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    UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SULEscola de Engenharia

    Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil

    TESE DE DOUTORADO

    MACIOS EXPERIMENTAIS DE LABORATRIO DECONCRETO COMPACTADO COM ROLO APLICADO S

    BARRAGENS

    JOS MARQUES FILHO

    Orientadora: Profa. Denise Carpena Coitinho Dal MolinOrientador Prof. Vladimir Antonio Paulon

    Porto Alegre

    2005

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    JOS MARQUES FILHO

    MACIOS EXPERIMENTAIS DE LABORATRIO DECONCRETO COMPACTADO COM ROLO APLICADO S

    BARRAGENS

    Tese apresentada ao corpo docente do Programa dePs-Graduao em Engenharia Civil da UniversidadeFederal do Rio Grande do Sul, como requisito parcialpara a obteno do ttulo de Doutor em ConstruoCivil.

    Orientadores:Prof. Dr. Denise C. C. Dal MolinProf. Dr. Vladimir A. Paulon

    Porto AlegreOutubro de 2005

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    Esta tese foi julgada adequada para obteno do ttulo de DOUTOR EM ENGENHARIA

    e aprovada em sua forma final pelos orientadores e pelo Programa dePs-Graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal do RioGrande do Sul.

    Profa. Denise Carpena Coitinho Dal MolinDra pela Universidade de So PauloOrientadora

    Prof. Vladimir Antonio PaulonDr. pela Universidade de So PauloOrientador

    Prof. Dr. Fernando SchnaidCoordenador do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil

    Banca Examinadora:

    Selmo Chapira KupermanDr. pela Universidade de So Paulo

    Marcos Antonio Marino

    Ph.D. pela The University of New MexicoNilo Csar ConsoliPh.D. pela Concordia University - Canad

    Angela Borges MasueroDra. pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul

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    DEDICATRIA

    minha esposa Eugenia Maria e aos meus filhos Amanda

    Maria e Jos Lucas, luzes e razo da minha existncia, que

    deram apoio incondicional ao sonho de um pai de famlia,

    sem nunca exprimir qualquer gesto ou palavra de

    desagrado pelo tempo roubado de seu convvio.

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    AGRADECIMENTOS

    Professora Denise C. C. Dal Molin pela orientao competente em todas as fases do

    doutorado, com grande compreenso do ser humano e com demonstraes tocantes de amizade.

    Ao Professor Vladimir Antonio Paulon, conhecedor profundo de concreto aplicado s

    barragens, que alm de orientador em todas as horas, foi suporte nos momentos difceis e um

    amigo a ser reverenciado.

    Ao Professor Paulo Monteiro pelas valiosas contribuies a esta tese, pelo incentivo

    constante e pelo apoio nos momentos difceis.

    Ao Engenheiro Walton Pacelli de Andrade, que admiro pela altssima competnciatcnica em concreto de obras hidrulicas, grande amigo e incentivador, sem o qual o projeto de

    pesquisa e desenvolvimento executado no Programa da ANEEL, que permitiu a execuo deste

    trabalho no existiria.

    Aos amigos de todos os momentos que atravs do incentivo e apoio tornaram a aridez do

    doutorado suportvel, Jos Carlos Loureiro, Jos de Almendra Freitas Jnior, Mahmoud

    Farghaly e Ruy Dikram Steffen.

    Ao Engenheiro Maurice Antoine Trabousi, pela competncia e dedicao nos ensaios

    desta tese, ao qual aprendi a respeitar e nutrir grande amizade.

    diretoria da COPEL, Companhia Paranaense de Energia por todo apoio recebido

    durante o desenvolvimento do doutorado, notadamente ao Engenheiro Mrio Roberto Bertoni e

    Administrador Gilberto Serpa Griebeler.

    Aos professores do Departamento de Construo Civil pelo apoio durante o afastamento

    das aulas regulares do Curso, notadamente os professores Ricardo Mendes Jnior, Marcos

    Antonio Marino e o grupo de Materiais de Construo Civil.

    Aos colegas da COPEL Participaes e da Coordenao de Gesto de Ativos em

    Sociedade, pela cooperao, amizade, carinho e incentivo incondicional durante todo o perodo

    de desenvolvimentos das atividades necessrias obteno do ttulo de doutor, especialmente

    meus superiores imediatos Engenheiro Antonio Srgio Guetter e Engenheiro Srgio Montenegro

    Kraemer.

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    Ao Laboratrio de Concreto do Departamento de Apoio e Controle Tcnico de Furnas

    Centrais Eltricas S. A., especialmente ao amigo Engenheiro Rubens Bittencourt.

    Dona Francisca Energtica S. A., DFESA, pelo apoio, especialmente ao seu presidente

    da poca, Engenheiro Nivaldo de Almeida Neto.

    Ao Engenheiro Joaquim Franco Filho, coordenador geral do Consrcio Iva-Torno, pelo

    apoio e estmulo ao trabalho desenvolvido e pela amizade demonstrada em todos estes anos.

    Agncia Nacional de Energia Eltrica e Furnas Centrais Eltricas S.A., por

    proporcionarem a oportunidade do desenvolvimento desta pesquisa.

    Engenheira Fernanda Risseto Delfino Candeo pelo paciente auxlio no trabalho grfico

    desta tese, bem como aos grandes amigos e engenheiros Ruy Fernando SantAna e os

    mencionados Maurice, Farghaly e Jos Freitas, e minha esposa Eugenia Maria Sobral Marques

    pela leitura e auxlio na reviso ortogrfica deste trabalho.

    Aos meus amigos e familiares pela demonstrao de apreo e pacincia com algum que

    diminuiu o convvio e o contato por mais de trs anos.

    Especial agradecimento deve ser feito ao saudoso Tcnico Guilherme Leroy pelo

    desenvolvimento tcnico e executivo do equipamento climatizador da superfcie de camada,

    proposto nesta tese.

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    "A sabedoria no nos dada. preciso descobri-la por ns mesmos, depois de uma viagem que

    ningum nos pode poupar ou fazer por ns".

    Marcel Proust

    "As dificuldades, como as montanhas, aplainam-se quando avanamos por elas".

    mile Zola

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    SUMRIO

    1 INTRODUO ..........................................................................................................1

    1.1 IMPORTNCIA DA PESQUISA .............................................................................................5

    1.2 OBJETIVOS GERAL E ESPECFICOS ....................................................................................7

    1.2.1 Objetivo Geral.............................................................................................................7

    1.2.2 Objetivos Especficos ..................................................................................................7

    1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ..............................................................................................8

    2 BARRAGENS DE CCR...........................................................................................10

    2.1 HISTRICO E APLICAES..............................................................................................10

    2.1.1 Histrico da utilizao de Barragens de Concreto...................................................102.1.2 Evoluo Histrica da Tcnica do CCR Aplicado s Barragens .............................11

    2.2 BARRAGENS DE CONCRETO............................................................................................20

    2.2.1 Concreto Massa.........................................................................................................23

    2.2.2 Variaes Volumtricas e Fissurao de Origem Trmica ......................................25

    2.2.2.1 Avaliao dos Efeitos Trmicos e Fissurao Trmica ........................................26

    2.2.3 Permeabilidade e Percolao ...................................................................................31

    2.2.4 Aditivos......................................................................................................................342.2.5 Segurana..................................................................................................................36

    2.2.6 Barragens em Arco....................................................................................................46

    2.3 BARRAGENS DE CCR-CONCEITUAO GERAL .............................................................47

    2.4 IMPACTO DO PROCESSO EXECUTIVO DO CCRNAS PROPRIEDADES DO CONCRETO ........51

    2.4.1 Caractersticas Gerais de Obra ................................................................................52

    2.4.2 Conceitos Iniciais ......................................................................................................54

    2.4.2.1 Dosagem e estudos Prvios de Laboratrio ..........................................................55

    2.4.2.2 Ensaios para avaliao da Trabalhabilidade..........................................................56

    2.4.2.3 Ensaios para a Avaliao da Resistncia aos Esforos Mecnicos.......................57

    2.4.3 Abordagens para Estudos de Dosagem ....................................................................59

    2.4.4 Controle da Qualidade..............................................................................................65

    2.4.5 Aspectos Construtivos ...............................................................................................68

    2.4.5.1 Solues para a Face de Montante ........................................................................73

    2.4.5.2 Juntas de Contrao...............................................................................................78

    2.4.5.3 Demais Interferncias............................................................................................80

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    2.4.6 Dvidas Conceituais Importantes .............................................................................81

    2.4.7 Previso de Parmetros ............................................................................................83

    2.4.8 Macios Experimentais .............................................................................................84

    2.4.9 Perspectivas de Futuro e Pesquisa ...........................................................................89

    2.4.9.1 Barragens em arco.................................................................................................90

    2.4.9.2 Solues da face de montante ...............................................................................92

    2.4.9.3 Concreto Rampado ou Mtodo Chins .................................................................93

    2.4.9.4 Novas tecnologias para avaliao da necessidade de preparao de camada .......96

    3 ENSAIOS ESPECFICOS E ESPECIAIS PARA BARRAGENS DE CCR ......98

    3.1 ENSAIO PARA MEDIDA DE PERMEABILIDADE .................................................................98

    3.2 MASSA UNITRIA DO CCRCOMPACTADO ATRAVS DO APARELHO DE VEBE E CANNON

    TIME.........................................................................................................................101

    3.3 MASSA UNITRIA E TEOR DE GUA UNITRIA ATRAVS DO APARELHO DE DMA.....103

    3.4 PERMEABILIDADE DO CONCRETO FRESCO....................................................................104

    3.5 RESISTNCIA TRAO POR COMPRESSO DIAMETRAL..............................................105

    3.6 RESISTNCIA TRAO DIRETA..................................................................................107

    3.7 MDULO DE ELASTICIDADE .........................................................................................110

    3.8 CISALHAMENTO DIRETO ..............................................................................................1113.9 MOLDAGEM DE CORPOS-DE-PROVA CILNDRICOS DE CCR..........................................114

    3.10 DENSMETRONUCLEAR................................................................................................116

    4 DOSAGEM DE CCR COM ALTO TEOR DE FINOS......................................118

    4.1 GRADUAES GEOMTRICAS.......................................................................................119

    4.2 CURVAS DE REFERNCIA DE TALBOT-RICHARD...........................................................120

    4.3 CURVAS DE REFERNCIA DO ACICOMMITTEE 207......................................................121

    4.4 CURVAS GRANULOMTRICAS CBICAS........................................................................122

    4.5 LEI DE SLATER LYSE ....................................................................................................122

    4.6 PROCEDIMENTO DE DOSAGEM DE CCRCOM ALTO TEOR DE FINOS .............................122

    4.6.1 Escolha e caracterizao dos materiais..................................................................125

    4.6.2 Combinao do material cimentcio .......................................................................126

    4.6.3 Combinao de agregados e ajuste granulometria de referncia .......................127

    4.6.4 Definio das Misturas Experimentais ...................................................................129

    4.6.5 Verificao da trabalhabilidade e capacidade de compactao............................130

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    4.6.6 Ensaios com o concreto fresco e preparao de corpos-de-prova para ensaios de

    concreto endurecido........................................................................................132

    4.6.7 Grficos de Dosagem..............................................................................................132

    4.6.8 Escolha dos traos adequados ................................................................................133

    5 PROGRAMA EXPERIMENTAL ........................................................................134

    5.1 EQUIPAMENTO PARA COMPACTAO DE CCREM LABORATRIO ................................137

    5.1.1 Aparato para Cura no Intervalo entre Camadas (Climatizador) ...........................140

    5.1.2 Extrao de Testemunhos........................................................................................142

    5.2 PROJETO DE EXPERIMENTOS ........................................................................................149

    5.2.1 Anlise da Envoltria de Resistncia entre Camadas ............................................150

    5.2.2 Avaliao da Influncia da Posio Relativa dentro do Macio Experimental Programa Experimental Complementar I.......................................................152

    5.2.3 Estudo com Corpos-de-prova Prismticos Programa Experimental

    Complementar II .............................................................................................153

    5.2.4 Resumo dos Macios Experimentais Necessrios s Matrizes Experimentais

    Propostas.........................................................................................................154

    5.3 ENSAIOS NOS MACIOS EXPERIMENTAIS .....................................................................156

    5.4 SEQNCIA DE EXECUO DOS MACIOS EXPERIMENTAIS .........................................1605.5 CARACTERIZAO DOS MATERIAIS..............................................................................167

    5.5.1 Cimento ...................................................................................................................168

    5.5.2 Agregado Grado e Mido .....................................................................................168

    5.6 DOSAGENS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO (CCR)E ARGAMASSAS. ............171

    5.6.1 Concreto compactado com rolo ..............................................................................171

    5.6.2 Argamassa...............................................................................................................171

    6 RESULTADOS E ANLISE DE DADOS PARA A MATRIZEXPERIMENTAL PROPOSTA...........................................................................173

    6.1 RESULTADOS DOS CORPOS-DE-PROVA MOLDADOS PARA CONTROLE DOS MACIOS

    EXPERIMENTAIS ...........................................................................................................174

    6.1.1 Resultados do Programa Experimental ..................................................................174

    6.1.2 Resistncia Compresso Controle da Qualidade no Prottipo ........................181

    6.2 RESULTADOS DOS ENSAIOS EM TESTEMUNHOS DO PROGRAMA EXPERIMENTAL PARA

    ANLISE DA ENVOLTRIA DE RESISTNCIA ENTRE CAMADAS......................................181

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    6.2.1 Ensaios para Determinao das Resistncias Compresso e Trao, Massa

    Especfica e Mdulo de Elasticidade ..............................................................182

    6.2.2 Ensaios de Cisalhamento Direto.............................................................................184

    6.2.2.1 Macio de CCR fora da Junta .............................................................................185

    6.2.2.2 Anlise da Envoltria de Experimento entre Camadas Resultados dos Ensaios

    de Cisalhamento Direto ...........................................................................187

    6.3 AVALIAO DA POSIO RELATIVA NO MACIOPROGRAMA EXPERIMENTAL

    COMPLEMENTAR I....................................................................................................201

    6.4 RESULTADOS CORPOS-DE-PROVA PRISMTICOSPROGRAMA EXPERIMENTAL

    COMPLEMENTAR II...................................................................................................209

    6.5 COMPARAO DE RESULTADOS ...................................................................................216

    6.5.1 Parmetros de Resistncia do Macio de CCR entre juntas ..................................216

    6.5.2 Parmetros de Resistncia do Macio de CCR Comparados com Testemunhos do

    Prottipo .........................................................................................................222

    6.5.3 Comparao dos Resultados dos Ensaios de Cisalhamento Direto .......................223

    6.5.4 Consideraes sobre as Comparaes Efetuadas ..................................................227

    7 CONSIDERAES FINAIS.................................................................................230

    7.1 CONCLUSES................................................................................................................2307.2 SUGESTES PARA FUTURAS PESQUISAS .......................................................................233

    REFERNCIAS CITADAS..........................................................................................236

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    LISTA DE FIGURAS

    FIGURA 2.1 Fotografias Panormicas da Barragem de Miel I...............................................14

    FIGURA 2.2 Barragem da Derivao do Rio Jordo no Final da Construo......................... 17

    FIGURA 2.3 Vista Geral da UHE Salto Caxias.......................................................................17

    FIGURA 2.4 Vista Geral da UHE Dona Francisca ..................................................................18

    FIGURA 2.5 Vista Geral de Jusante da Barragem de Santa Clara........................................... 19

    FIGURA 2.6 Vista Geral de Jusante da Barragem de Dona Francisca durante a

    Construo .......................................................................................................... 19

    FIGURA 2.7 Planta e Corte Longitudinal de Barragem de Concreto a Gravidade.................. 20

    FIGURA 2.8 Seo Transversal Tpica de Barragem de Concreto a Gravidade...................... 21

    FIGURA 2.9 Seo Transversal Esquemtica Tpica Barragem de Concreto a

    Gravidade............................................................................................................ 22

    FIGURA 2.10 Coeficientes de Restrio considerando a Fundao Infinitamente Rgida ......... 30

    FIGURA 2.11 Seo Tpica de Barragem Vertedouro de Concreto Gravidade ...................... 34

    FIGURA 2.12 Consumos de gua para vrios Dimetros Mximos do Agregado

    Considerando a Presena de Aditivo Incorporador de gua.............................. 35

    FIGURA 2.13 Diagramas de Tenses em Barragens de Concreto Gravidade ........................40

    FIGURA 2.14 Vista da Barragem de Glen Canyon Rio Colorado, Arizona, EUA.................... 47

    FIGURA 2.15 Equipamento para transporte de CCR usado em Miel I ..................................... 49FIGURA 2.16 Detalhe Esquemtico de Praa de CCR.............................................................. 50

    FIGURA 2.17 Praa Tpica da Barragem de Salto Caxias......................................................... 51

    FIGURA 2.18 Aparelho Vebe Modificado ................................................................................ 56

    FIGURA 2.19 Moldagem e Compactao em Mesa Vibratria de Corpos-de-prova de

    CCR ....................................................................................................................58

    FIGURA 2.20 Ensaio de Trao Direta...................................................................................... 59

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    FIGURA 2.21 Ensaio de Permeabilidade do Concreto Fresco................................................... 64

    FIGURA 2.22 Dispositivo para Medida do Teor de gua (DMA)............................................66

    FIGURA 2.23 Densmetro Nuclear ............................................................................................67

    FIGURA 2.24 Seo Transversal Tpica de uma Barragem de CCR a Gravidade ....................68

    FIGURA 2.25 Limpeza e Tratamento de Fundaes de Miel I.................................................. 69

    FIGURA 2.26 Vista Geral da Praa de CCR da UHE Salto Caxias...........................................70

    FIGURA 2.27 Vista Geral de Praa de CCR da UHE Salto Caxias Em Primeiro Plano

    Utilizao do Densmetro Nuclear......................................................................70

    FIGURA 2.28 Viso Geral de Barragem de CCR em Construo A Montante se v a

    Face de Concreto Convencional Utilizando a Tcnica de Formas

    Deslizantes da UHE Salto Caxias....................................................................... 71

    FIGURA 2.29 Detalhe de Espalhamento de Argamassa, Face de Montante e Juntas de

    Contrao............................................................................................................ 71

    FIGURA 2.30 Detalhe da Praa de CCR de Miel I.................................................................... 72

    FIGURA 2.31 Detalhe da Praa de CCR da Barragem de Dona Francisca ............................... 72

    FIGURA 2.32 Instalao de Manta de PVC na Face de Montante de Miel I............................. 74

    FIGURA 2.33 Detalhe da Face de Montante no Processo da rvore de Natal ......................75

    FIGURA 2.34 Face de Montante com Processo da rvore de Natal da Barragem da

    Derivao do Rio Jordo..................................................................................... 76

    FIGURA 2.35 Execuo de Junta de Contrao pela Aplicao Prvia de Manta No

    Aderente.............................................................................................................. 79

    FIGURA 2.36 Corte Mecnico de Junta em Miel I.................................................................... 79

    FIGURA 2.37 Execuo da Face de Jusante da Barragem da Derivao do Rio Jordo........... 80

    FIGURA 2.38 Face de Jusante com Vertedouro em Degraus da UHE Dona Francisca ............ 81

    FIGURA 2.39 Macio Experimental no Campo da UHE Salto Caxias ..................................... 85

    FIGURA 2.40 Vista Geral do Equipamento para Compactao em Laboratrio ...................... 86

    FIGURA 2.41 Vista Superior do Equipamento de Compactao em Laboratrio.....................86

    FIGURA 2.42 Macio Experimental de Laboratrio - Corpo-de-Prova Tpico.........................87

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    FIGURA2.43 Vista de jusante da Barragem de Puding, China.................................................91

    FIGURA 2.44 Vista Lateral do Processo do CCR Rampado..................................................... 94

    FIGURA 2.45 Perspectiva do Mtodo Chins Rampado........................................................... 94

    FIGURA 2.46 Aplicao do CCR Rampado na UHE Lajeado.................................................. 95

    FIGURA 2.47 Face de Jusante da Barragem da UHE Santa Clara ............................................96

    FIGURA 3.1 Equipamento para Ensaios de Permeabilidade gua....................................... 98

    FIGURA 3.2 Representao Esquemtica de Equipamento para Ensaio de

    Permeabilidade.................................................................................................... 99

    FIGURA 3.3 Seqncia de Tarefas para Determinao do Cannon Time ............................. 102

    FIGURA 3.4 Determinao da Massa Unitria Compactada................................................. 102

    FIGURA 3.5 Ensaio com DMA ............................................................................................. 104

    FIGURA 3.6 Ensaio de Permeabilidade do Concreto Fresco. Moldagem do Corpo-de-

    prova e Ensaio em Execuo ............................................................................ 105

    FIGURA 3.7 Obteno de Testemunhos Horizontais nas Juntas entre Camadas de

    Concretagem..................................................................................................... 106

    FIGURA 3.8 Ensaio de Trao por Compresso Diametral Determinando a Resistncia

    Trao da Junta entre Camadas ........................................................................ 106

    FIGURA 3.9 Ensaio Trao Direta Utilizando o Dispositivo Leroy...................................108

    FIGURA 3.10 Ensaio de Resistncia Trao Direta Desenvolvido no LAME .....................109

    FIGURA 3.11 Ensaios para Determinao da Resistncia Trao Direta Executados por

    RIBEIRO, em 2002........................................................................................... 110

    FIGURA 3.12 Ensaio para Determinao do Mdulo de Elasticidade .................................... 110

    FIGURA 3.13 Envoltria de Mohr-Coulomb........................................................................... 111

    FIGURA 3.14 Desenho Esquemtico do Arranjo para Ensaio de Cisalhamento..................... 112

    FIGURA 3.15 Equipamento para Ensaio de Cisalhamento Direto ..........................................113

    FIGURA 3.16 Corpo-de-prova Confinado na Caixa de Cisalhamento.................................... 113

    FIGURA 3.17 Curva Tenso de Cisalhamento Deslocamento Horizontal Tpica................ 114

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    FIGURA 3.18 Adensamento de Corpo-de-prova com Martelete Tipo Kango.........................115

    FIGURA 3.19 Corpos-de-prova Adensados em Mesa Vibratria............................................ 115

    FIGURA 3.20 Representao Esquemtica de Utilizao do Densmetro Nuclear ................. 116

    FIGURA 3.21 Utilizao do Densmetro Nuclear - UHE Lajeado .......................................... 117

    FIGURA 3.22 Utilizao do Densmetro Nuclear durante a Execuo de Macio

    Experimental em Laboratrio ........................................................................... 117

    FIGURA 4.1 Volumes Absolutos dos Componentes dos Concretos Utilizados na

    barragem de Itumbiara ...................................................................................... 123

    FIGURA 4.2 Faixa Granulomtrica de Referncia baseada na curva cbica......................... 127

    FIGURA 4.3 Comparao de curvas Granulomtricas .......................................................... 128

    FIGURA 4.4 Determinao do Cannon Time em Fase Inicial, Intermediria e no Final do

    Processo ............................................................................................................ 131

    FIGURA 5.1 Detalhe da Lateral do Macio Experimental durante a Compactao.............. 138

    FIGURA 5.2 Topo de Camada recm Compactada em Macio Experimental no

    Laboratrio........................................................................................................ 138

    FIGURA 5.3 Compactao Manual da Lateral de Camada do Macio Experimental em

    Laboratrio........................................................................................................ 139

    FIGURA 5.4 Regularizao do Topo da Camada com Vibro-acabadora Manual ................. 139

    FIGURA 5.5 Vista Geral do Aparato para Controle Ambiental ............................................141

    FIGURA 5.6 Equipamento Embutido no Aparato para Controle Ambiental.........................141

    FIGURA 5.7 Aparato para Controle Ambiental Instalado ..................................................... 142

    FIGURA 5.8 Plataforma para Perfurao e Obteno de Testemunhos ................................ 144

    FIGURA 5.9 Detalhe do Incio do Processo de Perfurao ................................................... 145

    FIGURA 5.10 Seqncia de Furos de Sondagem ....................................................................145

    FIGURA 5.11 Retirada do Testemunho do Furo......................................................................146

    FIGURA 5.12 Extrao de Testemunhos na Posio Horizontal............................................. 146

    FIGURA 5.13 Corte com Serra de Fio Diamantado................................................................. 147

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    FIGURA 5.14 Usinagem de Testemunhos para Obteno de Corpos-de-prova......................147

    FIGURA 5.15 Aspecto dos Topos dos Corpos-de-Prova Obtidos de Testemunhos aps a

    Usinagem .......................................................................................................... 148

    FIGURA 5.16 Acabamento nos topos dos testemunhos com argamassa................................. 148

    FIGURA 5.17 Apicoamento do Topo da Camada Simulando Corte com Jato de Alta

    Presso ..............................................................................................................151

    FIGURA 5.18 Vista Geral do Tratamento do Topo da Camada com a Metade da Esquerda

    com Limpeza com Ar Comprimido e a da Direita com Apicoamento ............. 151

    FIGURA 5.19 Corpo-de-Prova Prismtico Aps Ruptura e Cmara de Ensaio de

    Cisalhamento .................................................................................................... 154

    FIGURA 5.20 Plano de extrao dos macios experimentais nmeros de 01 a 06.................. 158

    FIGURA 5.21 Plano de extrao dos macios experimentais nmeros de 07 a 10.................. 159

    FIGURA 5.22 Pesagem dos Materiais e Abastecimento da Betoneira de 1,5 m ....................160

    FIGURA 5.23 Sala de Dosagem e Carregamento da Betoneira...............................................161

    FIGURA 5.24 Descarga Ps-mistura .......................................................................................161

    FIGURA 5.25 Homogeneizao do CCR................................................................................. 161

    FIGURA 5.26 Lanamento e Espalhamento ............................................................................ 162

    FIGURA 5.27 Compactao das Extremidades do Macio Experimental...............................162

    FIGURA 5.28 Medio da Altura da Camada Aps Compactao das Extremidades ............ 162

    FIGURA 5.29 Vista Geral do Equipamento no Incio da Compactao..................................163

    FIGURA 5.30 Execuo de Furo para utilizao de Densmetro Nuclear............................... 163FIGURA 5.31 Medio da Massa Especfica do CCR com Utilizao do Densmetro

    Nuclear.............................................................................................................. 163

    FIGURA 5.32 Desforma da Macio Experimental ..................................................................164

    FIGURA 5.33 Continuao da Desforma com Auxlio da Ponte Rolante ............................... 165

    FIGURA 5.34 Colocao na Cmara mida ........................................................................... 165

    FIGURA 5.35 Vista Geral da Estocagem na Cmara mida...................................................165

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    xvii

    FIGURA 5.36 Vista geral da extrao...................................................................................... 166

    FIGURA 5.37 Retirada de testemunho.....................................................................................166

    FIGURA 5.38 Corte com fio diamantado.................................................................................167

    FIGURA 5.39 Vista da seo transversal................................................................................. 167

    FIGURA 5.40 Curva Granulomtrica do Agregado Grado Basalto 25 mm........................... 169

    FIGURA 5.41 Curva Granulomtrica do Agregado Grado Basalto 50 mm.......................... 170

    FIGURA 5.42 Curva Granulomtrica da areia artificial .......................................................... 170

    FIGURA 6.1 Variao da Resistncia Compressocom o Tempo dos Corpos-de-Prova

    Moldados com a Idade......................................................................................176

    FIGURA 6.2 Variao da Resistncia Trao dos Corpos-de-Prova Moldados com a

    Idade.................................................................................................................. 177

    FIGURA 6.3 Evoluo do Mdulo de Elasticidade com o Tempo ........................................179

    FIGURA 6.4 Variao dos Parmetros no Tempo em Relao aos Resultados aos 28 dias

    Resistncias Compresso e Trao; e, Mdulo de Elasticidade............... 179

    FIGURA 6.5 Envoltrias de Resistncia para as Vrias Idades do Macio de CCR ............. 185

    FIGURA 6.6 Comparao dos Valores de Esforos Resistentes ao Cisalhamento Obtidos

    das Correlaes nas Vrias Idades.................................................................... 187

    FIGURA 6.7 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo e Uso de Argamassa

    Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Limpeza com Ar Comprimido; e

    Temperatura da Superfcie: 25C...................................................................... 191

    FIGURA 6.8 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo e Uso de Argamassa

    Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Limpeza com Ar Comprimido; e

    Temperatura da Superfcie: 45C...................................................................... 191

    FIGURA 6.9 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo e Uso de Argamassa

    Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Apicoamento; e Temperatura da

    Superfcie: 25C ................................................................................................ 192

    FIGURA 6.10 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo e Uso de Argamassa

    Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Apicoamento; e Temperatura da

    Superfcie: 45C ................................................................................................ 192

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    FIGURA 6.11 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo e Uso de Argamassa

    Idade: 180 dias; Tratamento de Camada: Limpeza com Ar Comprimido; e

    Temperatura da Superfcie: 25C...................................................................... 193

    FIGURA 6.12 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo e Uso de ArgamassaIdade: 180 dias; Tratamento de Camada: Limpeza com Ar Comprimido; e

    Temperatura da Superfcie: 45C...................................................................... 193

    FIGURA 6.13 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo e Uso de Argamassa

    Idade: 180 dias; Tratamento de Camada: Apicoamento; e Temperatura da

    Superfcie: 25C ................................................................................................ 194

    FIGURA 6.14 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo e Uso de Argamassa

    Idade: 180 dias; Tratamento de Camada: Apicoamento; e Temperatura da

    Superfcie: 45C ................................................................................................ 194

    FIGURA 6.15 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo Utilizando Argamassa.

    Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Ar Comprimido; e Temperatura

    da Superfcie: 25C...........................................................................................197

    FIGURA 6.16 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo Utilizando Argamassa.

    Idade: 180 dias; Tratamento de Camada: Ar Comprimido; e Temperatura

    da Superfcie: 25C...........................................................................................197

    FIGURA 6.17 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo Utilizando Argamassa.

    Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Ar Comprimido; e Temperatura

    da Superfcie: 45C...........................................................................................198

    FIGURA 6.18 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo Utilizando Argamassa.

    Idade: 180 dias; Tratamento de Camada: Ar Comprimido; e Temperatura

    da Superfcie: 45C...........................................................................................198

    FIGURA 6.19 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo Utilizando Argamassa.

    Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Apicoado; e Temperatura da

    Superfcie: 25C ................................................................................................ 199

    FIGURA 6.20 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo Utilizando Argamassa

    Idade: 180 dias; Tratamento de Camada: Apicoado; e Temperatura da

    Superfcie: 25C ................................................................................................ 199

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    FIGURA 6.21 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo Utilizando Argamassa

    Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Apicoado; e Temperatura da

    Superfcie: 45C ................................................................................................ 200

    FIGURA 6.22 Envoltrias Variando Intervalo de Tempo Utilizando Argamassa

    Idade: 180 dias; Tratamento de Camada: Apicoado; e Temperatura da

    Superfcie: 45C ................................................................................................ 200

    FIGURA 6.23 Testemunhos do Programa Experimental Complementar I .............................. 202

    FIGURA 6.24 Resultados Envoltrias de Resistncia Programa Complementar I............... 203

    FIGURA 6.25 Envoltria Geral de Resistncia Programa Experimental Complementar I .. 205

    FIGURA 6.26 Perda de Resistncia de Testemunhos Cilndricos Compresso para a

    Situao de Junta do Estudo Experimental Complementar I em Relao ao

    Macio entre Camadas...................................................................................... 208

    FIGURA 6.27 Corpos-de-Prova obtidos de Testemunhos Prismticos Juntamente com os

    seus Correspondentes Cilndricos..................................................................... 210

    FIGURA 6.28 Envoltrias de Resistncia dos Corpos-de-Prova Gerados por Testemunhos

    Prismticos........................................................................................................ 211

    FIGURA 6.29 Envoltrias de Resistncia dos Corpos-de-Prova Gerados por Testemunhos

    Cilndricos......................................................................................................... 211

    FIGURA 6.30 Envoltrias de Resistncia dos Corpos-de-Prova Gerados por Corpos-de-

    Prova Moldados ................................................................................................ 212

    FIGURA 6.31 Comparao das Envoltrias de Resistncia entre o Programa

    Complementar II e a Anlise de Camadas Sem

    Argamassa; Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Ar Comprimido;

    Temperatura da Superfcie: 25C; e Intervalo de 4hs ....................................... 224

    FIGURA 6.32 Comparao das Envoltrias de Resistncia entre o Programa

    Complementar II e a Anlise de Camadas Sem

    Argamassa; Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Ar Comprimido;

    Temperatura da Superfcie: 25C; e Intervalo de 8hs ....................................... 224

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    xx

    FIGURA 6.33 Comparao das Envoltrias de Resistncia entre o Programa

    Complementar II e a Anlise de Camadas Com

    Argamassa; Idade: 120 dias; Tratamento de Camada: Ar Comprimido;

    Temperatura da Superfcie: 25C; e Intervalo de 24hs ..................................... 225

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    xxi

    LISTA DE TABELAS

    TABELA 2.1 Barragens de CCR em Arco na China ................................................................15

    TABELA 2.2 Evoluo dos Consumos de Cimento no Tempo................................................25

    TABELA 2.3 Classificao da qualidade do concreto pela porosidade.................................... 32

    TABELA 2.4 Comparao do coeficiente de permeabilidade de rochas com pastas

    maduras............................................................................................................... 33

    TABELA 2.5 Recomendao sobre a Porcentagem de Ar Incorporado em Funo do

    Dimetro Mximo do Agregado ......................................................................... 35

    TABELA 2.6 Fatores de Segurana e Tenses Admissveis para Barragens de Concreto

    Massa ..................................................................................................................45

    TABELA 2.7 Teores de Aglomerante utilizados em Barragens na Espanha............................ 77

    TABELA 2.8 Dosagem do concreto utilizado na pesquisa de Ribeiro et al., 2003 ..................97

    TABELA 5.1 Fatores Controlveis ......................................................................................... 150

    TABELA 5.2 Resumo dos Macios Experimentais Matriz Experimental........................... 155

    TABELA 5.3 Caracterizao de Cimento ............................................................................... 168

    TABELA 5.4 Caracterizao dos Agregados..........................................................................169

    TABELA 5.5 Trao Utilizado para a Confeco dos Macios Experimentais. ......................171

    TABELA 5.6 Trao Utilizado para a Argamassa de Ligao .................................................172

    TABELA 6.1 Resultados de Ensaios de Compresso, Massa Especfica, Resistncia

    Trao por Compresso Diametral, Resistncia Trao Direta e Mdulode Elasticidade para Corpos-de-Prova Moldados.............................................175

    TABELA 6.2 Relao entre Resistncias Trao Direta e por Compresso Diametral

    para Corpos-de-Prova Moldados ...................................................................... 177

    TABELA 6.3 Relao entre Resistncia Trao e Resistncia Compresso para

    Corpos-de-Prova Moldados .............................................................................. 178

    TABELA 6.4 Medidas do Densmetro Nuclear - Macios Experimentais em Laboratrio.... 180

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    22/278

    xxii

    TABELA 6.5 Resultados de Ensaios de Resistncia Compresso para Corpos-de-Prova

    Moldados e Comparao com seus Equivalentes dos Macios em

    Laboratrio........................................................................................................ 181

    TABELA 6.6 Resistncias Compresso e Trao, Massa Especfica e Mdulo deElasticidade para Testemunhos......................................................................... 183

    TABELA 6.7 Relao entre Resistncias Trao Direta e por Compresso Diametral

    para Testemunhos ............................................................................................. 184

    TABELA 6.8 Relao entre Resistncia Trao e Resistncia Compresso para

    Testemunhos..................................................................................................... 184

    TABELA 6.9 Valores de Coeso e ngulo de Atrito para as Vrias Idades do Macio de

    CCR ..................................................................................................................186

    TABELA 6.10 Tenses de Cisalhamento para as Tenses Normais de Ensaio Obtidas das

    Correlaes ....................................................................................................... 186

    TABELA 6.11 Resultados dos Ensaios de Cisalhamento Direto (kPa) .................................... 188

    TABELA 6.12 Parmetros das Envoltrias de Resistncia para a Anlise da Envoltria de

    Resistncia entre Camadas com Intervalo de Tempo Inferiores a 12h............. 190

    TABELA 6.13 Parmetros das Envoltrias de Resistncia para a Anlise da Envoltria de

    Resistncia entre Camadas com Intervalos de Tempo Superiores a 8h com

    Utilizao de Argamassa de Ligao................................................................196

    TABELA 6.14 Projeto Experimental Complementar I Resistncia Compresso, Massa

    Especfica e de Mdulo de Elasticidade dos Corpos-de-prova Obtidos de

    Testemunhos..................................................................................................... 201

    TABELA 6.15 Projeto Experimental Complementar I Resistncia Trao das Juntasdos Corpos-de-prova obtidos de Testemunhos................................................. 202

    TABELA 6.16 Parmetros das Envoltrias de Resistncia para o Programa Experimental

    Complementar I com Intervalo de Tempo Igual 4h, sem Utilizao de

    Argamassa de Ligao...................................................................................... 203

    TABELA 6.17 Resultado Geral de Resistncia Compresso, Massa Especfica,

    Resistncia Trao Direta e Mdulo de Elasticidade para Testemunhos do

    Programa Experimental Complementar I ......................................................... 204

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    xxiii

    TABELA 6.18 Anlise Estatstica da Envoltria de Resistncia da Junta Programa

    Experimental Complementar I.......................................................................... 205

    TABELA 6.19 Anlise Estatstica Segregando Resultados por Tenso Normal de Ensaio...... 206

    TABELA 6.20 Anlise Estatstica Segregando Resultados por Tenso Normal de Ensaio...... 207

    TABELA 6.21 Matriz Experimental Testemunhos Prismticos ............................................209

    TABELA 6.22 Parmetros das Envoltrias de Resistncia para o Programa Experimental

    Complementar II ...............................................................................................212

    TABELA 6.23 Segregao dos Resultados do Programa Experimental Complementar II

    por Tenso Normal ........................................................................................... 213

    TABELA 6.24 Relao dos Resultados Segregados por Tenso Normal entre os

    Resultados dos Testemunhos Cilndricos em Funo dos Prismticos ............ 214

    TABELA 6.25 Relao dos Resultados Segregados por Tenso Normal entre os

    Resultados de Intervalo de Tempo de 4 Horas sem Argamassa em Relao

    aos de 24 Horas com Argamassa ......................................................................214

    TABELA 6.26 Comparao dos Resultados de Resistncia Compresso nas Diversas

    Idades do Programa Experimental com os Dados dos Corpos-de-prova

    Moldados da Obra.............................................................................................217

    TABELA 6.27 Comparao dos Ensaios de Massa Especfica do Programa Experimental

    com os Dados dos Corpos-de-prova Moldados da Obra .................................. 218

    TABELA 6.28 Comparao dos Ensaios de Resistncia Trao por Compresso

    Diametral para o Macio fora das Juntas entre Corpos-deprova Moldados

    e Testemunhos Cilndricos................................................................................ 219

    TABELA 6.29 Comparao dos Ensaios de Resistncia Trao Direta para o Macio fora

    das Juntas entre Corpos-deprova Moldados e Testemunhos Cilndricos ....... 220

    TABELA 6.30 Comparao dos Ensaios de Mdulo de Elasticidade para o Macio fora

    das Juntas entre Corpos-deprova Moldados e Testemunhos Cilndricos ....... 221

    TABELA 6.31 Comparao de Resultados de Testemunhos do Programa Experimental

    para Anlise de Camadas com Testemunhos do Prottipo............................... 222

    TABELA 6.32 Comparao de Resultados de Corpos-de-Prova Moldados do ProgramaExperimental para Anlise de Camadas com os equivalentes do Prottipo..... 223

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    xxiv

    TABELA 6.33 Resultados de Envoltria de Resistncia - Obras Citadas em HESS, 1999...... 225

    TABELA 6.34 Comparao dos Resultados Obras Citadas por HESS, 1999, com relao

    Aplicao de Misturas de Ligao....................................................................226

    TABELA 6.35 Resultados de Mdulo de Elasticidade comparados com NBR 6118............... 227

    TABELA 6.36 Comparao dos Resultados do Programa Experimental Complementar II

    por Tenso Normal com o Macio Fora da Junta (Matriz de CCR)................. 229

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    LISTA DE ABREVIATURAS E SMBOLOS

    A Consumo de gua

    a/c Relao gua/cimento, em massa

    Ab rea da face do corpo-de-prova do ensaio de permeabilidade do

    concreto

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

    ACI American Concrete Institute

    Apic. Apicoamento do topo da camada da interface estudada

    Ar Compr. Limpeza com Ar Comprimido de baixa presso da interface estudada

    ASTM American Society for Testing and Materials

    ATF CCR com Alto Teor de Finos

    c coeso

    C Consumo de cimento

    c/ Com aplicao de argamassa de ligao

    C3A Aluminato Triclcico

    C3S Silicato Triclcico

    CBDB Comit Brasileiro de Barragens

    CBDB-NRSP Ncleo Regional de So Paulo do Comit Brasileiro de Barragens

    CBGB Comit Brasileiro de Grandes Barragens

    CCC Condio de Carregamento de Construo

    CCE Condio de Carregamento Excepcional

    CCL Condio de Carregamento Limite

    CCN Condio de Carregamento Normal

    CCR Concreto Compactado com Rolo

    CEMIG Companhia Energtica de Minas Gerais S. A.

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    CIGB Commission Internationale des Grands Barrages

    CODEVASF Companhia de Desenvolvimento do Vale do So Francisco e do

    Parnaba

    COPEL Companhia Paranaense de Energia S. A.

    CORSAN Companhia Riograndense de Saneamento

    CPU Unidade Central de Processamento de microcomputadores PC

    compatveis

    CRIEPI Central Research Institute of Electric Power Industry

    d Lado direito da camada, colocado ao lado da numerao das camadas

    (ex. 10d)

    d Tamanho da malha da peneira da srie normal

    D Dimetro do corpo-de-prova

    DFESA Dona Francisca Energtica S. A.

    DMA Dispositivo para Determinao da Massa Unitria e da gua Unitria

    Dmx Dimenso Mxima Caracterstica do Agregado

    e: Lado esquerdo da camada, colocado ao lado da numerao das

    camadas (ex. 8e)

    Ec Mdulo de Elasticidade do concreto

    ELETROBRS Centrais Eltricas Brasileiras S.A.

    F Consumo de cinza volante

    fck Resistncia caracterstica compresso do concretoft Resultado de resistncia trao no ensaio de compresso axial

    FSD Fator de Segurana ao Deslizamento

    FSD Fator de minorao da resistncia devida ao atrito

    FSDc Fator de minorao da resistncia devida coeso

    FSF Fator de Segurana Flutuao

    FST Fator de Segurana ao Tombamento

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    FURNAS Furnas Centrais Eltricas S. A.

    H Altura da coluna de gua correspondente presso aplicada no ensaio

    de permeabilidade do concreto

    H Tenso Tangencial na seo ensaiada no ensaio de cisalhamento direto

    I, II, III e IV Camadas de Concretagem, na seqncia de execuo

    I/II, II/III, III/IV Juntas entre camadas sucessivas

    IBRACON Instituto Brasileiro do Concreto

    ICOLD International Commission on Large Dams

    Id.c. Idade de controle para efeito de ruptura de corpos-de-prova

    INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial

    k Coeficiente de permeabilidade

    Ka Coeficiente de Restrio devido fundao considerada infinitamente

    rgida

    kr Coeficiente de minorao de Kr, levando em conta a deformabilidade

    do concreto e da fundao

    L Altura do corpo-de-prova

    LACTEC Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento

    LAME Laboratrio de Materiais e Estruturas

    M.F. Mdulo de Finura

    MgO xido de Magnsio

    n Nmero de peneiras da srie normal a partir da que define Dmx

    N Resultante da fora normal

    NBR Norma Brasileira

    p Porcentagem retida acumulada na peneira de malha d

    P Esforo total aplicado pela prensa no ensaio de resistncia trao por

    compresso diametral

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    PC Computador pessoal baseado em microprocessador (INTEL ou

    similar)

    PVC Cloreto de Polivinila

    Q Vazo de entrada para o ensaio de permeabilidade do concreto

    R2 Quadrado do Coeficiente de Correlao do Momento do Produto de

    Pearson

    RCC Roller compacted concrete

    RCD Roller Compacted Dam

    RILEM International Union of Laboratories and Experts in Construction

    Materials, Systems and Structures

    s/ Sem aplicao de argamassa de ligao

    SO3 Trixido deenxofre

    T Resultante da fora de Cisalhamento

    UFPR Universidade Federal do Paran

    UHE Usina hidreltrica

    USBR United States Department of the Interior Bureau of Reclamation

    V Tenso Normal na seo ensaiada no ensaio de cisalhamento direto

    Coeficiente de dilatao trmica do concreto

    Razo da graduao geomtrica de agregados

    t Intervalo de tempo entre camadas de concretagem sucessivas

    Diferena de temperatura

    Deformao do Concreto

    Subpresso

    Tenso Normal no Concreto

    e Tenso normal efetiva

    t Tenso normal total

    Tenso Tangencial

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    Coeficiente de Fluncia do concreto

    ngulo de atrito

    Peso especfico da gua

    Porcentagem que passa na peneira correspondente a Dmxe retida na

    peneira imediatamente inferior

    Presso aplicada no ensaio de permeabilidade do concreto

    Me Somatrio de todos os momentos estabilizantes em relao ao ponto

    considerado

    Mt Somatrio de todos os momentos de tombamento

    U Somatrio de todos os esforos verticais gerados pela subpresso em

    uma seo estudada

    V Somatrio de todas as foras gravitacionais geradas pelo peso prprio

    e as cargas permanentes mnimas da estrutura

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    xxx

    MACIOS EXPERIMENTAIS DE LABORATRIO DE CONCRETO

    COMPACTADO COM ROLO APLICADO S BARRAGENS

    Jos Marques Filho

    RESUMO

    O crescimento das populaes humanas e a necessidade urgente de melhoria das suascondies de vida, atravs do desenvolvimento sustentvel, pressionam as reservas disponveis

    para consumo, agronegcio e gerao de energia. A utilizao planejada dos recursos hdricosinduz a formao de reservatrios atravs de aproveitamentos hidrulicos. A construo de

    barragens de concreto se iniciou no final do sculo XIX, e no Brasil teve notveldesenvolvimento entre os anos 60 e 80, quando as barragens de concreto massa perderamcompetitividade em relao a diversas alternativas. O processo executivo denominado ConcretoCompactado com Rolo, ou CCR, uma evoluo natural do concreto convencional, utilizandointensamente equipamentos originariamente empregados em grandes obras de terra paratransporte, espalhamento e adensamento do concreto, gerando um processo industrial eficiente ecompetitivo.

    No Brasil a tcnica est se mostrando competitiva em vrios arranjos hidrulicos,notadamente a partir da dcada de 90, sendo desenvolvido o conceito de CCR com alto teor definos pela pequena disponibilidade de pozolana no pas. Pelas caractersticas intrnsecas do

    processo executivo, com consistncia mais seca que o concreto convencional e o adensamentoobtido pela aplicao de rolos compactadores, surgiram dvidas quanto aplicabilidade ecapacidade de fornecimento de parmetros adequados dos ensaios usualmente utilizados nacaracterizao e controle de qualidade de concreto convencional. Esta lacuna de conhecimentofoi abordada na construo de macios experimentais no campo, cujos resultados so conhecidose interpretados, em geral, aps o incio da obra.

    Este trabalho props a execuo de macios experimentais compactados em laboratrio,atravs de equipamento para simulao de colocao e adensamento de CCR existente noLaboratrio de Concreto de FURNAS Centrais Eltricas S. A., em Goinia. Os resultados foramvalidados atravs da comparao com os resultados do controle de qualidade do campo etestemunhos da UHE Dona Francisca, no Rio Grande do Sul.

    Com a validao da simulao em laboratrio foram estudadas envoltrias de resistnciaentre camadas de concretagem para vrias situaes de intervalo de tempo de lanamento e de

    preparo e exposio de superfcie de camada. Os estudos foram efetuados atravs de ensaios decisalhamento direto em corpos-de-prova e testemunhos, avaliando os efeitos do traumatismocausado pela extrao e pela sua usinagem, e os efeitos de sua forma propondo ensaios emtestemunhos prismticos, comparando-os com resultados equivalentes do macio fora da junta.

    Os macios experimentais de laboratrio permitem a realizao de ensaios de difcilexecuo no campo, e permitem a otimizao de misturas antes do incio da obra, com

    parametrizao confivel.

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    EXPERIMENTAL TEST FILLS IN LABORATORY OF ROLLED COMPACTEDCONCRETE (RCC) APPLIED TO DAMS CONSTRUCTION

    Jos Marques Filho

    SUMMARY

    The increase of human populations and the urgent need for improvements of their livingconditions, by means of sustainable development, have put pressure on the water reserves,available for consumption, agribusiness and electric power generation. The planned utilization ofhydro resources leads to the forming of reservoirs throughout the hydro projects. Theconstruction of concrete dams has started at the end of the 19 thcentury and, in Brazil, there has

    been an impressive development during the periods of 60s and 70s, when the mass concrete

    dams have lost the competitiveness, as compared to other several alternatives. The executiveprocess denominated Rolled Compacted Concrete (RCC) is considered as a natural evolution ofthe conventional concrete, utilizing, intensively, earth-moving for transport, placement andcompaction of concrete, thus generating an efficient and competitive industrial process.

    In Brazil, the RCC has been demonstrated to be competitive in several hydraulicarrangements, especially as of the decade of 90s, when the RCC concept has been developedusing the high fine contents approach, due to the small availability of Fly Ash in the country.Due to the intrinsic characteristics of the executive process, having dry consistency, as comparedto the conventional concrete, and the compaction obtained from the application of compactingrollers, doubts came up as per the applicability and the capability of obtaining adequate

    parameters of the tests usually performed in the characterization and quality control of theconventional concrete. This gap of knowledge has been addressed during the construction of sitefull scale trials, whose results are known and interpreted, normally, after the commencement ofconstruction works.

    The present work has proposed the execution of experimental test fills, in laboratory, bymeans of equipment for simulation of placement and compaction of RCC that exist in theConcrete Laboratory of FURNAS Centrais Eletricas S/A, in the city of Goiania, Brazil. Theresults have been validated throughout its comparison with those of the field quality control andcores drilled from Dona Francisca Hydroelectric Power Plant, in the State of Rio Grande do Sul.

    Based on the laboratory simulation validation , studies were made to determine therupture envelope for the surface between concrete layers, for several situations of time intervalsfor casting, preparation and exposition of the layers surface. Such studies were performed bymeans of direct shear tests in cores and molded samples, evaluating the effects of traumatismcaused by the extraction, as well as the effects of its shape, proposing tests in prismatic cores,and comparing the results with the equivalent drilled ones.

    The laboratory experimental test fills allow for the realization of tests that are difficult tobe executed in field and also allow for the optimization of mixtures prior the job construction, ata reliable parametering.

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    1 INTRODUO

    O CCR Concreto Compactado com Rolo uma tcnica construtiva, com peculiaridade

    de uso intensivo de equipamentos tipicamente empregados em obras de terra/enrocamento,utilizando um material conhecido que o concreto, procurando obter um mximo desempenho

    no quesito velocidade de lanamento, aliado a custos baixos e teores de cimento relativamente

    pequenos para diminuio dos efeitos das variaes volumtricas de origem termognica do

    concreto, nas obras de concreto massa. A tcnica utiliza maciamente equipamentos para

    colocao e compactao do concreto, diminuindo a parcela de mo-de-obra por unidade de

    volume quando comparado com obras de concreto convencional, gerando um processo industrial

    muito eficiente, com atividades repetitivas mensurveis. Sua aplicao deve ser sempre analisada

    holisticamente ao longo de todas as fases de implantao de um empreendimento, desde a

    deteco da necessidade da sociedade at o final de sua vida til. O processo executivo impacta

    em todas as etapas construtivas, pois seus paradigmas de execuo e controle so particulares e

    totalmente diferentes da prtica usual dos concretos convencionais, bem como pode trazer

    aspectos a serem avaliados e monitorados ao longo da vida til da obra.

    Apesar da quantidade significativa de reservatrios hoje existentes, o estudo desta tcnica

    e de seu material resultante se justifica pela demanda de empreendimentos hidrulicos geradapelo crescimento das populaes humanas e pela necessidade inerente de melhoria das suas

    condies de vida, que pressionam as reservas de gua para consumo humano, agropecurio e

    industrial; bem como pelo aumento da procura por energia para promoo do desenvolvimento

    econmico auto-sustentado e da distribuio de riqueza. Este fato leva a utilizao planejada dos

    recursos hdricos, de modo a satisfazer as necessidades mencionadas, mantendo-se sempre a

    tica do respeito ao meio ambiente. A necessidade atual de fornecimento contnuo destes bens

    no , em geral, compatvel com os regimes pluviomtricos existentes, levando ao conceito de

    armazenagem de gua para consumo, amortizao de cheias e gerao de energia eltrica,

    atravs de reservatrios gerados por barragens nos cursos naturais dos rios. As solues em

    concreto compactado com rolo so atrativas nestes empreendimentos, pela rapidez de sua

    execuo, pelos custos relativamente mdicos e por sua adaptabilidade a vrias situaes

    geolgico-geotcnicas e hidrometeorolgicas. Sua rapidez e flexibilidade executivas, tambm o

    tornam uma opo interessante para reformas e reparos de obras hidrulicas existentes.

    As principais solues de barramentos a serem utilizadas nos arranjos hidrulicos podemser divididas em barragens com corpo executado em materiais soltos ou em concreto, sendo que

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    a soluo final depende de avaliao tcnico-econmico-ambiental considerando o

    empreendimento como um todo. A escolha de um tipo de barragem em um aproveitamento

    hidrulico depende, obviamente, de condicionantes de custo, prazo e qualidade tcnica, sendo

    que esta ltima depende da tecnologia existente, atravs da evoluo da teoria da segurana, dos

    modelos estruturais e dos processos construtivos (SHARMA, 1981; CREAGER et al., 1965;

    GRISHIN, 1981; VARLET, 1972; FUSCO, 1976). Estes fatores se materializam na evoluo das

    normas e cdigos existentes, utilizando os dados obtidos de prottipos em operao, os avanos

    na rea de modelos estruturais e dos estudos da interao estrutura/fundao (ELETROBRS e

    CBDB, 2003; CDDB, 1999; MASON, 1988). Completam os parmetros para deciso as

    condies climticas e hidrolgicas, as condicionantes geolgicas-geotcnicas, a topografia do

    local e a disponibilidade de materiais para a execuo. (SHARMA, 1981; CREAGER et al.,

    1965; GRISHIN, 1981; VARLET, 1972)

    Obviamente, a escolha de uma soluo no comparar as solues do barramento em si,

    mas sim todo o arranjo espacial do aproveitamento considerado, bem como a reduo dos riscos

    geolgicos e hidrolgicos envolvidos na construo. Os arranjos fsicos dos aproveitamentos

    hidrulicos contendo barragens de concreto podem permitir a incorporao de vertedouros,

    tomadas dgua e outras estruturas, fato que pode diminuir os volumes de escavao e de

    concreto destas estruturas. Apesar de comparativamente uma barragem de concreto ter um custo

    mais elevado que uma soluo em material solto, o arranjo final pode apresentar custos mais

    baixos devido a possvel otimizao do arranjo fsico do empreendimento.

    As barragens de concreto adotam cinco tipos de solues bsicas: barragens de concreto a

    gravidade, a gravidade aliviada, arco-gravidade, em arco e em contrafortes. Nas barragens de

    concreto a gravidade, grosseiramente, as aes geradas pelo reservatrio tm como fator

    estabilizante o peso prprio da estrutura, utilizando como critrio de resistncia envoltrias de

    Mohr-Coulomb em modelos cujo comportamento predominante pode ser caracterizado

    grosseiramente pela seo transversal em balano. As barragens em arco so compostas por

    estruturas curvadas em que os carregamentos so transferidos por efeito arco ao permetro, ao

    invs de, principalmente, na vertical como no modelo a gravidade. As barragens de arco-

    gravidade apresentam um comportamento intermedirio s duas anteriormente mencionadas. Nas

    barragens a gravidade aliviada, so projetados vazios nas regies menos solicitadas na interface

    entre blocos, diminuindo a subpresso e criando superfcies laterais para a dissipao do calor

    termognico da hidratao do cimento. As barragens a contrafortes consideram a utilizao de

    placa a montante da barragem apoiada em contrafortes de concreto. As duas ltimas solues

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    tm uma utilizao obrigatria de formas laterais que aumentam a complexidade da obra em

    termos de logstica e trabalho com mo-de-obra refinada. Em todas estas solues esto

    associados volumes expressivos de concreto, gerando preocupaes quanto a fissurao gerada

    pelos fenmenos termognicos da hidratao do cimento, cujos malefcios so potencializados

    na presena da gua do reservatrio. Na evoluo do concreto para utilizao em estruturas de

    grande porte surgiu o conceito de concreto massa, que exige medidas para controlar a gerao de

    calor e a variao de volume decorrente, a fim de minimizar a sua fissurao (CBGB et al., 1989;

    PACELLI DE ANDRADE et al., 1997).

    No dimensionamento, em barragens de concreto as juntas entre camadas de lanamento

    sucessivas so as partes mais crticas em relao resistncia mecnica e permeabilidade pelo

    macio de concreto (SHARMA, 1981; CREAGER et al., 1965; GRISHIM, 1983; SCHREIBER,1981; e, VARLET, 1972), fato levado em conta nos diversos critrios de projeto onde os

    coeficientes de minorao da coeso so muito superiores queles recomendados para o ngulo

    de atrito, sempre considerando a envoltria de Mohr-Coulomb.

    Apesar do sucesso das barragens de concreto, com obras de grande impacto no Brasil

    como Itaipu, gua Vermelha e Funil, sua utilizao decaiu aps a dcada de 70, sendo seus

    arranjos menos atrativos que outras solues utilizando materiais soltos. Alternativas de

    barragem de enrocamento com face de concreto se mostraram cada vez mais competitivas emrelao quelas com concreto (CBGB, 1999; CBGB et al., 1989).

    A utilizao da tcnica do concreto compactado com rolo na execuo de barragens de

    concreto traz como caractersticas a grande velocidade de execuo, a diminuio do consumo

    de trabalho humano por volume unitrio e a diminuio do consumo de aglomerante. A

    colocao e compactao contnuas possibilitam uma diminuio considervel da quantidade

    necessria de formas, simplificando a execuo e reduzindo mais os custos. As vantagens da

    utilizao de CCR em relao s solues equivalentes em concreto convencional permitiramuma retomada das solues utilizando macios de concreto em obras hidrulicas, notadamente a

    partir dos anos 80 (CBGB, 1999; ICOLD, 2005; CHONGGANG e DUNSTAN, 1991; e,

    DUNSTAN, 2003; ICOLD, 1997).

    Em um empreendimento hidrulico, qualquer que seja a soluo de barragem adotada,

    so fundamentais a parametrizao do material para efeito de projeto, a confiabilidade dos

    processos de dosagem do concreto e a indicao de valores para o controle da qualidade da obra

    e sua anlise. Todos estes fatores devem estar subsidiados por correlaes laboratrio/obrasedimentadas e confiveis. A presente pesquisa constitui-se de estudo da utilizao de macios

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    experimentais em laboratrio para a previso dos parmetros fsicos de concreto compactado

    com rolo, criando procedimento para otimizao de dosagem e simulao das condies do

    campo. Os macios experimentais foram executados no equipamento para compactao de CCR

    em laboratrio existente no Laboratrio de Concreto do Departamento de Apoio e Controle

    Tcnico de Furnas Centrais Eltricas S.A., em Goinia, estado de Gois.

    Desde o incio do desenvolvimento do concreto compactado com rolo os engenheiros

    apresentaram vrias dvidas sobre o comportamento desse material, geradas por sua consistncia

    mais seca do que os concretos convencionais, sob o ponto de vista de projeto, execuo e

    desempenho das obras. As resistncias iniciais ao emprego do CCR se originaram na dvida no

    procedente sobre este se tratar realmente de concreto ou de um enrocamento enriquecido, e

    estenderam-se desconfiana de sua estabilidade no decorrer do tempo sob a ao da gua.Alm destes fatores, a consistncia mais seca que a de concretos convencionais utilizados na

    construo de barragens gerou maiores desconfianas com relao aos parmetros de resistncia

    e permeabilidade em obras de CCR (BACARA, 1997; DIZ-CASCN, 1995; KOGAN e

    FEODOSSOV, 1995; RIBEIRO, 1998; RIBEIRO et al., 2002; e, RIBEIRO e CORRAJOLA,

    2003). As principais dvidas surgidas durante o desenvolvimento de barragens de CCR so

    apresentadas a seguir:

    Que parmetros de resistncia o material apresenta?

    Qual a envoltria de resistncia apresentada na interface entre camadas (ligao

    entre as mesmas)?

    As juntas podem gerar caminhos preferenciais de percolao?

    Como se obtm a impermeabilidade, ou se controla a permeabilidade da estrutura?

    Qual a possibilidade da consistncia seca necessria causar dificuldades de

    adensamento que levem a porosidades e/ou permeabilidades inadequadas

    responsabilidade da estrutura, podendo comprometer sua durabilidade?

    A velocidade de construo muda a conceituao e os cuidados do projeto?

    Qual a compatibilidade de deformao entre os diferentes materiais?

    Como evitar que as obras obrigatrias, como galerias, sistema de drenagem,

    vedajuntas interfiram na automao e velocidade do processo?

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    Este trabalho procurar, dentro dos limites da pesquisa, analisar os conceitos e

    condicionantes envolvidos nestas questes atravs programa de pesquisa onde prevista a

    execuo de macios experimentais em laboratrio cujos resultados sero comparados comqueles obtidos durante a execuo da barragem de CCR da Usina Hidreltrica Dona Francisca,

    no Rio Grande do Sul. Esta pesquisa ser complementada e confrontada com as solues

    adotadas em obras j executadas ou em execuo, atravs das referncias bibliogrficas

    disponveis, e, em visitas a obras e laboratrios.

    1.1 IMPORTNCIA DA PESQUISA

    O CCR um processo executivo que procura aliar a vocao do concreto na execuo de

    estruturas hidrulicas, com a utilizao intensiva de equipamentos de compactao,

    disseminados nas barragens de terra e de enrocamento, obras de terra e de pavimentao. Suas

    caractersticas principais so:

    Baixo consumo de mo-de-obra por volume unitrio.

    Alta capacidade de colocao, diminuindo os tempos de execuo em relao a outros

    processos construtivos de barragem de concreto, ou em relao outro tipo de

    soluo.

    Gerao de processo industrial confivel, com melhoria de qualidade ao longo do

    tempo.

    Baixo consumo total de material em relao s solues que utilizam materiais soltos,

    impactando menos no meio-ambiente.

    Com a caracterstica de diminuir consideravelmente o tempo de execuo de obra, com a

    utilizao de equipamentos com grande disponibilidade no mercado mundial de engenharia civil,

    o CCR promoveu o retorno das solues em concreto para os barramentos hidrulicos. Utilizado

    inicialmente de maneira tmida, pela desconfiana da ligao entre camadas ou pela imagem de

    um possvel caminho de percolao entre as mesmas, o CCR foi tomando vulto no cenrio

    tcnico nacional, sendo utilizado em aproveitamentos de porte expressivo.

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    Com a nova regulamentao do setor eltrico brasileiro, e com a demanda crescente por

    infra-estrutura, abriu-se a porta a utilizao cada vez mais intensa deste tipo de soluo. O

    conhecimento do material e sua adequada utilizao esto se consolidando, porm no existe

    ainda uma sedimentao dos diversos conceitos envolvidos, desde as condies de escolha de

    matria-prima, definio da central de britagem, dosagem, controle da qualidade de materiais e

    execuo.

    Como a trabalhabilidade e volume de produo dependem da obteno de um material

    mais seco que os concretos convencionais que permita a utilizao de rolo vibratrio com

    eficincia, tm-se consumos de gua muito baixos, e como conseqncia, seu controle em todas

    as fases do processo acaba determinando a qualidade final da obra. Este controle prejudicado

    pela grande variabilidade de condies climticas, tanto sazonais quanto ao longo do dia,notadamente nas regies sul e sudeste do Brasil.

    Alm dos estudos da influncia da variao dos consumos de gua se aliam as

    dificuldades de parametrizao das envoltrias de resistncia entre camadas, as solues de

    impermeabilizao da face de montante, o controle da central de concreto no tempo, os

    fenmenos trmicos, a fluncia e a obteno de dados adequados de projeto.

    As resistncias ao cisalhamento entre camadas de CCR e entre o concreto e a rocha da

    fundao so parmetros determinantes do dimensionamento e da segurana da estrutura. Ocrescimento da adoo de barragens de CCR e o natural aumento das alturas das barragens que

    postulem a utilizao desta tcnica elevam a responsabilidade estrutural requerida do material,

    exigindo avaliaes mais precisas de sua envoltria de resistncia.

    As dificuldades de obteno de parmetros de projeto e de tomada de deciso construtiva

    so geradas pela grande influncia da forma do agregado, da superfcie especfica do filer obtido,

    do cimento e suas adies, as quais so locais, dependendo da petrografia das rochas existentes e

    dos demais materiais disponveis. Tambm so muito importantes os tipos de equipamentos de

    compactao disponveis, o treinamento da mo-de-obra e o desenvolvimento de sistema da

    garantia da qualidade adequado.

    A multiplicidade de variveis mostra a complexidade do processo de anlise do

    problema, que possui caractersticas particulares para cada obra estudada. Estes fatores tm sua

    influncia analisada durante os ensaios laboratoriais para determinao da dosagem, e durante a

    execuo de macios experimentais no campo que permitam o ajuste de traos e da central de

    concreto, bem como definem os parmetros necessrios ao trmino do projeto. Este ltimo

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    processo ocorre juntamente com a execuo do prottipo trazendo vrios problemas logsticos e

    de acerto do cronograma de obra e projeto.

    Como a obteno de resultados de ensaios demanda um intervalo de tempo considervel,

    nesta seqncia de atividades, a otimizao da dosagem s ocorre, em geral, aps o lanamentode quantidade considervel de CCR. A obteno de dados prvios em laboratrio permitiria

    otimizar o processo como um todo, fornecendo subsdios para o dimensionamento do canteiro e

    traria um benefcio econmico fundamental no incio da obra.

    O trabalho proposto pretende fornecer ferramentas que permitam obter correlaes

    baseadas na variao dos principais fatores que interferem no processo, diminuindo o grau de

    incerteza quanto s principais caractersticas do CCR. Procurar-se- , tambm, propor diretrizes

    para a utilizao de pistas experimentais em laboratrio que trariam, como exposto, grandevantagem para a comunidade tcnica e para a sociedade como um todo.

    1.2 OBJETIVOS GERAL E ESPECFICOS

    1.2.1 Objetivo Geral

    Avaliar as propriedades do CCR - Concreto Compactado com Rolo nos estados fresco e

    endurecido utilizando resultados de macios experimentais executados em laboratrio,

    comparando-os com os resultados da barragem da UHE dona Francisca, construda no Rio

    Grande do Sul.

    1.2.2 Objetivos Especficos

    Calibrar os macios experimentais atravs da simulao de diversas condies de

    campo e da comparao de seus resultados com aqueles obtidos em prottipo.

    Obter correlaes dos parmetros de caracterizao fsica do material, variando-se a

    simulao das condies ambientais, a cura, o tempo de execuo e a presena de

    argamassa de ligao entre camadas. Os parmetros eleitos esto abaixo nominados:

    Trabalhabilidade, atravs do Cannon Time.

    Resistncia aos esforos mecnicos, atravs da resistncia compresso,

    resistncia trao por compresso diametral, resistncia trao direta, coeso e

    ngulo de atrito.

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    Permeabilidade do concreto fresco e do concreto endurecido.

    Mdulo de elasticidade.

    Dotar a obra de critrios claros para utilizao da argamassa de ligao, notadamente

    no quesito necessidade de argamassa em funo do intervalo de lanamento entre

    camadas.

    Estudar os parmetros de resistncia mecnica na interface entre camadas de

    lanamento sucessivas, admitindo que valha a envoltria de resistncia de Mohr-

    Coulomb, representadas pela coeso e ngulo de atrito. Tambm sero avaliadas a

    resistncia a trao direta e a resistncia trao por compresso diametral.

    Estabelecer parmetros e diretrizes para utilizao das pistas experimentais emlaboratrio em projetos envolvendo CCR.

    Oferecer anlise crtica ao meio nacional da influncia de cada fator interveniente no

    processo, atravs dos resultados de pista experimental em laboratrio.

    1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO

    O trabalho est estruturado, assim, nos seguintes captulos:

    Captulo 1 INTRODUO

    Captulo 2 BARRAGENS DE CCR Revisa temas referentes as barragens de concreto,

    da evoluo dos conceitos do concreto massa para o CCR, as tcnicas atualmente

    utilizadas na execuo de CCR, as evolues em andamento, os macios

    experimentais no campo e no laboratrio, e as tendncias de futuro para o

    desenvolvimento do material.

    Captulo 3 ENSAIOS ESPECFICOS E ESPECIAIS PARA BARRAGENS DE CCR

    Apresenta os ensaios especficos ou que sofreram adaptaes devidas s

    caractersticas diferenciadas de consistncia, trabalhabilidade, processo de

    adensamento e sistema executivo do CCR.

    Captulo 4 DOSAGEM DE CCRCOM ALTO TEOR DE FINOS Apresenta os processos

    para o desenvolvimento das dosagens baseados no estado da arte atual da tcnica do

    CCR, mostrando a evoluo dos conceitos empregados em concreto massa at o

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    CCR, procurando manter uma viso holstica do processo integrando projeto, obra e

    desempenho.

    Captulo 5 PROGRAMA EXPERIMENTAL - Apresenta as tcnicas e os ensaios

    empregados na caracterizao do CCR, bem como a matriz experimental utilizadacom a variao dos fatores variveis do processo.

    Captulo 6 ANLISE DE RESULTADOS Apresenta os resultados dos ensaios

    realizados, segregados por tratamento e com nfase nos estudos para a determinao

    das envoltrias de resistncia entre camadas de concretagem do CCR.

    Captulo 7 CONCLUSES Apresenta um resumo dos principais resultados obtidos e

    de suas conseqncia nas atividades de projeto e construo, procurando estabelecer

    rotina para a abordagem de barragem de CCR, bem como so propostas continuaes

    desta pesquisa.

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    2 BARRAGENS DE CCR

    As barragens de CCR tm caractersticas gerais de projeto e comportamento estrutural

    muito similar aos modelos usualmente adotados para concreto convencional, que so largamenteconhecidos e estudados, tendo como base vrios prottipos em funcionamento. Durante o

    desenvolvimento deste item, sero mostrados as caractersticas do material e os processos

    executivos envolvidos, bem como feita uma discusso da adaptao soluo utilizando CCR.

    2.1 HISTRICO E APLICAES

    2.1.1 Histrico da utilizao de Barragens de Concreto

    A utilizao de concreto em barragens data da segunda metade do sculo XIX,

    inicialmente sem cuidados especiais quanto ao controle da qualidade do material, utilizando

    mtodos empricos baseados em estruturas semelhantes de alvenaria. Marco especial no

    desenvolvimento da tcnica foi a barragem de Crystal Springs, com 46,2 m de altura na

    Califrnia, em 1888, onde houve registros de controle tecnolgico do concreto, especificando-se

    o tamanho dos blocos de concretagem e limitando a relao gua/cimento (CBGB et al., 1989).A tecnologia de concreto sofreu grandes evolues nas trs primeiras dcadas do sculo XX,

    desenvolvendo-se os processos executivos e sedimentando-se a maioria dos conceitos

    envolvidos.

    A evoluo do emprego do concreto em obras de grande porte levou ao conceito de

    concreto massa, definido como aquele concreto lanado em grandes volumes e que requeira

    meios especiais para combate gerao de calor e s variaes volumtricas deste tipo de

    material (MEHTA e MONTEIRO, 1994). As solues em concreto convencional apresentammtodos construtivos similares ao de obras de pequeno porte no que se refere necessidade de

    adensamento do concreto com vibradores e, para tal, utilizam mtodo de lanamento de pores

    discretas de material e utilizao intensiva de mo-de-obra. O concreto deve ter consistncia

    adequada ao processo de colocao e adensamento, com grande quantidade de pasta, devendo as

    dosagens se preocupar com a minimizao da quantidade de aglomerante, para tentar coibir,

    juntamente com outras medidas, os efeitos trmicos e procurar solues mais viveis

    economicamente. Desenvolveu-se tambm a utilizao de materiais cimentcios, principalmente

    as pozolanas que tm capacidade de reao com o hidrxido de clcio produzido na hidratao

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    do cimento, que alm de diminurem o consumo de cimento, e, portanto os efeitos da gerao de

    calor, diminuem a porosidade do macio e neutralizam a reao lcali-agregado. Dentre os

    materiais cimentcios so particularmente importantes as cinzas volantes (resultado da queima de

    carvo mineral em usinas termeltricas), as pozolanas naturais, as pozolanas artificiais obtidas da

    calcinao de argilas (com aplicaes de sucesso no Brasil (CDGB et al., 1989)), escria de alto-

    forno moda, a slica ativa e o agregado pulverizado. Este ltimo tendo sua utilizao

    mencionada pela primeira vez por Osipov, que se baseou em ensaios executados na Rssia e em

    Itaipu no Brasil (ALMEIDA, 1991; e PACELLI DE ANDRADE, 1996). No Brasil, a utilizao

    de agregado pulverizado teve como marco importante os ensaios pioneiros desenvolvidos na

    Usina Hidreltrica Segredo da COPEL, localizada no estado do Paran, por Paulon et al. (1992).

    A grande incidncia no uso de trabalho humano e as restries velocidade de colocaoreduziram, ao longo do tempo, a competitividade deste tipo de soluo. Aps a segunda guerra

    mundial, a indstria de equipamentos pesados tornou vivel a utilizao dos equipamentos de

    terraplenagem e o desenvolvimento intenso das barragens de materiais soltos. Surgiu como

    evoluo natural no processo a idia de se otimizar o processo executivo das barragens de

    concreto com equipamentos semelhantes aos das obras de terra, utilizando-se um concreto com

    consistncia que suportasse o trfego de equipamentos de transporte, espalhamento e

    compactao. A tcnica do concreto compactado com rolo gerou um renascimento das barragens

    de concreto, em um momento onde sua competitividade havia decrescido em termos de mundo,

    principalmente a partir da dcada de 80 (ICOLD, 2005).

    2.1.2 Evoluo Histrica da Tcnica do CCR Aplicado s Barragens

    A aplicao do CCR iniciou-se em pavimentos e em concretos de regularizao, com uso

    contnuo desde a dcada de 20, principalmente como base de pavimentos e pistas aeroporturias.A tcnica teve a denominao usual de mistura pobre (lean mix), concreto seco pobre e outras

    denominaes que evocavam a idia de material grosseiro para aplicaes secundrias, com

    caractersticas mecnicas sofrveis.

    A primeira meno sobre a possibilidade de utilizao das tcnicas comuns a obras de

    terra para execuo de barragens de concreto foi feita por HADLEY, 1941. Este trabalho

    pioneiro esperou por 20 anos as primeiras aplicaes em barragens. Duas obras no incio da

    dcada de 60 iniciaram os conceitos da tcnica do CCR em barragens. A primazia de utilizao

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    de tcnica de compactao pode ser creditada ensecadeira da Barragem de Shimen, em Taipei

    no incio dos anos 60, que utilizou concreto como seu ncleo impermevel (LOWE, 1962). Deve

    ser mencionada, tambm, a Barragem de Alpe Gera, construda entre 1961 e 1964 na Itlia, que

    utilizou o conceito de praa estendida, onde as camadas de 70 cm de espessura eram colocadas

    em toda a seo horizontal da barragem e as juntas de contrao cortadas posteriormente

    compactao executada por bancada de vibradores colocadas em tratores (GENTILE, 1964 e

    1970). Estas aplicaes iniciais diferem muito da tcnica desenvolvida para o CCR, mas tm o

    mrito de criar condies para a discusso e o emprego posterior em larga escala do processo

    construtivo.

    Na seqncia de eventos que levaram ao desenvolvimento do CCR, trs publicaes

    foram fundamentais. RAPHAEL (1970) props um trabalho terico sobre a otimizao debarragens de concreto a gravidade, tratando-o ainda como um material grosseiro. No incio desta

    dcada so importantes tambm os d