O modelo de Abrams mostra-se perfeitamente válido sem necessidade de ajustes sempre que:

A quantidade de pasta de cimento é suficiente para preencher os vazios dos agregados;

Os agregados são de elevada resistência à compressão;

O concreto fresco esteja perfeitamente adensado (< 1,5% de ar aprisionado).

Reavaliação das Resistências a Compressão e a Tração de Concretos com Reavaliação das Resistências a Compressão e a Tração de Concretos com Diferentes Consistências e Relações a/cDiferentes Consistências e Relações a/c

Luciana Kataoka; Ana Carolina Marques;Paulo Helene; Túlio Bittencourt

ResumoResumoEsta pesquisa reavalia o desempenho de traços feitos segundo o método do IPT/EPUSP (Instituto de

Pesquisa Tecnológica/ Escola Politécnica da Universidade de São Paulo), para as propriedades de resistência a compressão e resistência a tração. Para tanto, são feitas as comparações dos resultados experimentais com os modelos sugeridos pela literatura e normas vigentes entre eles, o Modelo de Powers, pouco utilizado atualmente. As propriedades mecânicas foram obtidas através do ensaio de 25 corpos-de-prova de concreto, ensaiados a diferentes idades e mantidos em câmara úmida até a data de ensaio.

Modelos de PrevisãoModelos de Previsão

Resistência a traçãoResistência a tração

Características dos traços estudados.

Para fazer esta análise foi adotado um percentual de hidratação do cimento de 67% aos 28 dias. Este percentual foi adotado, pois não foi realizada nenhuma análise, seja por termogravimetria ou difração de raio-x, que identificasse o grau de hidratação do concreto aos 28 dias.

Do ponto de vista da resistência, a relação água/cimento (a/c) é o fator mais importante porque, independente de outros fatores, ela afeta a porosidade tanto na matriz da pasta de cimento como da zona de transição; Quando a a/c é mantida constante tanto a resistência à tração quanto à compressão se mantém aproximadamente constantes, sendo que diferenças nos resultados obtidos são atribuídas à variação do volume de vazios; Quando a consistência é mantida constante, verifica-se que quanto maior é a a/c menor é a resistência, pois a quantidade de compostos resistentes também é reduzida; A variação da resistência do concreto foi mais intensa quando o aumento do consumo de cimento é acompanhado de uma diminuição da a/c; A partir dos resultados obtidos de concretos com mesma a/c e diferentes teores de argamassa, foi observado que o volume de vazios teve maior influência na resistência quando comparado à zona de transição; Tanto as curvas dos modelos de Abrams quanto às do modelo de Powers, apresentaram ajuste adequado aos resultados obtidos por terem sido determinados a partir de constantes dos materiais utilizados para a confecção dos concretos. Entretanto, foi observado que o modelo de Powers tem um melhor ajuste aos dados experimentais, pois este leva em consideraçãonão apenas a a/c, mas também o grau de hidratação; Os modelos prescritos pelas normalizações analisadas, indicados para a previsão da resistência à tração mostraram-seconservadores. Todos os modelos encontram-se a favor da segurança e se ajustaram aos resultados experimentais. A norma brasileira mostrou-se ainda mais conservadora em comparação à norma européia.

Resistência a compressãoResistência a compressão

Programa ExperimentalPrograma ExperimentalMateriaisMateriais

Traços dos Concretos FrescosComponentes Traço I Traço II Traço III Traço IV Traço V

Cimento (kg/m³) 510,20 411,33 338,97 500,55 353,55Areia (kg/m³) 510 617 678 501 707Brita (kg/m³) 1020 1028 1017 1001 1061Água (kg/m³) 209 193 190 235 166

Ar aprisionado (%) 1,1 1,1 1,2 0,7 1,6a/c (kg/kg) 0,41 0,47 0,56 0,47 0,47m (kg/kg) 3 4 5 3 5

Abatimento (mm) 85 80 90 170 5Peso específico (kg/m³) 2250 2250 2225 2238 2288Traço unitário em massa 1 : 1 : 2 : 0,41 1 : 1,5 : 2,5 : 0,47 1 : 2 : 3 : 0,56 1 : 1 : 2 : 0,47 1 : 2 : 3 : 0,47

Traços dos Concretos FrescosMedida da Consistência Traço I Traço II Traço III Traço IV Traço V

Fator de Compactação MURDOCK 0,81 0,76 0,76 0,93 0,68

Teor água/mistura seca (%) 10,25 9,39 9,34 11,73 7,82Abatimento (mm) 85 80 90 170 5

Avaliação das Consistências dos concretos

Modelos Equações

Norma Brasileira

Modelo de Abrams

Modelo de Powers

dckjcjm Sff 65,1

cac KK

f /2

1

n

c

ca

kf

*32,0*68,0

1

Modelos Equações

Norma Brasileira

CEB Model Code 1990

32

, *3,0 ckmct ff spctct ff ,*9,0

32

0,0, *

ck

ckmctkmct f

fff

spctctm ff ,*9,0

fff ckjcm

Traço 1 Traço 2

Pedra39,9%

Areia20%

Cim. anidro 5,8%

Cim. hidrat. 17,5%

Hgel 5,8%

Hcapilar 7,9%

Ar 1,1%Poros 2%

Hgel 4,7%

Cim. hidrat. 14,2%

Cim. anidro 4,7%

Areia24,3%

Pedra40,5%

Ar 1,1%

Hcapilar 8,9%Poros 1,6%

Hgel 3,9%

Areia26,9%

Cim. anidro 3,9%

Cim. hidrat. 11,8%

Pedra40,4%

Ar 1,2%

Hcapilar 10,6%Poros 1,3%

Traço 3

Hcapilar 10,7%

Hgel 5,7%

Cim. anidro 5,6%

Cim. hidrat. 17%

Pedra38,9%

Areia19,4%

Poros 1,9%Ar 0,7%

Traço 4

Hgel 4%

Cim. hidrat. 12,1%

Cim. anidro 4%

Pedra41,5%

Areia27,7%

Hcapilar 7,7%Poros 1,4%

Ar 1,6%

Traço 5

Concreto

Modelo de previsão de Powers para o concreto

Diagrama de dosagem da resistência à compressão (abatimento cte) Diagrama de dosagem da resistência à tração (abatimento cte)

Valores experimentais e teóricos da resistência à compressão e à tração do concreto (MPa)

O modelo de Powers apresenta a teoria atual mais abrangente das técnicas de dosagem. Powers deduziu teoricamente que a resistência à compressão depende somente da relação gel/espaço da pasta.

É importante salientar que no modelo de Powers, para os concretos com resistências usuais nota-se uma influência significativa do grau de hidratação. Neste caso é necessária a adequação do tempo de cura a fim de propiciar o crescimento do grau de hidratação e, conseqüentemente, da resistência à compressão. Entretanto, pode-se dizer que, a partir de certa idade, o grau de hidratação deixa de exercer maior influência no crescimento da resistência à compressão, passando a relação água/cimento comandar essa propriedade física.

Para a moldagem dos corpos-de-prova foram utilizados os seguintes materiais:

Cimento Portland CPIII-40;

Agregado miúdo natural de origem quartzosa extraído de rio;

Agregado graúdo de origem granítica;

Água potável.

ResultadosResultados

DosagemDosagemValores experimentais e teóricos da resistência á

compressão do concreto (MPa)

ConclusõesConclusões

Departamento de Engenharia de Estrutura e GeotécnicaEscola Politécnica da Universidade de São Paulo Laboratório de Estruturas e Materiais Estruturais