7,5
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
500
550
600
650
700
750
CAA-55 CAA-60 CAA-65 CAA-70 CAA-75
Espalhamento do CAA (mm)
Figura 50: diâmetros médios obtidos no ensaio de espalhamento do CAA (etapa I)
Salienta-se que os ajustes da dosagem de aditivo superplastificante para as famílias de CAA
da etapa I foram executados pelo traço mais pobre, 1:7,5, a partir da fixação da relação a/c em
torno de 0,80 pelos motivos já explicados no capítulo 5.
Para a etapa II, o ajuste da dosagem de aditivo superplastificante para as famílias de CAA foi
efetuado pelo traço 1:4,5, o que proporcionou uma significativa economia no consumo de
aditivo comparativamente aos consumos dos concretos dosados na etapa I.
A figura 51 ilustra bem como o concreto pode se comportar ao longo da obtenção de CAA
quando se busca o ponto ideal do ajuste de aditivo superplastificante, visando alcançar
viscosidade e fluidez adequadas. Na imagem da figura 51(a) observa-se um concreto pouco
fluido e necessitando de aditivo, já na imagem da figura 51(b) tem-se um concreto que
segregou (observar bordas e centro), ou seja, foi colocado aditivo além do ponto certo. A
imagem da figura 51(c) mostra um concreto com seu teor de aditivo no ponto em que a
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
102
mistura se apresenta sem segregação, onde pode se ver uma distribuição uniforme do
agregado graúdo e da argamassa.
(a) (b) (c)
Figura 51: comportamento do CAA durante o ajuste de superplastificante (a) pouco fluído,
faltando aditivo, (b) segregado, com excesso de aditivo e (c) ajustado
Para melhor ilustrar um CAA sem segregação visual nas bordas durante o ensaio de
espalhamento, a figura 52 mostra bem dois exemplos de detalhes de CAA coesos.
(a) (b)
Figura 52: detalhes do (a) CAA-54 e (b) CAA-60 no ensaio de espalhamento do CAA, ambos
coesos e sem segregação
A figura 53 ilustra os resultados do ensaio de espalhamento dos concretos confeccionados na
etapa II e verifica-se que, dos 9 traços executados, 1 ficou abaixo do mínimo estabelecido
(600 mm). Isso representa um valor de quase 89% de valores acima do valor mínimo de 600
mm para esse ensaio, no conjunto de 9 traços da etapa II.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
103
1:4,5 CAA-75
1:4,5 CAA-70
1:4,5 CAA-65
1:6
1:4,5
1:3
1:6
1:4,5
1:3
500
550
600
650
700
750
800
850
CAA-54 CAA-60
Espalhamento do CAA (mm)
CAA - 65 CAA-70 CAA-75
Figura 53: diâmetros médios obtidos no ensaio de espalhamento do CAA (etapa II)
Para os CAA-54 e CAA-60, produzidos na etapa II, os resultados individuais de espalhamento
podem ser conferidos na figura 54. O traço 1:6 do CAA-60 teve um comportamento abaixo do
esperado com espalhamento bem abaixo dos 600 mm (e isso se refletiu no resultado do ensaio
da L-box, a ser apresentado no item 6.1.4), porém não se pôde adicionar água com o objetivo
manter o fator água/materiais secos (H) na mesma faixa dos outros traços, e o aditivo
superplastificante constante para cada família já havia sido totalmente colocado.
400
450
500
550
600
650
700
750
1,534,567,5
Traço m (kg/kg)
Espalhamento CAA (mm)
CAA-54; 0,62%SP
CAA-60; 0,68%SP
Figura 54: diâmetros médios obtidos no ensaio de espalhamento do CAA (etapa II)
6.1.2 Ensaio de espalhamento – T
500mm
Para este ensaio, que é realizado em simultâneo com o ensaio de espalhamento, a maior parte
dos traços da etapa I, como pode se visto na figura 55, teve comportamento aceitável dentro
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
104
do recomendado pela maioria dos pesquisadores (conforme apresentado no capítulo 3).
Apenas dois traços ficaram abaixo do tempo mínimo e 4 passaram do limite superior médio,
ou seja, 90% dos traços tiveram resultado acima do mínimo estabelecido nesse parâmetro.
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
11,0
CAA-55 CAA-60 CAA-65 CAA-70 CAA-75
T
500mm
(seg)
Figura 55: tempo para alcançar a marca dos 500 mm no ensaio de espalhamento (T
500mm
)
Os concretos da etapa II, como pode ser visto na figura 56, tiveram comportamento excelente,
sendo que nenhum traço ficou fora da faixa estabelecida. Isso leva a crer que o ajuste de
aditivo feito pelo traço médio seja o procedimento mais recomendável.
1:4,5
1:4,5
1:4,5
1:6
1:4,5
1:3
1:6
1:4,5
1:3
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
CAA-54 CAA-60
T
500mm
(seg)
CAA-65 CAA-70 CAA-75
Figura 56: tempo para alcançar a marca dos 500 mm no ensaio de espalhamento (T
500mm
)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
105
Pode-se ainda comentar que os traços que tiveram tempos maiores para alcançar a marca dos
500 mm apresentam, teoricamente, para o mesmo traço e valor de espalhamento, uma mistura
mais viscosa. O contrário ocorre para os traços com tempos menores.
Portanto, o T
500mm
pode ser uma medida indireta da viscosidade da mistura, e a figura 57
apresenta algumas correlações observadas durante o presente estudo, onde se pode notar que
existe certa relação entre o T
500mm
e correspondente traço da mistura traço, independente do
teor de argamassa. Outras correlações do estudo experimental são apresentadas no anexo 2.
CAA-70
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
1,534,567,59
Traço m (kg/kg)
T
500mm
(s)
CAA-55
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
1,5 3 4,5 6 7,5 9
Traço m (kg/kg)
T
500mm
(s)
CAA-60
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
1,5 3 4,5 6 7,5 9
Traço m (kg/kg)
T
500mm
(s)
CAA-65
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
1,5 3 4,5 6 7,5 9
Traço m (kg/kg)
T
500mm
(s)
CAA-75
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
1,5 3 4,5 6 7,5 9
Traço m (kg/kg)
T
500mm
(s)
Figura 57: comportamento do ensaio de espalhamento (T
500mm
) em função do traço (etapa I)
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
106
Assim, observou-se que o T
500mm
para os quatro traços, em todos os teores de argamassa da
etapa I, tende a diminuir à medida que o traço fica mais pobre (menor consumo de cimento),
ou seja, os traços mais pobres tendem a ser menos viscosos, em virtude da menor quantidade
de pasta, responsável pela quebra de atrito entre as partículas sólidas da mistura.
Na figura 58 observa-se que o T
500mm
para os três traços dos dois teores de argamassa da etapa
II (CAA-54 e CAA-60) tende a aumentar do traço mais rico (maior consumo de cimento) para
o traço mais pobre (1:6), ou seja, o efeito contrário do que ocorreu com os concretos da etapa
I. Não se sabe ao certo o motivo deste comportamento não esperado, todavia o ajuste pelo
traço médio deve ser um dos fatores, entre outros possíveis.
CAA-60
2,70
2,75
2,80
2,85
2,90
2,95
3,00
3,05
3,10
3,15
1,5 3 4,5 6 7,5
Traço m (kg/kg)
T
500mm
(s)
CAA-54
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
1,5 3 4,5 6 7,5
Traço m (kg/kg)
T
500mm
(s)
Figura 58: tendência do comportamento entre T
500mm
e o traço m (etapa II)
Por outro lado, como se vê na figura 59, também na etapa II verifica-se que o T
500mm
denota
uma correlação com a relação superplastificante/água (SP/a). A relação SP/a aumenta à
medida que o traço fica mais rico e o correspondente T
500mm
diminui, ou seja, o traço 1:6 seria
mais viscoso do que o 1:4,5 e o 1:3, confirmando as relações da figura 58.
CAA-54
m=6
m=4,5
m=3
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
0,0080 0,0100 0,0120 0,0140 0,0160
Relação SP/a (g/g)
T
500mm
(s)
CAA-60
m=6
m=4,5
m=3
2,70
2,75
2,80
2,85
2,90
2,95
3,00
3,05
3,10
3,15
0,0080 0,0100 0,0120 0,0140 0,0160 0,0180
Relação SP/a (g/g)
T
500mm
(s)
Figura 59: tendência de comportamento entre o T
500mm
e a relação SP/água (etapa II)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
107
6.1.3 Ensaio do funil V (V-funnel test)
Similar ao caso anterior, a maior parte dos traços, como mostram as figuras 60 e 61, teve
comportamento aceitável, dentro do recomendado pela maioria dos pesquisadores (de 5 a 15
segundos). Cerca de 67% dos traços tiveram bom resultado quanto à recomendação do tempo
de escoamento no funil V.
4,0
8,0
12,0
16,0
20,0
24,0
1,534,567,59
Traços m (kg/kg)
Tempo Funil V (s)
CAA-55; 1,43%SP
CAA-60; 1,25%SP
CAA-65; 1,75%SP
CAA-70; 1,73%SP
CAA-75; 2,76%SP
Figura 60: tempos de escoamento no funil V para os CAA´s da etapa I
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
1,5 3 4,5 6 7,
5
Traços m (kg/kg)
Tempo Funil V (seg)
CAA-54; 0,62%SP
CAA-60; 0,68%SP
Figura 61: tempos de escoamento no funil V para os CAA´s da etapa II
A figura 62, que mostra todos os resultados do ensaio de V-funnel da etapa I, apresenta três
traços cujos tempos de escoamento foram superiores a 15 segundos. Para esse ensaio, a
experiência de laboratório durante a pesquisa mostrou que misturas com tempos de
escoamento acima dos 20segundos geralmente estão segregando, e que um CAA com
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
108
adequada viscosidade deve apresentar um tempo de escoamento no funil V entre 7 a 12
segundos, para as condições de armadura simuladas.
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1:6
1:4,5
1:3
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1:7,5
1:6
1:4,5
1:3
1:7,5
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
CAA-55 CAA-60 CAA-65 CAA-70 CAA-75
Tempo Funil V (seg
)
Figura 62: tempos de escoamento no funil V para todos os traços da etapa I
A figura 63 mostra apenas os resultados dos CAA-55 e CAA-60 que, para a pesquisa,
apresentaram os melhores resultados relativos.
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1,5 3 4,5 6 7,5 9
Traços m (kg/kg)
Tempo Funil V (s)
CAA-55; 1,43%SP
CAA-60; 1,25%SP
Figura 63: tempos de escoamento no funil V para CAA- 55 e CAA-60 (etapa I)
Os concretos produzidos na etapa II, conforme mostra a figura 64, tiveram excelentes
resultados no ensaio do V-funnel. Uma vez mais, pelos resultados obtidos, destaca-se a
importância do ajuste pelo traço intermediário haja vista a menor dispersão nos resultados
deste ensaio, cuja execução é ilustrada na figura 65 com a L-box e com a Box-shape.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
109
1:4,5
1:4,5
1:4,5
1:4,5
1:3
1:6
1:3
1:4,5
1:6
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
CAA-54 CAA-60
Tempo Funil V (seg
)
CAA-65 CAA-70 CAA-75
Figura 64: tempos de escoamento no funil V para os CAA´s da etapa II
(a) (b) (c)(a) (b) (c)
Figura 65: ensaio de escoamento no funil V com (a) molde vazio pronto com a L-box, (b)
preenchimento do molde e (c) concreto escoando diretamente para dentro da Box-shape
Na figura 66 observa-se que o tempo de escoamento do CAA pelo V-funnel na etapa I tende a
aumentar para os traços mais ricos, que são os traços que apresentam maior relação SP/a.
Portanto, os traços m=3 de todos os teores de argamassa podem ser considerados como mais
viscosos em relação aos demais traços.
Lembra-se que o T
500mm
na etapa I, discutido anteriormente, também foi maior para o traço
m=3 como o verificado agora com o tempo de escoamento no funil V, sugerindo, em
princípio, que concretos com maiores T
500mm
também terão tempos maiores no ensaio do
funil.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
110
CAA-60
m=7,5
m=6
m=4,5
m=3
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
0,0100 0,0150 0,0200 0,0250 0,0300 0,0350
SP/a (g/g)
Tempo funil V (s)
CAA-55
m=7,5
m=6
m=4,5
m=3
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500
SP/a (g/g)
Tempo funil V (s)
CAA-65
m=4,5
m=6
m=7,5
m=3
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
0,0175 0,0250 0,0325 0,0400 0,0475 0,0550
SP/a (g/g)
Tempo funil V (s)
CAA-70
m=3
m=4,5
m=6
m=7,5
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
0,0150 0,0225 0,0300 0,0375 0,0450 0,0525
SP/a (g/g)
Tempo funil V (s)
CAA-75
m=7,5
m=4,5
m=6
m=3
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
0,020 0,040 0,060 0,080
SP/a (g/g)
Tempo funil V (s)
Figura 66: tempos de escoamento no funil V x relação SP/a para os CAA´s da etapa I
Na figura 67 observa-se a mesma relação para os concretos produzidos na etapa II, só que
desta vez apresentando comportamentos contrários. Para o CAA-54 o traço mais viscoso foi o
m=6, enquanto que para o CAA-60 foi o traço m=3. Não se entende muito bem o porquê
desse comportamento.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
111
CAA-54
m=3
m=4,5
m=6
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
0,0080 0,0100 0,0120 0,0140 0,0160
SP/a (g/g)
Tempo funil V (s)
CAA-60
m=6
m=4,5
m=3
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
0,0080 0,0100 0,0120 0,0140 0,0160 0,0180
SP/a (g/g)
Tempo funil V (s)
Figura 67: tempos de escoamento no funil V x relação SP/a para os CAA´s da etapa II
6.1.4 Ensaio da caixa (Box-Shape test) e Ensaio da L-Box
Os resultados obtidos nesses dois ensaios, apresentados nas figuras 68 e 69, foram positivos,
uma vez que todos os 20 traços testados com a Box-shape alcançaram a altura mínima de 300
mm, assim como os 9 traços testados com a L-box tiveram a relação H
2
/H
1
maior ou igual a
0,80 (com exceção do traço 1:6 do CAA-54, que não teve fluidez suficiente). Isto significa
que todos tiveram excelente deformabilidade e excelente capacidade de passar por aberturas
estreitas, além da ótima capacidade de preenchimento.
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
1:3
1:4,5
1:6
1:7,5
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
CAA-55 CAA-60 CAA-65 CAA-70 CAA-75
Altura do CAA na Box-Shape (mm
)
Figura 68: altura do CAA Box-Shape (etapa I)
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
112
Na figura 68 destaca-se que os quatro traços do teor de argamassa de 75% alcançaram uma
altura máxima de 340 mm, pelo fato de possuírem o menor teor de brita, podendo mesmo ser
chamados de argamassas com algumas partículas de brita em suspensão.
Conforme já mencionado no item 6.1.1, o traço 1:6 do CAA-54, na figura 69, apresentou
diâmetro médio inferior a 600 mm no ensaio de espalhamento. Este mesmo traço foi o único,
dos 9 traços ensaiados na etapa II, que teve seu espalhamento abaixo dos 600 mm e que teve
também no ensaio da L-box a relação H
2
/H
1
inferior ao valor mínimo estabelecido e
recomendado na literatura.
1,00
0,83
0,78
1,00
0,88
1,00
0,83
1,00 1,00
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
CAA-54 CAA-60
Relação H
2
/H
1
do CAA na L-Box
CAA-65 CAA-70 CAA-75
1
:
3
1
:
6
1
:
4,
5
1
:
4,5
1
:
4,5
1
:
4,
5
1
:
4,5
1
:
3
1
:
6
Figura 69: resultados do ensaio com a L-box para os CAA´s da etapa II
A figura 70 ilustra como o CAA se comportou durante os ensaios com a Box-shape em função
da sua composição. O concreto, ao passar de um lado para o outro, poderá passar livremente
por entre as barras de aço sem que ocorra bloqueio, porém não alcançar a altura mínima de
300 mm. Por outro lado, se a mistura estiver segregando, somente a argamassa passará pelo
obstáculo composto pelas barras de aço e, neste caso, ocorrerá o bloqueio, conforme mostra a
figura 70(c).
As figuras 70(a) e 70(b) ilustram bem o caso do CAA bem dosado e ajustado com excelente
comportamento no ensaio da Box-shape. Nota-se que as partículas de agregado graúdo
aparecem em ambos os lados do aparato após o ensaio, o que representa que a brita e
argamassa estão bem coesas (portanto, a brita está bem distribuída na argamassa).
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
113
(a) (b) (c)
Figura 70: exemplos do comportamento do CAA durante o ensaio na Box-shape (a) vista
superior do aparato com excelente CAA (b) vista lateral do mesmo CAA e (c) detalhe do
fenômeno de bloqueio do CAA segregado ao passar por entre as armaduras
Como no caso anterior, a figura 71 ilustra como o CAA pode se comportar durante o ensaio
com L-box. A figura 71(a) mostra um concreto que passou através das barras para o outro,
mas depois ocorreu bloqueio pela viscosidade inadequada. A figura 71(b) ilustra um concreto
que passou por entre as barras de aço sem ocorrer bloqueio, porém não teve fluidez necessária
para preencher a caixa convenientemente. Já a imagem da figura 71(c) ilustra um excelente
CAA cuja relação entre alturas (H
2
/H
1
) foi de 1,00.
(a) (b) (c)
Figura 71: comportamento do CAA durante o ensaio na L-box em que (a) CAA passou pelo
obstáculo mas ocorreu um pequeno bloqueio, (b) CAA passou pelo obstáculo sem bloqueio
mas sem fluidez adequada e (c) CAA com excelente capacidade de preenchimento e de passar
pelo obstáculo
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
114
Na figura 72 observa-se o comportamento da demanda de aditivo superplastificante (SP) em
função do teor de argamassa da misturas. Na etapa I o ajuste de SP para cada família de CAA
foi feito primeiramente para o traço mais pobre (1:7,5), fixando-se o valor obtido (em
percentagem) para os outros traços, o que resultou em alto consumo de SP.
Já durante a etapa II esse ajuste de SP foi feito a partir do traço intermediário 1:4,5, o que
garantiu uma considerável economia na demanda de SP. Portanto, recomenda-se que esse
ajuste deva ser feito para o ponto central entre os que formam a família de determinado
concreto a ser dosado.
1,75
1,43
1,25
1,25
2,76
1,73
0,97
0,96
0,68
0,62
0,70
y = 0,0511x - 1,5014
R
2
= 0,7131
y = 0,0193x - 0,4675
R
2
= 0,8532
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
45 50 55 60 65 70 75 80
Teor de argamassa (%)
% de Aditivo (SP/cimento)
etapa I
etapa II
Figura 72: dosagem de aditivo SP em função do teor de argamassa
Em síntese, pode-se dizer sobre os ensaios realizados no estado fresco que o traço 1:7,5 não
pareceu ser interessante em se tratando de dosagem de CAA e a diferença de 1,5 pontos entre
os traços também é desaconselhada em virtude da sensibilidade dos parâmetros do CAA no
estado fresco.
Notou-se a dificuldade em manter todos os parâmetros dentro de uma faixa pequena, por isso
julga-se que se deve testar famílias com traços espaçados por 1 ponto (ou 0,75), por exemplo
1:3, 1:4, 1:5 e 1:6, no máximo. Isso é extremamente importante quando se pretende obter
pontos para formar uma mesma família de traços com curvas de dosagem bem ajustadas
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
115
6.2 ESTADO ENDURECIDO
Os resultados no estado endurecido aqui apresentados referem-se às principais propriedades
mecânicas dos concretos analisadas neste estudo: resistência à compressão aos 3, 7, 28 e 56
dias, resistência à tração por compressão diametral aos 28 dias, módulo de elasticidade dos
concretos com traço m=4,5 e o ensaio de ultra-som, realizado às mesmas idades e com os
mesmos corpos-de-prova do ensaio de compressão axial para determinação da resistência à
compressão.
6.2.1 Curvas de dosagem dos concretos
Nas figuras 73 a 80 estão representados os diagramas ou curvas de dosagem para os concretos
produzidos, que correlacionam resistência à compressão, relação água/cimento, teor de
agregados total (traço m)
1
e consumo de cimento por m
3
de concreto. As curvas do CAA-55 e
do CAA-75 indicam que nestes dois concretos houve um crescimento lento das resistências de
suas primeiras idades, sendo os únicos com resistências entre os 15 e 30 MPa para as idades
de 3 e 7 dias. Para o caso do CAA-75 julga-se que o motivo seja a alta dosagem de aditivo
superplastificante que, como citam alguns autores (Nunes, 2001 apud Roncero et al, 2001),
aumenta o tempo de inicio de pega e isso afeta diretamente a resistência nas primeiras idades.
Por outro lado, nota-se que as curvas dos concretos CAA-55, CAA-60 (da etapa I) e CAA-75
para a idade de 56 dias estão com uma região abaixo da curva de 28 dias sendo que para o
caso do CAA-60 (etapa I) a curva de 56 dias está totalmente abaixo da de 28 dias. Foi
verificado comportamento similar em dois concretos no estudo desenvolvido por Tutikian
(2004). Não se sabe a explicação correta desse comportamento não esperado da resistência do
concreto (pode ser devido à presença de água nos poros, propiciando o surgimento de uma
poro-pressão durante o ensaio de compressão axial que pode afetar negativamente a
resistência), mas o fato é que 8 dos 27 (29,6%) traços deste trabalho e 7 dos 28 (25%)
avaliados por Tutikian (2004) apresentaram este comportamento. Salienta-se que foram
utilizados os mesmos laboratórios e equipamentos, e os materiais aplicados também foram
bastante semelhantes, com exceção do cimento, que no caso do estudo de Tutikian (2004) foi
usado o cimento de alta resistência inicial (ARI-RS).
1
Para CCV-REF: m=brita+areia;
Para CAA: m=brita+areia+fíler calcário.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
116
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
RELAÇÃO a/c
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
TEOR DE AGREGADOS (kg/kg)
200250300350400450500550600
CONSUMO DE CIMENTO (kg/m3)
Legenda do CAA-55:
56 dias
28 dias
7 dias
3 dias
Figura 73: curva de dosagem do CAA-55
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
RELAÇÃO a/c
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
TEOR DE AGREGADOS (kg/kg)
200250300350400450500550600
CONSUMO DE CIMENTO (kg/m3)
Legenda do CAA-60:
56 dias
28 dias
7 dias
3 dias
Figura 74: curva de dosagem do CAA-60 (etapa I)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
117
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
RELAÇÃO a/c
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
TEOR DE AGREGADOS (kg/kg)
200250300350400450500550600
CONSUMO DE CIMENTO (kg/m3)
Legenda do CAA-65:
56 dias
28 dias
7 dias
3 dias
Figura 75: curva de dosagem do CAA-65
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
RELAÇÃO a/c
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
TEOR DE AGREGADOS (kg/kg)
200250300350400450500550600
CONSUMO DE CIMENTO (kg/m3)
Legenda do CAA-70:
56 dias
28 dias
7 dias
3 dias
Figura 76: curva de dosagem do CAA-70
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
118
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
RELAÇÃO a/c
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
TEOR DE AGREGADOS (kg/kg)
200250300350400450500550600
CONSUMO DE CIMENTO (kg/m3)
Legenda do CAA-75:
56 dias
28 dias
7 dias
3 dias
Figura 77: curva de dosagem do CAA-75
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
RELAÇÃO a/c
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
TEOR DE AGREGADOS (kg/kg)
200250300350400450500550600
CONSUMO DE CIMENTO (kg/m3)
Legenda do CCV-54:
56 dias
28 dias
7 dias
3 dias
Figura 78: curva de dosagem do concreto convencional (CCV-54)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
119
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
RELAÇÃO a/c
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
TEOR DE AGREGADOS (kg/kg)
200250300350400450500550600
CONSUMO DE CIMENTO (kg/m3)
Legenda do CAA-54:
56 dias
28 dias
7 dias
3 dias
Figura 79: curva de dosagem do CAA-54
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
RELAÇÃO a/c
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
TEOR DE AGREGADOS (kg/kg)
200250300350400450500550600
CONSUMO DE CIMENTO (kg/m3)
Legenda do CAA-60 ii:
28 dias
7 dias
Figura 80: curva de dosagem do CAA-60 (etapa II)
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
120
Contudo, observando-se as curvas de dosagem, nota-se que os dados obtidos apresentam
ajustes bem satisfatórios e dentro do esperado. Isso representa uma vantagem do método de
dosagem utilizado, uma vez que com estes diagramas de dosagem tem-se uma faixa
considerável de CAA, diferente de outros métodos que para cada estudo de dosagem buscam
apenas um traço.
A seguir, na tabela 27, apresentam-se as equações das curvas de dosagem obtidas para cada
concreto produzido, para a idade de 28 dias.
Tabela 27: equações e respectivos coeficientes de correlação das curvas de dosagem
Lei de Abrams Lei de Lyse Lei de Molinari
CONCRETOS
ca
k
k
fcj
/
2
1
=
cakkm /.
43
+
=
mkk
C
.
1000
65
+
=
ca
c
f
/
28
52,7
24,86
=
3246,0/.84,9
−
=
cam
m
C
.451,047,0
1000
+
=
CAA-55
r
2
=0,9992 r
2
=0,9839 r
2
=0,9996
ca
c
f
/
28
72,10
38,108
=
8277,0/.42,10
−
=
cam
m
C
.458,046,0
1000
+
=
CAA-60
(etapa I)
r
2
=0,9988 r
2
=0,9977 r
2
=0,9999
ca
c
f
/
28
97,9
37,108
=
5130,0/.57,9
−
=
cam
m
C
.482,037,0
1000
+
=
CAA-65
r
2
=0,9964 r
2
=0,9934 r
2
=0,9996
ca
c
f
/
28
35,8
35,103
=
6259,0/.21,10
−
=
cam
m
C
.462,044,0
1000
+
=
CAA-70
r
2
=0,9683 r
2
=0,9973 r
2
=0,9999
ca
c
f
/
28
51,20
84,136
=
4271,0/.47,9
−
=
cam
m
C
.471,043,0
1000
+
=
CAA-75
r
2
=0,9876 r
2
=0,9980 r
2
=0,9999
ca
c
f
/
28
51,24
98,145
=
8263,1/.13,12
−
=
cam
m
C
.442,055,0
1000
+
=
CCV-54
r
2
=0,9927 r
2
=0,9931 r
2
=0,9998
ca
c
f
/
28
78,42
72,235
=
9251,2/.19,14
−
=
cam
m
C
.430,059,0
1000
+
=
CAA-54
r
2
=0,9953 r
2
=0,9870 r
2
=0,9997
ca
c
f
/
28
49,20
62,157
=
3097,1/.84,10
−
=
cam
m
C
.446,054,0
1000
+
=
CAA-60
(etapa II)
r
2
=0,9779 r
2
=0,9806 r
2
=0,9994
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
121
6.2.2 Consumo de cimento dos concretos
O consumo de cimento, para os traços entre 1:3 e 1:7,5, variou aproximadamente entre os 250
e 550 kg por metro cúbico de concreto. Pelas figuras 81 e 82, nota-se que o consumo de
cimento por teor de argamassa é praticamente constante para os mesmos traços, ou seja, o
aumento do teor de argamassa não aumenta o consumo de cimento quando comparado com
um teor de argamassa inferior do mesmo traço.
532
313
256
547
403
317
255
544
397
312
255
551
388
308
253
545
397
311
254
542
392
308
251
397
0
100
200
300
400
500
600
1:3 1:4,5 1:6 1:7,5
Traços m (kg/kg)
Consumo de cimento (kg/m3)
CCV-RE
F
CAA-55
CAA-60
CCA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 81: consumo de cimento dos concretos da etapa I
532
313
530
398
313
532
397
308
383
385
380
397
0
100
200
300
400
500
600
1:3 1:4,5 1:6
Traços m (kg/kg)
Consumo de cimento (kg/m3)
CCV-RE
F
CAA-54
CAA-60
CCA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 82: consumo de cimento dos concretos da etapa II
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
122
Para compreender melhor a situação do consumo de cimento por teor de argamassa,
estabeleceu-se para uma mistura hipotética, a quantidade total de 1000 kg de material
(cimento, fíler, areia e brita) e foram calculadas as quantidades de cada material para o traço
1:3 para os cinco teores de argamassa diferentes (54, 60, 65, 70 e 75%).
Os resultados obtidos estão ilustrados na figura 83, onde se nota que a quantidade de cimento
é constante para os cinco teores de argamassa, praticamente o mesmo que o ilustrado nas
figuras 81 e 82 (com as devidas diferenças entre os valores em virtude da influência das
relações a/c e da dosagem de aditivo para cada teor de argamassa). Já a quantidade de brita
diminui, enquanto que a areia e o fíler aumentam com o acréscimo do teor de argamassa.
Fíler
Areia
Brita
Cimento
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
50 55 60 65 70 75 80
Teor de Argamassa (%)
Materiais para 1 ton mistura (kg)
Cimento
Fíler
Areia
Brita
Figura 83: exemplo de consumo de cimento (constante) para o traço 1:3 com diferentes teores
de argamassa
Depois, com os custos unitários reais dos mesmos materiais e a partir do consumo de
materiais para a mistura hipotética foram calculados os custos para os teores de argamassa
considerados. Observa-se na figura 84 que o custo total dos materiais, que estão ilustrados na
figura 85, aumenta com o incremento do teor de argamassa.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
123
100
105
110
115
50 55 60 65 70 75 80
Teor de Argamassa (%)
Custo para 1 ton material (R$
)
Figura 84: custo total de materiais para o traço 1:3 do exemplo anterior
Brita Areia
Fíler calcário Cimento CP IV-32
Brita Areia
Fíler calcário Cimento CP IV-32
Figura 85: materiais utilizados
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
124
6.2.3 Resistências à compressão e à tração
A tabela 28 apresenta as médias da resistência à compressão aos 3, 7 e 28 dias e da resistência
à tração aos 28 dias dos concretos produzidos na etapa I, além da relação entres estas
resistências. A evolução da resistência à compressão ao longo do tempo será abordada na
seção 6.2.4.
Tabela 28: resistências à compressão e à tração dos concretos CCV-
REF e CAA´s da etapa I, e relação entre resistências
Resistência à compressão, f
cm
(MPa)
Resist. à
tração, f
tm
f
tm
/f
cm
Concretos
estudados
Traço
1:m
Relação
a/c
SP/cim.
(%)
3 dias 7 dias 28 dias 56 dias
28 dias
(MPa)
f
tm,28
/f
cm,28
1:3 0,417 24,7 27,1 38,90 49,4 2,49 0,06
CCV-REF
1:4,5 0,502 17,8 20,3 27,90 38,1 1,96 0,07
α = 54% 1:6 0,630 11,4 14,6 21,20 27,5 1,93 0,09
1:7,5 0,782
0,00
6,3 7,5 11,10 15,5 1,09 0,10
1:3 0,370 19,4 25,3 41,20 36,4 2,78 0,07
CAA
1:4,5 0,475 17,1 20,5 32,70 28,2 2,02 0,06
α = 55% 1:6 0,600 11,1 16,2 25,40 26,7 2,21 0,09
1:7,5 0,820
1,43
6,9 9,3 16,90 18,7 1,54 0,09
1:3 0,376 24,5 27,5 44,70 38,4 3,40 0,08
CAA
1:4,5 0,508 17,5 21,8 32,20 26,0 2,91 0,09
α = 60% 1:6 0,639 12,1 16,2 23,20 22,7 1,89 0,08
1:7,5 0,810
1,25
8,1 11,0 16,60 16,4 1,33 0,08
1:3 0,350 26,4 37,5 48,90 54,6 2,83 0,06
CAA
1:4,5 0,558 13,3 20,1 29,10 31,9 2,38 0,08
α = 65% 1:6 0,674 10,1 14,5 22,20 26,1 2,36 0,11
1:7,5 0,827
1,75
6,9 10,5 17,60 19,0 1,46 0,08
1:3 0,366 26,0 37,2 45,50 43,7 4,26 0,09
CAA
1:4,5 0,495 16,9 23,4 31,60 38,8 2,51 0,08
α = 70% 1:6 0,632 11,9 16,6 22,90 29,7 2,15 0,09
1:7,5 0,807
1,73
7,2 10,2 14,80 19,0 1,14 0,08
1:3 0,370 16,8 28,2 46,0 40,7 2,47 0,05
CAA
1:4,5 0,518 10,3 13,8 25,8 27,5 1,59 0,06
α = 75% 1:6 0,661 7,7 10,8 18,5 19,0 1,46 0,08
1:7,5 0,848
2,76
6,3 8,1 13,0 14,2 1,04 0,08
OBS: 2 CP´s 3 CP´s 2 CP´s 2 CP´s 3 CP´s
Os CAA´s apresentaram propriedades mecânicas (resistências à compressão e à tração)
relativamente superiores às do CCV-REF, excetuando o CAA-75 que, em alguns casos, teve
comportamento similar ao do CCV-REF. Essa superioridade se deve, em principio, à melhor
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
125
homogeneidade da estrutura interna proporcionado pelos CAA´s, além do fato de não
sofrerem influência da variabilidade decorrente do adensamento mecânico (vibração).
Quanto às relações entre as resistências à tração e à compressão pode-se afirmar que os
resultados foram bem similares, tanto para o CCV como para o CAA. Esta relação, em média,
resultou no valor de 0,08, ou seja a tração representando 8% da compressão, que é um valor
bastante parecido com os valores encontrados por Tutikian (2004).
Observando a figura 86 e comparando os CAA´s entre si, nota-se que não houve nenhum
comportamento padrão definido da resistência à compressão. Porém, no traço m=3, a
resistência à compressão aumentou com o incremento do teor de argamassa (do CAA-55 ao
CAA-65; ainda assim os CAA-70 e CAA-75 foram ligeiramente superiores ao CAA-60). O
CAA-65 superou o CAA-55, CAA-60, CAA-70 e o CAA-75 em 18,7%, 9,4%, 7,5% e 6,3%,
respectivamente.
Em relação ao CCV-REF, o CAA-65 teve resistência 25,7% superior no traço 1:3. Ainda
nesse mesmo traço, nota-se certo equilíbrio entre os teores de argamassa de 60, 70 e 75%,
cujas diferenças entre si não passaram dos 3%.
38,9
27,9
21,2
11,1
41,2
32,7
25,4
16,9
44,7
32,2
23,2
16,6
48,9
29,1
22,2
17,6
45,5
31,6
22,9
14,8
46,0
25,8
18,5
13,0
0
10
20
30
40
50
60
1:31:4,51:61:7,5
Traço m (kg/kg)
f
cm, 28d
(MPa)
CCV-REF
CAA55
CAA60
CAA65
CAA70
CAA75
Figura 86: resistência média a compressão aos 28 dias (etapa I)
Para os traços m=4,5 a m=7,5 verifica-se que a resistência diminuiu com o aumento do teor de
argamassa. Apenas o teor de argamassa de 70%, nos traços m=4,5 e m=6, e o teor de
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
126
argamassa de 65%, no traço m=7,5, não seguiram a mesma tendência. O CAA-55 foi o que
teve os melhores resultados, com exceção no traço m=7,5 onde o CAA-65 foi 4% superior.
Verifica-se que os teores de argamassa de 55% (CAA-55) e 60% (CAA-60) apresentam
resultados bem similares nos traços m=4,5 e m=7,5, e que o CAA-60 no traço m=3 foi 8,5%
superior ao CAA-55, enquanto que o CAA-55 foi 9,5% superior no traço m=6.
Em relação ao CCV-REF, o CAA-55 foi superior em todos os traços, com percentagens de
5,9%, 17,2%, 19,8% e 52,3%, para m=3, m=4,5, m=6 e m=7,5, respectivamente.
Com exceção do traço m=3, onde apresentou o segundo melhor resultado, o teor de argamassa
de 75% (CAA-75), entre os CAA´s, teve o pior desempenho nos traços estudados, sendo
inclusive superado pelo CCV-REF nos traços m=4,5 e m=6, em 8 e 14,6%, respectivamente.
Na figura 87, onde são apresentados os resultados da resistência média à tração aos 28 dias,
nota-se que em cada um dos quatro traços, um teor de argamassa diferente obteve o melhor
resultado. No traço m=3 o CAA-70 teve o melhor desempenho, no traço m=4,5 foi o CAA-
60, no traço m=6 foi o CAA-65 e no traço m=7,5 o melhor foi o CAA-55.
2,49
1,96
1,93
1,09
2,78
2,02
2,21
1,54
3,40
2,91
1,89
1,33
2,83
2,38
2,36
1,46
4,26
2,51
2,15
1,14
2,47
1,59
1,46
1,04
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
1:31:4,51:61:7,5
Traço m (kg/kg)
f
tm
,
28d
(MPa)
CCV-REF
CAA55
CAA60
CAA65
CAA70
CAA75
Figura 84: resistência média a tração aos 28 dias (etapa I)
Apesar do ensaio de tração se tratar de um ensaio que apresenta tradicionalmente bastante
variabilidade nos resultados, observa-se um comportamento parecido com o observado na
figura 83, ou seja, certa tendência de no traço m=3 a resistência aumentar à medida que o teor
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
127
de argamassa aumenta (com exceção dos CAA-65 e CAA-75). Com algumas exceções, a
suave tendência se inverte para os outros traços, ou seja, há diminuição da resistência quando
o teor de argamassa aumenta.
Como no caso da resistência à compressão, onde apresentou os piores resultados em 3 traços
entre os CAA´s, o CAA-75 obteve o pior desempenho à tração em todos os traços. Esse
comportamento reforça a idéia de se evitar CAA´s com altos teores de argamassa.
Assim como na etapa I, os resultados das resistências à compressão e à tração dos CAA´s
produzidos na etapa II, apresentados na tabela 29 e nas figuras 88 e 89, foram superiores às do
CCV-REF. As relações entre as resistências à tração e à compressão também se mantiveram
com valores similares aos dos valores da etapa I.
Tabela 29: resultados das resistências à compressão e à tração dos
concretos CCV-REF e CAA da etapa II, e relação entre resistências
Resistência à compressão, fcm
(MPa)
Concretos
estudados
Traço
1:m
Relação
a/c
SP/cim.
(%)
3 dias 7 dias 28 dias 56 dias
Resist. à
tração, f
tm
28 dias
(MPa)
f
tm
/f
cm
f
tm,28
/f
cm,28
3 0,417 24,7 27,1 38,9 49,4 2,49 0,06
CCV-REF
4,5 0,502 17,8 20,3 27,9 38,1 1,96 0,07
α = 54% 6 0,630
0,00
11,4 14,6 21,2 27,5 1,93 0,09
3 0,430 26,8* 33,5 46,2 54,6 2,62 0,05
CAA-54
4,5 0,504 16,4* 20,7 36,9 42,8 2,37 0,06
6 0,636
0,62
11,7* 14,8 20,8 27,7 1,83 0,08
3 0,418 - 32,5 46,1 - 1,96 0,05
CAA-60
4,5 0,505 - 21,1 31,4
-
1,86 0,06
6 0,684
0,68
- 15 21,6
-
1,42 0,07
CAA-65
4,5 0,595 0,70 - 19,6 27,5
-
2,02 0,07
CAA-70
4,5 0,570 0,97 - 19,6 28,8
-
1,77 0,06
CAA-75
4,5 0,601 0,96 - 18,8 27,4
-
2,37 0,08
OBS:
2
CP´s
2
CP´s
3 CP´s 2 CP´s 3 CP´s
*4 dias
Na figura 88 observa-se o comportamento do CAA-54 e do CCV-REF (ou CCV-54) quanto
às suas resistências à compressão. Para o mesmo teor de argamassa, o CAA foi superior ao
CCV nos traços m=3 e m=4,5 com diferenças de 18,8% e 32,2%, respectivamente. No traço
m=6 o CCV-54 foi praticamente igual ao CAA-60 e cerca de 2% superior ao CAA-54.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
128
38,9
27,9
21,2
46,2
36,9
20,8
46,1
31,4
21,6
27,5
28,8
27,4
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
34,56
Traços (m)
f
cm
, 28 dias (MPa)
CCV-RE
F
CAA-54
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 88: resistência à compressão aos 28 dias dos concretos da etapa II
Para o traço m=4,5, o CAA-54 foi superior aos demais concretos. O CAA-60, que foi
superado pelo CAA-54 em 17,5%, foi o segundo melhor nesse traço. Os outros quatro
concretos, o CCV-54, CAA-65, CAA-70 e CAA-75, apresentaram resistências bem similares
entre si. No traço 1:6 as resistências dos CCV-REF, CAA-54 e CAA-60 foram bem similares
e tiveram diferença máxima abaixo dos 4%.
Quanto à resistência à tração da etapa II, cujos resultados estão ilustrados na figura 89, uma
vez mais, verifica-se um equilíbrio entre o CAA-54 e o CAA-60, nos traços m=3 e m=6.
Apenas no traço m=4,5 em que o CAA-54 e CAA-75 foram os melhores, o CAA-60 foi
superado em 27% pelo CAA-54.
2,49
1,96
1,93
2,62
2,37
1,83
2,64
1,96
1,86
2,02
1,77
2,37
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
34,56
Traços (m)
f
tm
, 28 dias (MPa)
CCV-REF
CAA-54
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 89: resistência à tração aos 28 dias dos concretos da etapa II
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
129
Ainda na figura 89, observa-se que o CCV-REF teve resistência média maior 5,5% do que o
concreto auto-adensável CAA-54 para o traço 1:6.
Finalmente, salienta-se que os corpos-de-prova rompidos por tração diametral foram
aproveitados para se fazer uma análise visual da distribuição da brita na argamassa, uma vez
que o concreto foi moldado sem qualquer vibração. Este procedimento, simples de ser feito,
visou confirmar o aspecto do CAA endurecido, que apesar de não ser vibrado deve apresenta r
aspecto visual similar ao de um concreto convencional vibrado.
A figura 90 apresenta os corpos-de-prova dos traços estudados para os 5 teores de argamassa
(55, 60, 65, 70 e 75%) produzidos na etapa I rompidos à tração por compressão diametral.
Observa-se que o traço 1:4,5 do CAA-75 da figura 90(e) apresentou uma tendência de
segregar, enquanto que as demais imagens ilustram concretos com o agregado graúdo bem
disperso na fase argamassa, que é o desejável.
(a) (b)
(c) (d) (e)
Figura 90: corpos-de-prova rompidos por tração diametral dos 4 traços estudados com (a)
CAA-55, (b) CAA-60, (c) CAA-65, (d) CAA-70 e (e) CAA-75
A figura 91 apresenta os corpos-de-prova do traço 1:4,5 para os 5 teores de argamassa (54, 60,
65, 70 e 75%) da etapa II também rompidos à tração por compressão diametral. Pode-se
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
130
constatar nas imagens a diminuição do teor de brita à medida que o teor de argamassa
aumenta e que não houve segregação dos materiais em 4 dos 5 concretos.
As figuras 91(e) e 91(f) apresentam corpos-de-prova de um concreto com teor de argamassa
de 75% que segregou durante a dosagem e foi moldado para que se pudesse observar o
aspecto do concreto já endurecido. Observa-se nas duas imagens que a brita depositou-se na
parte inferior do molde indicando a segregação do concreto quando no estado fresco.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
Figura 91: corpos-de-prova do traço 1:4,5 rompidos por tração diametral (a) CAA-54, (b)
CAA-60, (c) CAA-65, (d) CAA-70, (e) e (f) CAA-75
Portanto, esta constatação visual dos corpos-de-prova de CAA rompidos por compressão
diametral pareceu atender o propósito desejado na fase inicial deste projeto, ou seja, foi
possível confirmar a situação do CAA fresco segregado no estado endurecido.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
131
6.2.4 Análise da evolução da resistência à compressão dos concretos
A resistência à compressão do concreto aos 28 dias de idade, geralmente a sua propriedade
mecânica mais mencionada, por se tratar de uma referência em termos de cálculo estrutural e
de projeto para dosagem, trata-se de uma informação bastante importante. No entanto, a
evolução dessa propriedade ao longo do tempo não deixa de ser menos importante,
principalmente em casos onde são previstos carregamentos prematuros e ou imediatos,
acidentais ou não.
Neste contexto, resolveu-se então avaliar como os concretos produzidos se apresentam em
termos do crescimento ou evolução da resistência à compressão ao longo do tempo. A figura
92 apresenta, para os 4 traços separadamente, como a resistência dos concretos evoluiu ao
longo do tempo para todos os teores de argamassa dos CAA´s, incluindo o comportamento do
crescimento da resistência do CCV-REF com suas respectivas relações a/c.
m=3
0
10
20
30
40
50
60
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Idade (dias)
Resistência à compressão
(MPa)
CAA-55 a/c=0,370
CAA-60 a/c=0,376
CAA-65 a/c=0,350
CAA-70 a/c=0,366
CAA-75 a/c=0,370
CCV-REF a/c=0,417
m=4,5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Idade (dias)
Resistência à compressão
(MPa)
CAA-55 a/c=0,475
CAA-60 a/c=0,508
CAA-65 a/c=0,558
CAA-70 a/c=0,495
CAA-75 a/c=0,518
CCV-REF a/c=0,502
m=6
0
5
10
15
20
25
30
35
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Idade (dias)
Resistência à compressão
(MPa)
CAA-55 a/c=0,600
CAA-60 a/c=0,639
CAA-65 a/c=0,674
CAA-70 a/c=0,632
CAA-75 a/c=0,661
CCV-REF a/c=0,627
m=7,5
0
5
10
15
20
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Idade (dias)
Resistência à compressão
(MPa)
CAA-55 a/c=0,820
CAA-60 a/c=0,810
CAA-65 a/c=0,827
CAA-70 a/c=0,807
CAA-75 a/c=0,848
CCV-REF a/c=0,782
Figura 92: evolução da resistência à compressão dos concretos da etapa I e do CCV-REF
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
132
Como salienta Neville (1982), concretos com relações água/cimento menores apresentam
aumento de resistência mais rápido do que os de relação água/cimento mais alta, em relação à
resistência de longo prazo. O mesmo autor sugere que isso é devido a que nos concretos com
relações a/c menores os grãos de cimento estão mais próximos entre si e se estabelece mais
rapidamente um sistema contínuo de gel.
Portanto, a relação a/c, tendo influencia na hidratação do cimento (menor relação a/c implica
maior resistência inicial e maior crescimento nas primeiras idades), deve ser levada em
consideração ao se comparar os diferentes concretos. Neville (1982) cita ainda que em
ambiente quente o aumento de resistência às primeiras idades é grande, e a relação entre as
resistências a 28 e 7 dias tende a ser menor do que em ambiente mais frio.
A tabela 30 apresenta os resultados individuais, em percentagem, do crescimento da
resistência para idades subseqüentes.
Tabela 30: crescimento da resistência, em %, dos concretos da etapa I
Evolução da resistência (%)
Concretos
Produzidos
Traço m
(kg/kg)
f
c3dias
(MPa)
3 a 7d 7 a 28d 28 a 56d
Relação
a/c
3 24,7 10 44 27 0,417
4,5 17,8 14 37 37 0,502
6 11,4 28 45 30 0,627
CCV-REF
7,5 6,3 19 48 40 0,782
3 19,4 30 63 -12 0,370
4,5 17,1 20 60 -14 0,475
6 11,1 46 57 5 0,600
CAA-55
7,5 6,9 35 82 11 0,820
3 24,5 12 63 -14 0,376
4,5 17,5 25 48 -19 0,508
6 12,1 34 43 -2 0,639
CAA-60
7,5 8,1 36 51 -1 0,810
3 26,4 42 30 12 0,350
4,5 13,3 51 45 10 0,558
6 10,1 44 53 18 0,674
CAA-65
7,5 6,9 52 68 8 0,827
3 26 43 22 -4 0,366
4,5 16,9 38 35 23 0,495
6 11,9 39 38 30 0,632
CAA-70
7,5 7,2 42 45 28 0,807
3 16,8 68 63 -12 0,370
4,5 10,3 34 87 7 0,518
6 7,7 40 71 3 0,661
CAA-75
7,5 6,3 29 60 9 0,848
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
133
Ainda na figura 92, pode-se observar os seguintes destaques positivos quanto ao crescimento
da resistência: no traço 1:3 o CAA-65 e o CAA-70; no traço 1:4,5 destaque para o CAA-55,
CAA-60 e CAA-70; no traço 1:6 destaque para CAA-55, CAA-60 e CAA-70; no traço 1:7,5
CAA-65, CAA-60 e CAA-55 destacam-se.
Na figura 93 apresenta-se o desenvolvimento da resistência à compressão do concreto
convencional com teor de argamassa igual a 54% (CCV-REF) e do seu correspondente
concreto auto-adensável (CAA-54). Nota-se que o CAA-54, apesar de ter as maiores relações
a/c, apresentou resistências maiores nos traços 1:3 e 1:4,5, embora ligeiramente superado em
8,5% pelo CCV-REF aos 3 dias no traço 1:4,5.
m=3
0
10
20
30
40
50
60
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Idade (dias)
Resistência à compressão (MPa)
CAA-54 a/c=0,430
CCV-REF a/c=0,417
m=4,5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 7 14 21 28 35 42 49 56 6
3
Idade (dias)
Resistência à compressão (MPa)
CAA-54 a/c=0,504
CCV-REF a/c=0,502
m=6
0
5
10
15
20
25
30
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Idade
(
dias
)
Resistência à compressão (MPa)
CAA-54 a/c=0,636
CCV-REF a/c=0,627
+18,77%
+32,26%
Figura 93: evolução da resistência à compressão do CCV-REF e do CAA-54
Este superior desempenho do CAA-54 quanto ao crescimento da resistência, pode ser
explicado pelo seu melhor empacotamento granulométrico através do efeito fíler
proporcionado pelo fíler de calcário incorporado, que preenchem os espaços entre os grãos de
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
134
areia. Além desse efeito físico do fíler calcário, pode ainda haver o efeito químico entre o fíler
e o cimento, tanto interagindo entre si como criando pontos de nucleação (como energia de
ativação das reações) para a hidratação do cimento, fazendo com que as reações de hidratação
ocorram praticamente ao mesmo tempo, gerando cristais menores e mais resistentes, e
conferindo assim uma estrutura mais homogênea.
Curiosamente, no traço 1:6, os dois concretos apresentaram crescimentos da resistência à
compressão, praticamente iguais como ilustra a figura 93. Será que se pode concluir que, em
termos de ganhos na resistência à compressão do concreto, a aplicação do CAA parece ser
mais interessante do que o CCV para traços entre 1:3 e 1:4,5? Só como referência, vale
mencionar que dos traços internacionais vistos os traços do CAA raramente passam do 1:4.
Por último, comparou-se a evolução da resistência até os 28 dias dos concretos produzidos na
etapa II que, além do CCV-REF e CAA-54 já discutidos, inclui ainda o CAA-60, como
mostra a figura 94.
m=3
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 7 14 21 28 35
Idade (dias)
Resistência à compressão(MPa)
CAA-54 a/c=0,430
CCV-REF a/c=0,417
CAA-60 a/c=0,418
m=6
0
5
10
15
20
25
0 7 14 21 28 35
Idade (dias)
Resistência à compressão (MPa)
CAA-54 a/c=0,636
CCV-REF a/c=0,627
CAA-60 a/c=0,684
m=4,5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 7 14 21 28 35
Idade (dias)
Resistência à compressão (MPa)
CAA-54 a/c=0,504
CCV-REF a/c=0,502
CAA-60 a/c=0,505
+12,54% & -15%
+3,85%
Figura 94: evolução da resistência do CCV-REF, CAA-54 e do CAA-60 (etapa II)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
135
Nesta mesma figura 94, observa-se que o CAA-60 aos 28 dias foi bem similar ao CAA-54 no
traço 1:3, ficou 12,5% acima do CCV-REF e 15% abaixo do CAA-54 no traço 1:4,5,
enquanto que no traço 1:6 foi o que melhor se apresentou, com uma pequena superioridade de
quase 4% em relação ao CAA-54.
A tabela 31 apresenta um resumo dos crescimentos individuais das resistências para os 3
traços de cada concreto estudado.
Tabela 31: crescimento da resistência, em %, dos concretos da etapa II
Evolução da resistência (%)
Concretos
Produzidos
Traço m
(kg/kg)
f
c3dias
(MPa)
3 a 7d 7 a 28d 28 a 56d
Relação
a/c
3 24,7 10 44 27 0,417
CCV-REF 4,5 17,8 14 37 37 0,502
6 11,4 28 45 30 0,627
3 26,8 25 38 18 0,430
CAA-54 4,5 16,4 26 78 16 0,504
6 11,7 26 41 33 0,637
3 0 0 42 0 0,418
CAA-60 4,5 0 0 49 0 0,505
6 0 0 44 0 0,684
6.2.5 Módulo de elasticidade dos concretos (traço 1:4,5)
Além das resistências à compressão e à tração do concreto, outro aspecto fundamental no
projeto de estruturas de concreto consiste na relação entre as tensões e as deformações. Da
Resistência dos Materiais sabe-se que a relação entre as tensões e as deformações, para
determinada faixa de valores, pode ser considerada linear, ou seja, obedecendo a Lei de Hook:
σ=E
c
.ε, onde σ é a tensão, E
c
é o módulo de elasticidade e ε é a deformação específica (em
mm/mm).
Para a realização do ensaio do módulo de elasticidade dos concretos produzidos, cujos
resultados estão apresentados na tabela 32, foi escolhido apenas o traço 1:4,5 de todos os
concretos obtidos na etapa II (CCV-REF, CAA-54, CAA-60, CAA-65, CAA-70 e CAA-75).
No geral, observa-se nos resultados da tabela 32 que o módulo tende a diminuir com o
aumento do teor de argamassa. Porém, chama-se atenção para ter em conta que as relações
a/c, também indicadas na tabela 32, dos diferentes concretos não são iguais, o que afeta
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
136
diretamente na resistência à compressão e que, por sua vez, influi no valor do módulo de
elasticidade.
Tabela 32: resultados do módulo de elasticidade dos concretos da etapa II
Módulo de CCV-REF
CAA – Traço 1:4,5
Elasticidade α = 54% α = 54% α = 60% α = 65% α = 70% α = 75%
E
c1
(GPa) 26,552 27,580 28,901 25,364 24,933 24,239
E
c2
(GPa) 26,219 28,437 27,067 24,651 22,691 22,023
E
cm
(GPa) 26,39 28,01 27,98 25,01 23,81 23,13
DP 0,235 0,606 1,297 0,504 1,585 1,567
CV 0,9% 2,2% 4,6% 2,0% 6,7% 6,8%
OBS. 40% FC 40% FC 40% FC 40% FC 40% FC
E
cm
=média, DP=desvio padrão; CV=coeficiente de variação.
Comparando os módulos do concreto CCV-REF e do concreto CAA-54, ambos com relação
a/c aproximadas e mesmo teor de argamassa de 54%, observa-se que o concreto auto-
adensável apresenta melhores propriedades mecânicas – maior resistência à compressão, já
discutido anteriormente, e agora maior módulo de elasticidade (+6% do que o CCV-54).
O resultado desta última comparação (CCV-54 x CAA-54) é uma informação bastante
interessante do ponto de vista do cálculo estrutural, uma vez que maior módulo de
elasticidade implica em menores deformações, portanto, peças com menores seções (mais
esbeltas) podem ser projetadas, resultando em economia no volume de concreto da estrutura e,
quem sabe, no custo global do processo construtivo.
Salienta-se, por outro lado, que o CAA-65 apresentou um módulo de deformação 5% inferior
ao do CCV-REF, como pode ser visto na figura 95, apesar de possuir maior relação a/c em
relação ao CCV-REF. Isto se torna interessante uma vez que o CAA-65 apresentou outros
bons resultados no estado fresco.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
137
28,01
27,98
25,01
23,81
23,13
26,39
0,502
0,505
0,506
0,595
0,571
0,602
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
CCV-REF CAA-54 CAA-60 CAA-65 CAA-70 CAA-75
Concreto (traço 1:4,5)
Módulo de elasticidade, E
c
(GPa)
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
Relação a/c
Figura 95: módulo de elasticidade e relação a/c dos concretos (etapa II)
Finalmente, realça-se que para uma diferença maior do que 20 pontos percentuais no teor de
argamassa (54% a 75%) o módulo baixou apenas 3,26 GPa (12,4%) do CCV-REF para o
CAA-75. E entre o CAA-54 e o CAA-75 diminuiu em cerca de 5 GPa (17,4%). Era de se
esperar um decréscimo maior no módulo de elasticidade pelo elevado teor de argamassa.
Porém, talvez a presença de fíler, por preencher melhor os vazios, e a ausência de
descontinuidades internas devido as próprias características de fluidez e de preenchimento de
espaços proporcionados pelo CAA, justifiquem os resultados obtidos.
6.2.6 Análise comparativa da qualidade dos concretos através do ensaio de
ultra-som
O uso do ensaio de ultra-som é de extrema utilidade na defectoscopia do concreto, quando há
interesse na verificação da homogeneidade do concreto endurecido, de eventuais falhas de
concretagem internas (ninhos), na determinação de fissuras e outros defeitos, tanto de
concretagem quanto decorrentes de acidentes (BAUER, 2000).
Neville (1982) cita que o ensaio de ultra-som é usado como meio de controle de qualidade de
produtos que se supõe preparados com concretos semelhantes. Nestes podem ser detectados
prontamente a falta de adensamento como variações da relação a/c. O mesmo autor apresenta
alguns valores propostos por Whithurst para concretos com massa específica aproximada de
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
138
2400 kg/m
3
, ilustrados na tabela 33. Estes valores servem apenas como referência e não para
uma eventual comparação direta com resultados obtidos neste trabalho.
Tabela 33: valores propostos por Whithurst (Neville, 1982)
Velocidade de pulsos
longitudinais, em m/s
Qualidade do concreto
> 4500
3500 a 4500
3000 a 3500
2000 a 3000
< 2000
Excelente
boa
duvidosa
pobre
muito pobre
Portanto, a verificação de variação da velocidade de propagação do ultra-som no CAA poderá
indicar a sua homogeneidade interna comparada com o concreto convencional vibrado, o que
é bastante interessante tendo em conta que este tipo de concreto é compactado apenas através
de seu peso próprio.
Neste trabalho, decidiu-se proceder à execução do ensaio de ultra-som para conferir a
capacidade do CAA de adquirir a densidade desejada sem vibração externa quando
comparado com um concreto convencional. E por outro lado, serve também para se fazer uma
comparação relativa entre os CAA produzidos com os diferentes teores de argamassa.
Hwang e Chen (2003) também salientam em seu trabalho que a qualidade do concreto pode
ser avaliada através da velocidade do pulso ultra-sônico emitido pelo aparato. No estudo
destes autores, notou-se que a velocidade do som aumentou gradualmente para valores acima
dos 4000 m/s à medida que o volume de pasta de cimento diminuiu o que significa que a
redução da quantidade de pasta de cimento é benéfica para o CAA.
Bauer (2000) reforça ainda que, com a medição do tempo de propagação do pulso ultra-sônico
ao longo da uma peça de concreto, podem-se detectar vazios decorrentes de falhas de
concretagem e regiões em que o material se acha segregado.
Para o presente estudo, a figura 96 apresenta os resultados do ensaio de ultra-som para o
CCV-REF e para o CAA-54, realizados no sentido longitudinal dos CP´s, nos quais se pode
observar que o concreto CAA-54 pode ser considerado como de boa qualidade se comparado
ao CCV-REF, e que as diferenças entre os valores dos 3 traços não passaram de 3%.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
139
4460
4426
4160
4535
4303
4266
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
34,56
Traços m (kg/kg)
Velocidade pulso u-som (m/s)
CCV-RE
F
CAA-54
Figura 96: velocidade do pulso ultra-sônico através de corpos-de-prova dos concretos CCV-
REF E CAA-54 (etapa II).
Para os outros traços ilustrados na figura 97, os concretos se equivalem entre si
demonstrando, inclusive, que o CAA mesmo sem vibração apresenta uma estrutura compacta.
Por lado, e conforme Hwang e Chen (2003) também acharam em seu trabalho, a velocidade
do pulso ultra-sônico tende a diminuir com o aumento do teor de argamassa. Isso é notado
claramente nas figuras 97 e 98 para o teor de argamassa de 75%. Porém, é possível notar que
o CAA-60 destaca-se ao ser o concreto com melhor resultado dentre os concretos auto-
adensáveis apresentados na figura 94, superando inclusive o CCV-REF (exceto no traço 1:4,5
onde foram praticamente iguais, com a mínima diferença de 1%).
4460
4426
4160
3795
4332
4248
4190
3942
4653
4377
4306
4116
4398
4149
4041
3860
4446
4286
4137
3811
4213
3947
3878
3532
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
34,5 67,5
Traços m (kg/kg)
Velocidade pulso u-som (m/s)
CCV-RE
F
CAA-55
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 97: velocidade do pulso ultra-sônico através de CP´s dos concretos (etapa I)
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
140
4460
4426
4160
4535
4303
4266
4450
4178
4146
4152
4145
4102
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
34,56
Traços m (kg/kg)
Velocidade pulso u-som (m/s)
CCV-REF
CAA-54
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 98: velocidade do pulso ultra-sônico através de CP´s dos concretos (etapa II)
A figura 99 apresenta a correlação verificada entre a velocidade do pulso ultra-sônico e a
resistência à compressão do concreto aos 28 dias dos diferentes teores de argamassa. Nota-se
a tendência de um incremento na resistência quando aumenta a velocidade do pulso emitido
pela onda de ultra-som, independente do teor de argamassa.
Porém, há uma posição definida para cada teor de argamassa, por exemplo, verifica-se que o
pulso passa muito mais rápido pelo CAA-60 e mais lento pelo CAA-75. Ajustados
linearmente os resultados das correlações forneceram coeficientes (r
2
) de 90, 97, 94, 92 e
83%, respectivamente para os dados dos CAA-55, CAA-60, CAA-65, CAA-70 e CAA-75.
10
15
20
25
30
35
40
45
50
3500 4000 4500 5000
Velocidade p. u-som (m/s)
f
c,28d
(Mpa)
CAA-55
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 99: correlação entre velocidade do pulso ultra-sônico e resistência à compressão dos
concretos produzidos na etapa I
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
141
A figura 100 apresenta a correlação verificada entre a relação a/c e a velocidade do pulso
ultra-sônico através do concreto para os diferentes teores de argamassa. Ajustados
linearmente os resultados das correlações forneceram coeficientes (r
2
) de 97, 94, 98, 99 e
96%, respectivamente para os dados dos CAA-55, CAA-60, CAA-65, CAA-70 e CAA-75.
3400
3650
3900
4150
4400
4650
4900
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Relação a/c
Velocidade p. u-som (m/s)
CAA-55
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 100: correlação entre a relação água/cimento e a velocidade do pulso ultra-sônico dos
concretos produzidos na etapa I
Observando o comportamento dos diferentes teores de argamassa nota-se que o concreto
CAA-60 apresenta comportamento superior, atendendo ao fato da velocidade do pulso ultra-
sônico no concreto ser um indicador de sua qualidade relativa. O CAA-75 bem abaixo dos
restantes concretos e houve um comportamento semelhante entre o CAA-55, CAA-65 e o
CAA-70.
6.2.7 Custos dos concretos
Os resultados de custos apresentados na tabela 34 são relativos ao CCV-REF e aos CAA´s
produzidos na etapa I, cujos teores de aditivo superplastificante para cada família de concreto
foram ajustados a partir do traço 1:7,5, que é o traço mais pobre e também o que contém
maior quantidade de fíler calcário e a menor quantidade de cimento, em relação aos outros
traços para o mesmo teor de argamassa.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
142
Tabela 34: custos dos materiais por m
3
dos concretos produzidos na
etapa I, em R$, e custo total dos concretos, em R$/m
3
Concretos Traço Custo dos materiais usados/m
3
de concreto, em R$ Custo total
estudados 1:m Cimento Fíler Calcário Areia Brita Água Aditivo SP (R$/m
3
)
1:3 180,88 8,22 20,39 1,11 210,61
CCV-REF
1:4,5 134,98 10,42 20,93 1,00 167,32
α = 54% 1:6 106,42 11,59 21,00 0,98 139,99
1:7,5 87,04
0,00
12,25 20,85 1,00
0,00
121,14
1:3 185,98 21,00 5,25 20,51 1,01 117,33 351,09
CAA 1:4,5 137,02 26,11 6,52 20,78 0,96 86,44 277,84
α = 55% 1:6 107,78 28,91 7,22 20,80 0,95 68,00 233,66
1:7,5 86,7 29,99 7,49 20,32 1,05 54,70 200,24
1:3 184,96 24,37 6,09 18,13 1,02 102,00 336,58
CAA 1:4,5 134,98 29,22 7,30 18,20 1,38 74,44 265,51
α = 60% 1:6 106,08 31,95 7,98 18,20 1,00 58,50 223,71
1:7,5 86,7 33,46 8,36 18,06 1,03 47,81 195,42
1:3 187,34 28,21 7,05 16,07 0,96 144,64 384,27
CAA 1:4,5 131,92 31,97 7,99 15,56 1,08 101,85 290,37
α = 65% 1:6 104,72 34,99 8,74 15,72 1,04 80,85 246,06
1:7,5 86,02 36,63 9,15 15,68 1,05 66,41 214,95
1:3 185,3 31,39 7,84 13,63 1,00 141,43 380,58
CAA 1:4,5 134,98 36,21 9,05 13,65 0,98 103,02 297,88
α = 70% 1:6 105,74 38,81 9,70 13,61 0,98 80,70 249,54
1:7,5 86,36 40,23 10,05 13,49 1,02 65,91 217,08
1:3 184,28 34,69 8,67 11,29 1,00 224,39 464,32
CAA 1:4,5 133,28 39,20 9,79 11,23 1,02 162,29 356,81
α = 75% 1:6 104,72 41,89 10,47 11,23 1,02 127,51 296,83
1:7,5 85,34 43,17 10,79 11,11 1,06 103,91 255,39
Em relação aos custos do CCV-REF, os CAA´s com melhores resultados foram os CAA-55 e
o CAA-60, sendo que este último teve o melhor resultado apresentando os menores custos por
m
3
em todos os traços estudados, conforme os dados ilustrados na figura 98. Nota-se que o
alto consumo de superplastificante, causado pelo ajuste a partir do traço mais pobre, elevou
bastante os custos dos CAA´s (que, neste estudo, são mais altos quanto maior for o consumo
de aditivo superplastificante) quando comparados com os custos do CCV-REF. O ideal, como
já mencionado, é fazer o ajuste do superplastificante pelo traço intermediário que, neste caso,
foi escolhido o traço 1:4,5.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
143
210,61
167,32
139,99
121,14
351,09
277,84
233,66
200,24
336,58
265,51
223,71
195,42
384,27
290,37
246,06
214,95
380,58
297,88
249,54
217,08
464,32
356,81
296,83
255,39
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1:3 1:4,5 1:6 1:7,5
Traço m (kg/kg)
Custo do concreto (R$/m3)
CCV-REF
CAA55
CAA60
CAA65
CAA70
CAA75
Figura 101: custos dos concretos da etapa I
A tabela 35 apresenta um resumo de quanto os custos de cada traço dos CAA´s aumentam
comparativamente ao CCV-REF.
Tabela 35: comparação entre custos dos CAA´s da etapa I e do custo do CCV-REF
Aumento de custos dos CAA´s em relação ao CCV-REF
TRAÇOS
CAA-55 CAA-60 CAA-65 CAA-70 CAA-75
m=3
+66,7% +59,8% +82,4% +80,7% +120,0%
m=4,5
+66,0% +58,7% +73,5% +78,0% +132,5%
m=6
+66,9% +59,8% +75,8% +78,3% +120,4%
m=7,5
+65,3% +61,3% +77,4% +79,2% +108,2%
Os resultados de custos apresentados na tabela 36 são relativos ao CCV-REF e aos CAA´s
produzidos na etapa II, cujos teores de aditivo superplastificante foram ajustados a partir do
traço 1:4,5, que foi o traço intermediário escolhido. Este ajuste gerou uma enorme economia
no consumo de aditivo superplastificante por m
3
quando comparado aos resultados da etapa I.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
144
Tabela 36: custos dos materiais por m
3
dos concretos produzidos etapa
II, em R$, e custo total dos concretos, em R$/m
3
Custo dos materiais usados/m
3
de concreto, em R$
Concretos
estudados
Traço
1:m
Cimento Fíler Calcário Areia Brita Água Aditivo SP
Custo total
(R$/m
3
)
1:3 180,88 8,22 20,39 1,11 210,61
CCV-REF
1:4,5 134,98 10,42 20,93 1,00 167,32
α = 54% 1:6 106,42
0,00
11,59 21,00 0,98
0,00
139,99
1:3 180,20 19,67 4,92 20,32 0,98 49,29 275,38
CAA-54 1:4,5 135,32 25,09 6,27 20,98 0,95 37,01 225,62
α = 54% 1:6 106,42 27,84 6,96 21,00 0,94 29,11 192,27
1:3 180,88 23,83 5,95 17,73 1,00 54,26 283,67
CAA-60 1:4,5 134,98 29,22 7,30 18,20 1,35 40,49 231,54
α = 60% 1:6 104,72 31,54 7,88 17,97 0,98 31,42 194,51
CAA-65 1:4,5 130,22 31,56 7,88 15,36 1,07 40,22 226,31
CAA-70 1:4,5 130,90 35,11 8,77 13,23 0,95 55,90 244,87
CAA-75 1:4,5 129,20 38,00 9,49 10,89 0,98 54,61 243,17
Observa-se que para os resultados da etapa II, apresentados na figura 99, o CAA com melhor
resultado, em termos de custos em cada traço, foi o CAA-54. O CAA-60 teve custos
superiores ao CAA-54 em até 3%. Para o traço 1:4,5 verifica-se que o CAA-65 apresentou
custo muito aproximado ao do CAA-54; o mesmo ocorreu com o CAA-70 em relação ao
CAA-75, que foram em média 8% mais caros do que o CAA-54; já o CAA-60 foi 2,6% mais
caro em relação ao CAA-54.
Portanto, no traço m=4,5 da figura 102 verifica-se que os concretos CAA-54, 60 e 65
apresentaram custos bem similares entre si, sendo, portanto, os teores de argamassa mais
indicados desde que sejam atendidos os requisitos do CAA no estado fresco e endurecido.
Será que isto sugere concluir que o CAA-65 poderia também oferecer custos similares aos
CAA-54 e CAA-60 nos traços m=3 e m=6?
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
145
210,61
167,32
139,99
275,38
225,62
192,27
283,67
231,54
194,51
226,31
244,87
243,17
0
50
100
150
200
250
300
350
1:3 1:4,5 1:6
Traço m (kg/kg)
Custo do concreto (R$/m3)
CCV-REF
CAA-54
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 102: custos dos concretos produzidos na etapa II
Nota-se que o alto consumo de superplastificante, causado pelo ajuste a partir do traço mais
pobre, que elevou bastante os custos dos CAA´s quando comparados com os custos do CCV-
REF, não ocorre quando o ajuste é feito pelo traço 1:4,5. Portanto, o melhor é fazer o ajuste
do superplastificante para cada família pelo traço intermediário.
É assim que, como resultado do ajuste pelo traço 1:4,5, na tabela 37 pode se ver que as
diferenças dos custos de cada traço entre os CAA´s da etapa II e o CCV-REF produzidos no
presente trabalho reduziram significativamente.
Tabela 37: comparação entre custos dos CAA´s da etapa II e do custo do CCV-REF
Aumento de custos dos CAA´s em relação ao CCV-REF
TRAÇOS
CAA-54 CAA-60 CAA-65 CAA-70 CAA-75
m=3
+30,8% +34,7% - - -
m=4,5
+34,8% +38,4% +35,2% +46,3% +45,3%
m=6
+37,3% +38,9% - - -
Portanto, em termos de custos o CCV-REF apresenta-se como a opção mais econômica de
curto e médio prazo, pois numa estrutura real não se tem certeza de que todo o concreto foi
vibrado adequadamente e se poderá mais tarde revelar problemas advindos de uma vibração
ou adensamento deficiente. Assim, a opção do CAA apesar de ser mais cara inicialmente,
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
146
possui
garantia de que o produto final (a estrutura acabada) tem qualidade (ou um concreto
durável para as condições a que se propõe).
A análise do consumo de cimento por classe de resistência aos 28 dias do concreto para a
etapa I, ilustrado na figura 103, indica que o teor de argamassa de 75% apresentou maior
consumo até a classe de 35 MPa. O teor de argamassa de 55%, que teve o segundo maior
consumo para as classes de 30 e 35 MPa, apresentou-se com maior consumo em relação aos
outros teores para a classe de resistência de 40 MPa.
Ainda na figura 103, nota-se também que, em todas as classes de resistência aos 28 dias do
concreto, o consumo de cimento para os teores de argamassa de 60 a 70% tende a diminuir à
medida que o teor de argamassa aumenta. Aliás, isso é verificado também nas faixas de 55 a
70% de argamassa para as classes de 30, 35 e 40 MPa.
0
100
200
300
400
500
600
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Consumo de cimento (kg/m3)
CAA-55
CAA-60i
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 103: consumo de cimento por classe de resistência dos concretos da etapa I
Os custos por metro cúbico de concreto para as classes de resistência avaliadas estão
ilustrados na figura 104 e, como esperado, o custo/m
3
aumenta à medida que aumenta a
resistência do concreto para todos os teores de argamassa.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
147
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
450,0
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Custo por m3 (R$)
CAA-55
CAA-60i
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 104: custos dos concretos para f
c, 28d
da etapa I
Ainda na figura 104, nota-se que o teor de argamassa de 60% (CAA-60) apresentou, com os
seus menores custos por m
3
, resultados bem competitivos em todas as classes de resistência
aos 28 dias, em virtude do menor consumo de aditivo superplastificante. O teor de argamassa
de 55% (CAA-55) apresentou os segundos melhores resultados, sendo seus custos bem
similares aos do teor de argamassa de 70% (CAA-70) para as classes de 35 e 40 MPa.
Por outro lado, verifica-se que para todas as classes de resistência aos 28 dias os teores de
argamassa de 65 (CAA-65) e 75% (CAA-75) apresentaram os custos mais elevados, com
destaque para o teor de 75% cujos custos foram bem superiores aos dos demais teores de
argamassa. Os altos consumos de cimento e de aditivo superplastificante contribuíram
significativamente para que o teor de argamassa de 75% tivesse esse comportamento em
termos econômicos.
Dos resultados de custos por MPa apresentados na figura 105 pode-se observar que o teor de
argamassa de 60% (CAA-60) apresentou os menores valores para todas classes de resistência
sendo, portanto, o mais barato em R$/MPa. E nota-se ainda que o teor de argamassa de 55%
(CAA-55), com o segundo melhor resultado, é praticamente igualado pelo CAA-70.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
148
0,0
4,0
8,0
12,0
16,0
20,0
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Custo por MPa (R$)
CAA-55
CAA-60i
CAA-65
CAA-70
CAA-75
Figura 105: custo por MPa dos concretos da etapa I
Diante destes resultados de custos para o CAA-55 e CAA-60, a decisão por um ou outro teor
de argamassa será uma questão mais técnica do que econômica. Portanto, as condições reais
de cada projeto ou estrutura devem sempre ser analisadas para ajudar na tomada de decisão.
Para os resultados da etapa II, onde foram produzidas três famílias de concretos, tem-se na
figura 106 apresentado o consumo de cimento por m
3
de concreto. Verifica-se que o concreto
convencional (CCV-REF) possui maior consumo de cimento em relação aos dois concretos
auto-adensáveis confeccionados, e que a diferença no consumo de cimento aumenta à medida
que o concreto se apresenta com classe de resistência aos 28 dias maior.
281
326
374
416
467
521
262
299
338
376
409
449
270
307
345
386
423
467
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Consumo de cimento (kg/m3)
CCV - REF
CAA-54
CAA-60ii
Figura 106: consumo de cimento por classe de resistência dos concretos da etapa II (CCV-
REF, CAA-54 e CAA-60)
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
149
Apesar do maior consumo de cimento, que varia entre 7 a 16% em relação ao CAA-54, o
CCV-REF apresentou menor custo por m
3
para todas as classes de resistência de concreto
ilustradas na figura 107.
129,6
144,2
159,6
173,2
189,6
207,1
173,4
187,5
202,3
216,8
229,4
244,7
180,3
194,9
210,0
226,1
240,8
258,2
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Custo por m3 (R$)
CCV - REF
CAA-54
CAA-60ii
Figura 107: custos dos concretos para f
c, 28d
da etapa II
Os resultados da figura 107 indicam que as diferenças entre os custos por m
3
do CCV-REF
em relação ao CAA-54 variaram entre 18,2 a 33,8%, e é tanto maior quanto menor for a
classe do concreto. Ferreira (2001) que estudou concretos de 20 até 55 MPa chegou a uma
faixa entre 15 a 24% de diferença entre os custos do CCV e o do CAA.
Comparando o CAA-54 com o CAA-60, verifica-se que existe a tendência contrária da
observada no caso anterior (CCV-REF x CAA-54), ou seja, a diferença entre custos tende
aumentar à medida que a resistência do concreto aumenta. As diferenças para este caso
variaram entre 3,8 a 5,5%, para concretos entre 15 a 40 MPa de resistência.
No estudo de Tutikian (2004), para um concreto de 40 MPa aos 28 dias a diferença entre os
custos do CCV e os do CAA foi de 40,8% para um CAA obtido com fíler calcário, enquanto
que para um CAA obtido com cinza de casca de arroz (CCA) a diferença foi de 7,3%. No
mesmo estudo de Tutikian, as diferenças nos custos entre o CCV e o CAA obtido com fíler
calcário para 20 e 30 MPa, aos 28 dias, foram de 45 e 42,5%, respectivamente.
Normalmente os custos por MPa variam na mesma faixa de valores da variação dos custos por
m
3
de concreto. Desta forma, os resultados apresentados na figura 108 indicam que as
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
150
diferenças entre o CCV-REF e o CAA-54 variaram entre 34,8 a 17,3%, sendo menores quanto
maior a classe de concreto. Para o caso de comparação entre o CAA-54 e o CAA-60, verifica-
se que a diferença tende a aumentar à medida que a classe de concreto se torna maior, e varia
entre 3,2 a 6,5%.
8,6
7,2
6,4
5,8
5,4
5,2
11,6
9,4
8,1
7,2
6,6
6,1
12,0
9,7
8,4
7,5
6,9
6,5
0,0
3,0
6,0
9,0
12,0
15,0
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Custo por MPa (R$)
CCV - REF
CAA-54
CAA-60ii
Figura 108: custos por MPa dos concretos produzidos na etapa II
Para encerrar a análise de custos deste trabalho, fez-se uma comparação entre dois concretos
obtidos durante a parte experimental, ambos com mesmo teor de argamassa de 60%. A
diferença entre estes dois concretos é que seus traços foram ajustados de forma diferente.
Na primeira família de traços (CAA-60i), obtida na etapa I do trabalho, foi feito o ajuste de
superplastificante para todos os traços pelo traço mais pobre utilizado (1:7,5). Já na segunda
família de traços (CAA-60ii), este mesmo ajuste foi feito pelo traço intermediário 1:4,5.
As figuras 109, 110 e 111 apresentam o consumo de cimento e os custos desses dois concretos
por m
3
e por MPa, respectivamente. Os resultados indicam que houve uma economia no
consumo de superplastificante de 45% ajustando a família de concreto do CAA-60ii pelo
traço 1:4,5 em relação ao CAA-60i ajustado pelo traço 1:7,5.
Verifica-se que o consumo de cimento para os dois concretos ilustrado na figura 109 é maior
para o concreto com menor dosagem de aditivo superplastificante (o CAA-60ii) até a classe
de 30 MPa, sendo que essa diferença não chega a ser maior do que 9%. Para a classe de 25
MPa, por exemplo, o consumo de cimento do CAA-60ii é 4,5% maior.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
151
248
287
330
376
427
484
270
307
345
386
423
467
0
100
200
300
400
500
600
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Consumo de cimento (kg/m3)
CAA-60i
CAA-60ii
Figura 109: comparação de consumo de cimento/m
3
do CAA-60i da etapa I (1,25% de SP) e
do CAA-60ii da etapa II (0,68% de SP)
Em contrapartida, o concreto com maior dosagem de superplastificante (o CAA-60i) acabou
sendo o mais caro, e nota-se que a diferença entre os custos, apresentados na figura 110, tende
aumentar (de 6,7% a 19%) à medida que a resistência do concreto aumenta.
192,5
211,5
232,3
254,8
279,6
307,4
180,3
210,0
226,1
240,8
258,2
194,9
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Custo por m3 (R$)
CAA-60i
CAA-60ii
Figura 110: comparação dos custos/m
3
do CAA-60i da etapa I (1,25% de SP) e do CAA-60ii
da etapa II (0,68% de SP)
Por exemplo, para um concreto com resistência de 25 MPa o CAA-60i seria 10,6% mais caro
do que o CAA-60ii. Já se for ocaso de concreto com 35 MPa a diferença entre custos subiria
para cerca de 16%, e para 19% no caso de 40 MPa.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
152
Os custos por MPa para cada um dos concretos estão apresentados na figura 111, onde
observa-se que o CAA-60ii apresenta os menores custos para cada MPa. As diferenças entre
esses custos dos dois concretos comparados tendem a aumentar (de 6,7% a 18,5%) para
classes de concreto com maior resistência.
12,8
10,6
9,3
8,5
8,0
7,7
12,0
9,7
8,4
7,5
6,9
6,5
0,0
3,0
6,0
9,0
12,0
15,0
15 20 25 30 35 40
Classe do concreto (MPa)
Custo por MPa (R$)
CAA-60i
CAA-60ii
Figura 111: comparação de custos/MPa do CAA-60i da etapa I (1,25% de SP) e do CAA-60ii
da etapa II (0,68% de SP)
Por exemplo, para a classe de 30 MPa a diferença nos custos por MPa é de 13,3%, sobe para
15,9% quando a classe é a de 35 MPa e para 18,5% quando o concreto é de 40 MPa. Portanto,
o CAA-60ii apresenta melhor relação custo/benefício.
Finalizando essa comparação, pode-se dizer que pelos resultados obtidos, esta análise deve
sempre ser tida em conta em se tratando de dosagem de CAA pelo método proposto por
Tutikian (2004). Além disso, como cita Griesser (2002), o efeito da temperatura ambiente
deve ser considerado em se tratando de dosagem de aditivo superplastificante, pois se espera
que temperaturas mais elevadas gerem valores menores de fluidez e maiores perdas de
fluidez, mas que não é uma regra geral para todos os cimentos superplastificados.
Aliás, esse efeito da temperatura foi observado neste estudo durante a repetição de um traço
de CAA: foi feita a mesma dosagem de superplastificante em dia mais frio do que no dia da
primeira dosagem e o concreto segregou, sugerindo que menos aditivo era necessário para o
concreto não segregar, uma vez que era o mesmo traço e as mesmas quantidades de materiais.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
153
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho teve como objetivo estudar a influência do teor de argamassa sobre o
desempenho de concretos auto-adensáveis quanto as suas propriedades no estado fresco:
fluidez, capacidade de preencher espaços e resistência à segregação; e no estado endurecido:
resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, módulo de
elasticidade e velocidade do pulso ultra-sônico.
Com base no comportamento dos CAA produzidos em relação à variável teor de argamassa,
pretendia-se colaborar para o desenvolvimento do processo de dosagem de CAA´s.
Deve ficar claro que as conclusões apresentadas a seguir, apesar de estarem em consonância
com a bibliografia existente, não devem ser tomadas de forma absoluta, pois se referem
somente aos dados obtidos nesta pesquisa, na qual os concretos produzidos utilizaram tipos,
quantidades e qualidades específicas de materiais, e técnicas de execução. Desta forma, sua
representatividade deve ser firmada através da execução de novas pesquisas que apresentem
resultados que possam complementar e confirmar os obtidos neste estudo.
7.1 CONCLUSÕES
Este trabalho foi realizado em duas etapas, sendo que na primeira os ajustes para transformar
o concreto convencional em auto-adensável foram feitos no traço mais pobre (1:7,5), sendo
avaliados os traços 1:3, 1:4,5, 1:6 e 1:7,5 para os teores de argamassa variando de 55 a 75%.
Na segunda etapa, os ajustes para transformar o concerto convencional (CCV) em concreto
auto-adensável (CAA) foram feitos no traço intermediário, sendo avaliados os traços 1:3,
1:4,5 e 1:6. Nesta segunda etapa, foram estudados os teores de argamassa que tiveram melhor
desempenho na etapa I (55 e 60%), com exceção do estudo do módulo de elasticidade, em que
foram avaliados teores de argamassa variando de 54 a 75% para o traço 1:4,5.
Considerando os resultados dos ensaios realizados para avaliar o comportamento no estado
fresco dos concretos auto-adensáveis produzidos, pode-se tirar as seguintes conclusões:
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
154
• O método de dosagem utilizado proporcionou, para todos os ensaios realizados no estado
fresco, resultados muito parecidos com os valores encontrados na literatura nacional e
internacional;
• os resultados obtidos na etapa II apresentaram variabilidade menor em relação aos resultados
dos ensaios executados na etapa I, ou seja, o ajuste de aditivo pelo traço intermediário parece
ser o mais indicado ;
• verificou-se um tempo de escoamento do CAA no funil maior para os traços mais ricos, o que
denota maior viscosidade desses traços;
• Tutikian (2004) conseguiu, e neste estudo também foi obtido, um CAA com o mesmo teor de
argamassa do CCV, capaz de atingir os parâmetros estabelecidos para o material no estado
fresco;
• para o presente trabalho o teor ideal de argamassa está na faixa entre 54 (ideal determinado para
o CCV-REF) e 60% (teor que apresentou melhores resultados nas dosagens realizadas), para
um teor de fíler entre 35 a 45% (sobre o teor total de areia para o traço do CCV), dependendo
dos valores que se pretenderem alcançar para os ensaios de avaliação no estado fresco.
Com relação aos resultados obtidos nos ensaios mecânicos, podem-se enumerar as seguintes
conclusões, todas já comentadas anteriormente:
A.
EM RELAÇÃO À RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
• Em relação ao CCV-REF (ou CCV-54), a resistência à compressão do CAA-55 (da etapa I) foi
superior em todos os traços, com percentagens de 5,9%, 17,2%, 19,8% e 52,3%, para m=3,
m=4,5, m=6 e m=7,5, respectivamente;
• em relação ao CCV-REF, o CAA-65 (da etapa I) teve resistência 25,7% superior; ainda nesse
mesmo traço, nota-se certo equilíbrio entre os teores de argamassa de 60, 70 e 75%, cujas
diferenças entre si não passaram dos 3%, para idade de 28 dias;
• verificou-se na etapa I que os teores de argamassa de 55% (CAA-55) e 60% (CAA-60)
apresentaram resultados bem similares nos traços m=4,5 e m=7,5, e que o CAA-60 no traço
m=3 foi 8,5% superior ao CAA-55, enquanto que o CAA-55 foi 9,5% superior no traço m=6;
• ainda na etapa I e comparando os CAA´s entre si, notou-se que, no traço m=3, houve certa
tendência da resistência à compressão aumentar com o incremento do teor de argamassa (do
CAA-55 ao CAA-65; ainda assim os CAA-70 e CAA-75 foram ligeiramente superiores ao
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
155
CAA-60). O CAA-65 superou o CAA-55, CAA-60, CAA-70 e o CAA-75 em 18,7%, 9,4%,
7,5% e 6,3%, respectivamente
;
• a evolução da resistência dos CAA na etapa II foi superior ao CCV-REF para os traços 1:3 e
1:4,5; para o traço 1:6 ambos apresentaram comportamento bastante similar.
B.
EM RELAÇÃO À RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
• Para o traço m=4,5, o CAA-54 (da etapa II) foi superior aos demais concretos. O CAA-60 (da
etapa II), que foi superado pelo CAA-54 em 17,5%. foi o segundo melhor nesse traço. Os
outros quatro concretos (da etapa II), o CCV-54, CAA-65, CAA-70 e CAA-75, apresentaram
resistências bem similares entre si;
• os dados de resistência à tração da etapa II apresentaram-se similares para o CAA-54 e o CAA-
60, nos traços m=3 e m=6; apenas no traço m=4,5 em que o CAA-54 e CAA-75 foram os
melhores, o CAA-60 foi superado em 27% pelo CAA-54;
• o quociente da relação entre resistência à tração e a resistência à compressão para os CAA foi
semelhante ao do CCV;
• a avaliação do grau de segregação do concreto já endurecido pela observação de corpos-de-
prova rompidos por compressão diametral mostrou-se interessante, uma vez que reproduziu a
realidade do estado fresco, tendo sido verificada uniformidade na distribuição do agregado
graúdo ao longo do corpo-de-prova.
C.
EM RELAÇÃO AO MÓDULO DE ELASTICIDADE
• A influência do teor de argamassa no módulo de deformação foi como o esperado, ou seja, o
módulo diminuiu à medida que o teor de argamassa;
• em termos comparativos entre os CAA´s produzidos na etapa II (CAA-54, CAA-60, CAA-65,
CAA-70 e CAA-75), observou-se um melhor desempenho dos CAA-54 e CAA-60, que
tiveram módulo de elasticidade cerca de 6% maior do que o do concreto convencional (CCV-
54), representando uma vantagem técnica do CAA;
• em termos numéricos e para as relações água/cimento apresentadas neste estudo, observou-se
que o módulo do CAA-54 superou o do CAA-65, do CAA-70 e o do CAA-75 em 12, 18 e
21%, respectivamente.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
156
D.
EM RELAÇÃO AO ENSAIO DE ULTRA-SOM
• O ensaio de ultra-som mostrou ser um ensaio bastante interessante para verificar a qualidade e
homogeneidade do concreto endurecido;
• os resultados provam que a velocidade do pulso ultra-sônico tende a diminuir à medida que
aumenta o teor de argamassa, apesar das diferenças nas relações água/cimento dos concretos
ensaiados, uma vez que o teor de agregado graúdo, que diminui com o aumento do teor de
argamassa, exerce forte influência sobre a velocidade de propagação do pulso ultra-sônico;
• independente do teor de argamassa, observou-se em todos os concretos produzidos que a
velocidade do pulso diminui a medida que o traço do concreto fica mais pobre (com consumo
de cimento menor) por apresentarem as maiores relações água/cimento que é um fator que
influencia, além da resistência, a formação da porosidade interna do concreto;
• nos resultados da etapa I deste trabalho nota-se que o CAA-60 apresentou os melhores
resultados em três dos quatro traços, sendo superado por apenas 4% pelo CCV-REF (CCV-54)
no traço 1:4,5;
• os valores médios da velocidade do pulso ultra-sônico obtidos para cada teor de argamassa
foram todos bem similares aos do concreto convencional vibrado deste estudo, o que leva a
concluir que os concretos produzidos podem ser considerados concretos de boa qualidade,
quando comparados ao CCV-REF;
• a comparação dos resultados obtidos para o CCV-54 (CCV-REF) e CAA-54 comprova que o
CAA, apesar de não ser vibrado, apresenta uma estrutura interna bem similar a de um concreto
convencional;
• os resultados indicaram que existe para os dados deste estudo uma correlação entre a
velocidade do pulso de ultra-som e a respectiva resistência à compressão em todos os concretos
produzidos; para os concretos da etapa I os coeficientes de determinação das correlações
(r
2
)foram de 90, 97, 94, 92 e 83% para o CAA-55, CAA-60, CAA-65, CAA-70 e CAA-75,
respectivamente; para o CCV-REF, CAA-54 e CAA-60 produzidos na etapa II, os
coeficientes de determinação das correlações
(r
2
)foram de 87, 73 e 91%, respectivamente;
• conseqüentemente, verificou-se que existe também uma correlação da relação a/c dos
concretos produzidos com o resultado do ultra-som.
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
157
E.
EM RELAÇÃO AO CONSUMO DE CIMENTO
• O consumo de cimento dos concretos da etapa I, para mesma classe de resistência do concreto,
diminuiu à medida que o teor de argamassa aumentou, com exceção do teor de argamassa de
75% , que não teve a mesma tendência e teve o maior consumo em quatro das seis classes de
concreto analisadas;
• o teor de argamassa de 70%, portanto, foi o teor com o menor consumo de cimento para todas
as seis classes de concreto;
• Para todos os teores de argamassa estudados o consumo de cimento aumentou com o aumento
da classe de resistência do concreto, como esperado;
• pela análise feita com dois concretos com mesmo teor de argamassa (CAA-60 da etapa I e
CAA-60 da etapa II) verificou-se que uma maior dosagem de superplastificante reduz a
quantidade de cimento no traço; portanto, o concreto com maior consumo de cimento por m
3
requereu menor dosagem de superplastificante para a mesma faixa de trabalhabilidade.
• o CCV-REF apresentou maior consumo de cimento, que variou entre 7 a 16% em relação ao
CAA-54 para concretos entre 15 a 40 MPa;
• em se tratando de dosagem de CAA, um maior consumo de cimento por m
3
não significa
maior custo por m
3
do concreto, o que rege o custo total é o consumo de superplastificante.
F.
EM RELAÇÃO AOS CUSTOS
• Os resultados indicam que as diferenças entre os custos por m
3
do CCV-REF em relação ao
CAA-54 variam entre 18,2 a 33,8%, e é tanto maior quanto menor for a classe do concreto, ou
seja, o CAA se torna mais competitivo em relação ao CCV para classes de resistência maiores;
• comparando o CAA-54 com o CAA-60, verificou-se que existe a tendência contrária da
observada no caso anterior (CCV x CAA). Ou seja, a diferença entre custos tende aumentar à
medida que a resistência do concreto aumenta; as diferenças para este caso variaram entre 3,8 a
5,5%, para concretos entre 15 a 40 MPa de resistência;
• para CAA o aumento do teor de argamassa aumenta o custo do concreto e a diferença entre
concretos com diferentes teores de argamassa tende a aumentar para resistências maiores, o
contrário do que ocorre com o CCV em relação ao CAA;
• os custos por metro cúbico de concreto para as classes de resistência avaliadas aumenta à
medida que aumenta a resistência do concreto, para todos os teores de argamassa.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
158
7.2 COMENTÁRIOS FINAIS
Com relação a todos os resultados obtidos no estado fresco e no estado endurecido, pode-se
concluir que a utilização do conceito de teor ideal de argamassa adotado para os concretos
convencionais continua válido para os concretos auto-adensáveis, sendo que para o CAA este
valor ideal pode ser acrescido em até 5 pontos percentuais.
Todas as propriedades do CAA testadas tiveram os melhores resultados para os teores de 54
(teor ideal para CCV) a 60%, tanto do ponto de vista técnico como econômico. Desta forma, o
método de dosagem proposto por Tutikian (2004) pode ter validade pelos resultados obtidos
nesta pesquisa, sem alterações.
Os valores elevados de teores de argamassa encontrados na literatura trazem reflexos
negativos tanto nas propriedades do CAA no estado fresco, endurecido no seu custo,
dificultando seu uso competitivo ao concreto convencional.
Salienta-se, no entanto, que é necessário ainda corroborar estes resultados através de novas
pesquisas com outros materiais bem como com a aplicação em situações reais.
7.3 SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS
Em virtude da escassez de trabalhos realizados sobre concreto auto-adensável no Brasil, com
técnicas e materiais nacionais, inúmeras sugestões poderiam ser listadas. Contudo, e uma vez
que o entendimento da dosagem do CAA tem crescido sugere-se o seguinte para futuros
estudos:
• Estudar o efeito do procedimento e do tempo de mistura dos materiais, em função do tipo de
betoneira;
• Proceder a ensaios de durabilidade do CAA, a fim de conhecer ou estimar seu comportamento
de longo prazo;
• Testar o método proposto por Tutikian com outros materiais, em outras regiões do Brasil a fim
de se confirmar sua aplicação;
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
159
• Estudar a microestrutura do concreto que permitiram uma visualização dos efeitos físico-
químicos causados pelas adições e aditivos superplastificante/VMA que ajudam a explicar os
mecanismos pelos quais ocorrem mudanças nas propriedades mecânicas do concreto auto-
adensável;
• Estudar as vantagens técnico-econômicas do uso do CAA numa situação real.
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
160
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165
ANEXO 1 – RESULTADOS INDIVIDUAIS DO ESTADO FRESCO
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
166
Tabela 1 - resultados no estado fresco dos concretos auto-adensáveis produzidos na etapa I
Concretos
Etapa I
Traço m
(kg/kg)
Slump flow
(mm)
T
500
(s)
V-funnel
(s)
Box-shape
H
CAA
(cm)
Peso/volume
do CP (kg/m
3
)
3
700 6,77 13,21 30,0 2248
4,5
700 3,71 8,73 31,0 2212
6
700 3,49 7,93 32,0 2323
CAA-55
7,5
665 1,83 4,42 31,0 2375
3
690 3,82 12,42 31,0 2301
4,5
590 3,96 7,21 33,0 2360
6
645 2,35 6,31 32,0 2322
CAA-60
7,5
605 1,90 4,85 34,0 2373
3
735 7,15 22,06 31,0 2327
4,5
550 3,50 6,10 32,0 2247
6
600 4,52 6,28 33,0 2248
CAA-65
7,5
540 3,55 5,48 34,0 2319
3
650 9,95 20,34 32,0 2293
4,5
675 7,82 12,46 33,0 2245
6
635 8,30 10,95 32,0 2309
CAA-70
7,5
590 4,56 9,47 34,0 2225
3
695 5,59 18,96 34,0 2189
4,5
725 3,88 7,47 34,0 2095
6
745 4,33 7,53 34,0 2179
CAA-75
7,5
700 2,56 4,60 34,0 2175
Tabela 2 - resultados no estado fresco dos concretos auto-adensáveis produzidos na etapa II
Concretos
Etapa II
Traço m
(kg/kg)
Slump flow
(mm)
T
500
(s)
V-funnel
(s)
L-Box
H
2
/H
1
Peso/volume
do CP (kg/m
3
)
3
680 3,65 8,16 1,00 2355
CAA-54
4,5
635 4,27 10,91 0,83 2369
6
565 6,07 12,52 0,78 2391
3
700 2,74 8,03 1,00 2339
CAA-60
4,5
680 2,96 7,76 0,88 2365
6
685 3,13 5,94 1,00 2345
CAA-65
4,5
670 2,05 6,38 0,83 2343
CAA-70
4,5
725 2,67 7,80 1,00 2321
CAA-75
4,5
790 3,42 4,93 1,00 2221
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
167
ANEXO 2 – RESULTADOS INDIVIDUAIS DO ESTADO ENDURECIDO
E CORRELAÇÕES DE ALGUMAS VARIÁVEIS DE DOSAGEM
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
168
1. RELAÇÕES ENTRE RESISTÊNCIAS DOS CAA DA ETAPA I E DO CONCRETO CONVENCIONAL (CCV-REF)
Resistência à compressão, f
cm
(MPa) Relação entre resistências
Concretos
Estudados
Traço
1:m
Relação
a/c
SP/cim.
(%)
3 dias 7 dias 28 dias 56 dias
Tração
28d (MPa)
3d/28d 7d/28d 28d/56d f
tm,28
/
fcm,28
1:3 0,42 24,7 27,1 38,90 49,40 2,49 0,63 0,70 0,79 0,06
CCV-REF 1:4,5 0,5 17,8 20,3 27,90 38,10 1,96 0,64 0,73 0,73 0,07
α = 54% 1:6 0,63 11,4 14,6 21,20 27,50 1,93 0,54 0,69 0,77 0,09
1:7,5 0,78
0
6,3 7,5 11,10 15,50 1,09 0,57 0,68 0,72 0,10
1:3 0,370 19,4 25,30 41,20 36,40 2,78 0,47 0,61 1,13 0,07
CAA 1:4,5 0,475 17,1 20,50 32,70 28,20 2,02 0,52 0,63 1,16 0,06
α = 55% 1:6 0,600 11,1 16,20 25,40 26,70 2,21 0,44 0,64 0,95 0,09
1:7,5 0,820
1,43
6,9 9,30 16,90 18,70 1,54 0,41 0,55 0,90 0,09
1:3 0,376 24,5 27,50 44,70 38,40 3,40 0,55 0,62 1,16 0,08
CAA 1:4,5 0,508 17,5 21,80 32,20 26,00 2,91 0,54 0,68 1,24 0,09
α = 60% 1:6 0,639 12,1 16,20 23,20 22,70 1,89 0,52 0,70 1,02 0,08
1:7,5 0,810
1,25
8,1 11,00 16,60 16,40 1,33 0,49 0,66 1,01 0,08
1:3 0,350 26,4 37,50 48,90 54,60 2,83 0,54 0,77 0,90 0,06
CAA 1:4,5 0,558 13,3 20,10 29,10 31,90 2,38 0,46 0,69 0,91 0,08
α = 65% 1:6 0,674 10,1 14,50 22,20 26,10 2,36 0,45 0,65 0,85 0,11
1:7,5 0,827
1,75
6,9 10,50 17,60 19,00 1,46 0,39 0,60 0,93 0,08
1:3 0,366 26,0 37,20 45,50 43,70 4,26 0,57 0,82 1,04 0,09
CAA 1:4,5 0,495 16,9 23,40 31,60 38,80 2,51 0,53 0,74 0,81 0,08
α = 70% 1:6 0,632 11,9 16,60 22,90 29,70 2,15 0,52 0,72 0,77 0,09
1:7,5 0,807
1,73
7,2 10,20 14,80 19,00 1,14 0,49 0,69 0,78 0,08
1:3 0,370 16,8 28,2 46,0 40,7 2,47 0,37 0,61 1,13 0,05
CAA 1:4,5 0,518 10,3 13,8 25,8 27,5 1,59 0,40 0,53 0,94 0,06
α = 75% 1:6 0,661 7,7 10,8 18,5 19,0 1,46 0,42 0,58 0,97 0,08
1:7,5 0,848
2,76
6,3 8,1 13,0 14,2 1,04 0,48 0,62 0,92 0,08
OBS: 2 CP´s 3 CP´s 2 CP´s 2 CP´s 3 CP´s
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
169
2. DADOS DE RESISTÊCIA À COMPRESSÃO, À TRAÇÃO, U-SOM E MASSA DOS
CP´S PARA OS 4 TRAÇOS DOS CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS PRODUZIDOS
NA ETAPA II NAS IDADES ESTUDADAS
CAA-54: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,62% 3 dias
Compressão (MPa) Velocidade u-som (m/s) Massa do CP (g) Traço
(kg/kg)
MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=3 26,8 0,70 2,61 4171,25 6,48 0,16 3136,00 7,07 0,23
m=4,5 16,4 1,80 10,93 - - - 3123,00 9,90 0,32
m=6 11,7 0,00 0,00 3725,62 30,99 0,83 3180,00 4,24 0,13
CAA-54: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,62% 7 dias
Traço Compressão (MPa) Velocidade u-som (m/s) Massa do CP (g)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=3 33,5 0,25 0,74 4051,25 24,43 0,60 3126,00 5,66 0,18
m=4,5 20,7 0,90 4,33 4112,57 12,59 0,31 3163,50 14,85 0,47
m=6 14,8 0,15 1,01 3721,84 5,16 0,14 3138,50 16,26 0,52
CAA-54: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,62% 28 dias
Traço Compressão (MPa) Tração (MPa) Velocidade u-som (m/s)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=3 46,2 0,92 1,99 2,35 0,26 10,95 4535,25 66,38 1,46
m=4,5 36,9 1,68 4,55 2,25 0,15 6,66 4302,78 76,23 1,77
m=6 20,8 2,41 11,60 1,76 0,06 3,44 4265,99 69,62 1,63
CAA-54: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,62% 56 dias
Traço Compressão (MPa) Velocidade u-som (m/s) Massa do CP (g)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=3 54,6 1,85 3,38 - - - 0,00 0,00 -
m=4,5 42,8 0,00 0,00 - - - 0,00 0,00 -
m=6 27,7 1,00 3,60 - - - 0,00 0,00 -
CAA-60: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,68% 7 dias
Traço Compressão (MPa) Velocidade u-som (m/s) Massa do CP (g)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=3 32,5 0,45 1,38 4060,74 85,90 2,12 3074,00 19,80 0,64
m=4,5 21,1 0,25 1,18 4139,43 0,00 0,00 3038,00 1,41 0,05
m=6 15,0 0,15 1,00 3707,74 56,27 1,52 3091,00 14,14 0,46
CAA-60: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,68% 28 dias
Traço Compressão (MPa) Tração (MPa) Velocidade u-som (m/s)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=3 46,1 0,47 1,02 2,24 0,35 15,82 4450,15 57,83 1,30
m=4,5 31,4 1,02 3,25 1,80 0,18 10,10 4178,17 55,15 1,32
m=6 21,6 0,31 1,42 1,45 0,37 25,85 4145,51 18,87 0,46
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
170
CAA-65: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,70% 7 dias
Traço Compressão (MPa) Velocidade u-som (m/s) Massa do CP (g)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=4,5 19,6 1,30 6,61 3962,57 29,22 0,74 3097,50 21,92 0,71
CAA-65: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,70% 28 dias
Traço Compressão (MPa) Tração (MPa) Velocidade u-som (m/s)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=4,5 27,5 3,33 12,13 2,00 0,02 0,86 4151,76 40,95 0,99
CAA-70: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,968% 7 dias
Traço Compressão (MPa) Velocidade u-som (m/s) Massa do CP (g)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=4,5 19,6 0,15 0,76 3857,87 5,54 0,14 2966,50 3,54 0,12
CAA-70: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,968% 28 dias
Traço Compressão (MPa) Tração MPa) Velocidade u-som (m/s)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=4,5
28,8 1,25 4,36 1,65 0,12 7,27 4145,49 13,80 0,33
CAA-75: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,9578% 7 dias
Traço Compressão (MPa) Velocidade u-som (m/s) Massa do CP (g)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=4,5 18,8 0,05 0,27 4187,52 73,33 1,75 3001,00 12,73 0,42
CAA-75: teor de fíler calcário= 40%, dosagem de SP=0,9578% 28 dias
Traço Compressão (MPa) Tração (MPa) Velocidade (m/s)
(kg/kg) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%) MÉDIA DP CV(%)
m=4,5 27,4 0,75 2,75 2,25 0,15 6,66 4101,63 74,61 1,82
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
171
3. RELAÇÃO PESO/VOLUME DOS CORPOS-DE-PROVA NO ESTADO FRESCO E AOS
28 DIAS DE HIDRATAÇÃO
Resultados dos cálculos da relação entre o peso do concreto que ocupa o volume de um
corpo-de-prova cilíndrico (ø9,5x19 cm) e este mesmo volume, em kg/m
3
. Estes cálculos
foram efetuados para os concretos no estado fresco e no estado endurecido aos 28 dias. As
figuras 1 e 2 apresentam o comportamento dessa relação peso/volume, no estado fresco e no
estado endurecido, para os concretos da etapa I e da etapa II, respectivamente.
2000
2100
2200
2300
2400
m=3 m=4,5 m=6 m=7,5
Relação peso fresco/volum e
dos CP´s
(
k
g
/m 3
)
CAA-55
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
2000
2100
2200
2300
2400
m=3 m=4,5 m=6 m=7,5
Relação peso 28d/volum e
dos CP´s
(
k
g
/m 3
)
CAA-55
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
(b)(a)
Figura 1: relação entre o peso e volume dos CP´s no (a) estado fresco e (b) aos 28 dias (etapa I)
2200
2300
2400
2500
m=3 m=4,5 m=6
Relação peso 28d/volume
(kg/m3)
CCV-REF
CAA-54
CAA-60
2200
2300
2400
2500
m=3 m=4,5 m=6
Relação peso fresco/volume
(kg/m3)
CCV-REF
CAA-54
CAA-60
(a)
(b)
Figura 2: relação entre o peso e volume dos CP´s no (a) estado fresco e (b) aos 28 dias (etapa II)
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
172
4. MASSA ESPECÍFICA ESTIMADA DOS CONCRETOS
A massa específica dos concretos convencionais produzidos com os agregados normais varia
segundo o processo de adensamento aplicado na sua fabricação, sofrendo também uma
influência menor do meio ambiente em que são mantidos em função da variação da proporção
de água contida nos seus poros. São os seguintes os valores médios (BAUER, 2000):
- concreto não adensado: 2100 kg/m
3
;
- concreto comprimido: 2200 kg/m
3
;
- concreto socado: 2250 kg/m
3
- concreto vibrado: 2300 a 2400 kg/m
3
.
Neste estudo, a massa específica dos concretos foi estimada através da seguinte fórmula:
)/1(
.
capaf
C
EM
++++
=
onde:
M.E.=massa específica do concreto, em kg/m
3
;
C=consumo de cimento, em kg/m
3
;
f, a e p=proporções de fíler, areia e brita em relação a.
massa de cimento do traço, em kg/kg;
a/c=relação água-cimento.
Assim, os resultados obtidos para os concretos obtidos nas etapas I e II estão representados na
figura 3(a) e (b), respectivamente.
2300
2325
2350
2375
2400
2425
2450
m=3 m=4,5 m=6 m=7,5
Massa específica dos CAA (kg/m
3
)
CAA-55
CAA-60
CAA-65
CAA-70
CAA-75
2300
2325
2350
2375
2400
2425
2450
m=3 m=4,5 m=6
Massa específica dos CAA (kg/m
3
)
CCV-54
CAA-54
CAA-60
(a) (a)
Figura 3: massa específica teórica dos concretos das etapas (a) I e (b) II
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
173
Tabela 3 - RESULTADOS NO ESTADO ENDURECIDO DOS CONCRETOS AUTO-
ADENSÁVEIS PRODUZIDOS NA ETAPA I
Velocidade u-som (m/s)
Concreto
Etapa I
Traço m
(kg/kg)
3 dias 7 dias 28 dias 56 dias
Peso/volume
do CP (kg/m
3
)
Massa
específica
(kg/m
3
)
3
4086 4251 4332 4399 2262
2391
4,5
4075 4223 4248 4279 2254
2407
6
3770 3926 4190 4067 2300
2408
CAA-55
7,5
3381 3730 3942 3965 2346
2374
3
4205 4383 4653 - 2294
2380
4,5
3972 4139 4377 - 2261
2383
6
3757 3874 4306 - 2281
2385
CAA-60
7,5
3544 3711 4116 - 2292
2372
3
4077 4233 4398 - 2303
2395
4,5
3727 4036 4149 4451 2196
2351
6
3603 3958 4041 4077 2214
2365
CAA-65
7,5
3439 3743 3860 4105 2266
2361
3
4454 4588 4446 4606 2310
2378
4,5
4155 4188 4286 4393 2228
2379
6
3987 4096 4137 4251 2266
2377
CAA-70
7,5
3626 3556 3811 3889 2196
2363
3
3871 3944 4213 - 2197
2369
4,5
3469 3661 3947 - 2101
2362
6
3368 3476 3878 - 2137
2360
CAA-75
7,5
3120 3277 3532 - 2132
2343
Tabela 4 - RESULTADOS NO ESTADO ENDURECIDO DOS CONCRETOS AUTO-
ADENSÁVEIS PRODUZIDOS NA ETAPA II
Velocidade u-som (m/s)
Concreto
Etapa I
Traço m
(kg/kg)
3 dias 7 dias 28 dias 56 dias
Peso/volume
do CP (kg/m
3
)
Massa
específica
(kg/m
3
)
3
- 4051 4535 - 2326
2347
CAA-54
4,5
- 4113 4303 - 2348
2392
6
- 3722 4266 - 2343
2393
3
- 4061 4450 - 2307
2350
CAA-60
4,5
- 4139 4178 - 2362
2385
6
- 3708 4146 - 2329
2366
CAA-65
4,5
- 3963 4152 - 2290
2332
CAA-70
4,5
- 3858 4145 - 2221
2339
CAA-75
4,5
- 4188 4102 - 2222
2319
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
174
5. CORRELAÇÕES ENTRE ALGUMAS VARIÁVEIS DO ESTUDO DE DOSAGEM
As figuras 4, 5, 6, 7, 8 e 9 ilustram algumas correlações encontradas ao longo do estudo
realizado, que poderão eventualmente ajudar em estudos futuros.
CAA´s-55/60/65/70/75 - Etapa I
y = 28,391x - 330,48
R
2
= 0,8106
0
50
100
150
200
250
300
350
12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00
Finos: Cimento+Fíler Calcário (kg)
Superplastificante (g)
CAA-54 e CAA-60 - Etapa II
y = 10,536x - 87,353
R
2
= 0,986
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
11,00 11,50 12,00 12,50 13,00 13,50 14,00 14,50 15,00
Finos: Cimento+Fíler Calcário (kg)
Superplastificante (g)
Figura 4: correlação entre os finos e superplastificante nas etapas I e II
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
175
ALFA = 75%
y = -335,69x + 418,11
R
2
= 0,9226
120
160
200
240
280
320
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
relação água/cimento
Superplastificante(g)
ALFA = 70%
y = -230,86x + 269,6
R
2
= 0,9112
60
100
140
180
220
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
relação água/cimento
Superplastificante (g)
ALFA = 65%
y = -227,6x + 275,69
R
2
= 0,9793
60
100
140
180
220
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
relação água/cimento
Superplastificante (g)
ALFA = 55%
y = -179,95x + 214,99
R
2
= 0,83
60
80
100
120
140
160
180
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
relação água/cimento
Superplastificante (g)
ALFA = 60%
y = -168,37x + 196,74
R
2
= 0,9298
40
60
80
100
120
140
160
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
relação água/cimento
Superplastificante (g)
Figura 5: correlação entre a relação a/c e o aditivo superplastificante da etapa I
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
176
ALFA = 75%
y = -2588,9x + 831,52
R
2
= 0,9472
120
160
200
240
280
320
0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
Relação água/finos
Superplastificante (g)
ALFA = 70%
y = -1780,4x + 564,93
R
2
= 0,92
80
100
120
140
160
180
200
220
0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
Relação água/finos
Superplastificante (g)
ALFA = 65%
y = -1253,5x + 471,15
R
2
= 0,9302
80
100
120
140
160
180
200
220
0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
Relação água/finos
Superplastificante (g)
ALFA = 55%
y = -887,76x + 362,71
R
2
= 0,7032
60
80
100
120
140
160
180
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
Relação água/finos
Superplastificante (g)
ALFA = 60%
y = -1133,6x + 408,31
R
2
= 0,9385
40
60
80
100
120
140
160
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
Relação água/finos
Superplastificante (g)
Figura 6: correlação entre a relação a/finos e o aditivo superplastificante da etapa I
Paulo Jorge Miguel Manuel. Porto Alegre: NORIE/PPGEC/UFRGS, 2005.
177
CAA-54 - Etapa II
y = -116,17x + 105,6
R
2
= 0,8852
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70
Relação água/cimento
S
uperplasti
f
icante
(
g
)
CAA-60 - Etapa II
y = -90,827x + 95,812
R
2
= 0,8646
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,7
0
Relação água/cimento
Superplastificante (g)
CAA-54 e CAA-60 da etapa II
y = -99,074x + 98,439
R
2
= 0,8353
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70
Relação água/cimento
Superplastificante (g)
Figura 7: correlação entre a relação a/c e a dosagem de superplastificante na etapa II
CAA-54 - etapa II
y = -154,37x + 1,0714
R
2
= 0,933
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,0020 0,0030 0,0040 0,0050
Relação SP/finos
Relação a/c
CAA-60 - etapa II
y = -187,38x + 1,216
R
2
= 0,9108
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,0020 0,0025 0,0030 0,0035 0,0040 0,0045 0,0050
Relação SP/finos
Relação a/c
Figura 8: correlação entre a relação a/c e a relação superplastificante/finos na etapa II
Estudo da influência do teor de argamassa no desempenho de concretos auto-adensáveis
178
ALFA = 75%
y = -70,04x + 1,4147
R
2
= 0,9524
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,0070 0,0090 0,0110 0,0130 0,0150 0,0170
SP/finos (cimento+filer)
Relação água/cimento
ALFA = 65%
y = -103,92x + 1,4531
R
2
= 0,9897
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,0050 0,0060 0,0070 0,0080 0,0090 0,0100 0,0110 0,0120
SP/finos (cimento+filer)
Relação água/cim ento
ALFA = 70%
y = -99,954x + 1,3423
R
2
= 0,9487
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,0050 0,0060 0,0070 0,0080 0,0090 0,0100 0,0110
SP/finos (cimento+filer)
Relação água/cim ento
ALFA = 60%
y = -127,67x + 1,3732
R
2
= 0,9536
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,0040 0,0050 0,0060 0,0070 0,0080 0,0090
SP/finos (cimento+filer)
Relação água/cim ento
ALFA = 55%
y = -109,47x + 1,3883
R
2
= 0,8979
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,0050 0,0060 0,0070 0,0080 0,0090 0,0100
SP/finos (cimento+filer)
Relação água/cimento
Figura 9: correlação entre a relação a/c e a relação superplastificante/finos na etapa I
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