Artigo Sin 012

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Secretaria Executiva: Luma Promoções e Eventos Ltda. Av. Washington Soares Nº 855, Sala 801 CEP: 60840-340 Edson Queiroz – Fortaleza/CE-Brasil Fone: (85) 3257.7779 (MATERIAIS) EMPREGO DO MODELO TEÓRICO DE EMPACOTAMENTO DE PARTÍCULAS PARA DOSAGENS DE CONCRETO DE PÓS REATIVOS E ANÁLISE DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Lucas Alexandre Reginato (1); Angela Zamboni Piovesan (2); (1) Graduado do curso de Engenharia Civil, Universidade do Oeste de Santa Catarina - UNOESC email: [email protected] (2) Professora Mestre, Área de Materiais de Construção Civil Curso de Engenharia Civil, Universidade do Oeste de Santa Catarina email: [email protected] RESUMO Atualmente, com a ousadia da arquitetura moderna e construções em ambientes mais agressivos, surge a necessidade do estudo de novas técnicas e métodos para se dosar e analisar os materiais à base de cimento Portland a fim de atender estas exigências. O concreto que vem se destacando é o concreto de pós reativos (CPR), considerado um concreto de ultra alto desempenho e estimado por muitos como o sucessor dos concretos de alto desempenho e de alta resistência. Com o objetivo de se estudar este novo tipo de concreto utilizou-se o modelo teórico de empacotamento de partículas baseando-se no modelo matemático de empacotamento proposto por Dinger e Funk em 1992, também conhecido como modelo matemático de “Andreassen Modificado”. O estudo foi realizado com os seguintes materiais constituintes: Cimento Portland, sílica ativa, pó de quartzo, areia natural quartzosa, aditivos superplastificante, modificador de viscosidade e desincorporador de ar. Inicialmente foram realizados ensaios para a verificação da eficiência dos aditivos. Em seguida, realizou-se a dosagem pelo empacotamento das partículas, determinando-se a composição do traço para os materiais utilizados e, por fim, a determinação da relação água/cimento adequada. Para isso foram avaliados 32 traços de concreto e moldados 250 corpos de prova. Aos 28 dias de idade, após cura térmica, foram obtidos os valores de 182,7 MPa para a resistência à compressão, 12,92 MPa para a resistência à tração por compressão diametral e 18,98 MPa para a resistência à tração a flexão. Palavras-chave: Empacotamento de Partículas, Concreto de Pós reativos, Dosagem

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(MATERIAIS)

EMPREGO DO MODELO TEÓRICO DE EMPACOTAMENTO DE

PARTÍCULAS PARA DOSAGENS DE CONCRETO DE PÓS

REATIVOS E ANÁLISE DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS

Lucas Alexandre Reginato (1); Angela Zamboni Piovesan (2);

(1) Graduado do curso de Engenharia Civil, Universidade do Oeste de Santa Catarina - UNOESC

email: [email protected]

(2) Professora Mestre, Área de Materiais de Construção Civil

Curso de Engenharia Civil, Universidade do Oeste de Santa Catarina

email: [email protected]

RESUMO

Atualmente, com a ousadia da arquitetura moderna e construções em ambientes mais

agressivos, surge a necessidade do estudo de novas técnicas e métodos para se dosar e

analisar os materiais à base de cimento Portland a fim de atender estas exigências. O

concreto que vem se destacando é o concreto de pós reativos (CPR), considerado um

concreto de ultra alto desempenho e estimado por muitos como o sucessor dos concretos

de alto desempenho e de alta resistência. Com o objetivo de se estudar este novo tipo de

concreto utilizou-se o modelo teórico de empacotamento de partículas baseando-se no

modelo matemático de empacotamento proposto por Dinger e Funk em 1992, também

conhecido como modelo matemático de “Andreassen Modificado”. O estudo foi realizado

com os seguintes materiais constituintes: Cimento Portland, sílica ativa, pó de quartzo, areia

natural quartzosa, aditivos superplastificante, modificador de viscosidade e desincorporador

de ar. Inicialmente foram realizados ensaios para a verificação da eficiência dos aditivos. Em

seguida, realizou-se a dosagem pelo empacotamento das partículas, determinando-se a

composição do traço para os materiais utilizados e, por fim, a determinação da relação

água/cimento adequada. Para isso foram avaliados 32 traços de concreto e moldados 250

corpos de prova. Aos 28 dias de idade, após cura térmica, foram obtidos os valores de 182,7

MPa para a resistência à compressão, 12,92 MPa para a resistência à tração por

compressão diametral e 18,98 MPa para a resistência à tração a flexão.

Palavras-chave: Empacotamento de Partículas, Concreto de Pós reativos, Dosagem

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1 Introdução

O concreto de pós reativos – CPR, conhecido internacionalmente como Reactive

Powder Concrete – RPC, é considerado um concreto de ultra-alto desempenho,

originado simultaneamente na França e no Canadá durante a década de noventa

conforme Grass e Seidler (2010), e estimado por muitos como o sucessor dos

concretos de alto desempenho e de alta resistência.

De acordo com Tokudome (2004), a composição básica deste tipo de concreto

consiste na mistura de Cimento Portland, sílica ativa, pó-de-quartzo, agregado

miúdo, água, aditivo superplastificante e, eventualmente, fibras metálicas. Devido às

características de uso desse concreto, formado essencialmente por materiais finos,

e à ausência de agregado graúdo, este tipo de concreto é nomeado de “pós

reativos”, sendo a palavra “pós” o plural de “pó”, pois é a combinação de vários

materiais finos.

Consiste basicamente em um concreto formado por partículas com diâmetro máximo

menor que 2mm, possui altos teores de adição de sílica ativa, que variam entre 5% e

75% da massa de cimento, além da preocupação com a distribuição granulométrica

dos materiais constituintes. Entretanto, a principal característica desse concreto é a

baixa relação água/aglomerante que, de acordo com Vanderlei (2004), estes valores

são inferiores a 0,20, podendo atingir relações menores que 0,13, possível apenas

com o uso de aditivos químicos de última geração. Atualmente os concretos

convencionais podem resistir até cerca de 50 MPa e os concretos de alto

desempenho podendo chegar até 120 MPa, enquanto o CPR atinge resistências na

faixa de 150 MPa a 800 MPa.

Devido às suas características e, principalmente, à ausência de agregados graúdos,

os métodos de dosagens do CPR são diferentes dos utilizados para os concretos

convencionais. Para Henche e Mazer (2010) para um proporcionamento adequado

do concreto de pós reativos, poderão ser utilizados métodos de dosagens de

compostos cerâmicos. Para este fim pretende-se utilizar o modelo teórico de

empacotamento de partículas baseando-se no modelo matemático de

empacotamento proposto por Dinger & Funk em 1992, também conhecido como

modelo matemático de “Andreassen Modificado” e, assim, analisar as propriedades

mecânicas do mesmo.

2 Concreto de Pós Reativos

A origem do CPR ocorreu simultaneamente na França e no Canadá, durante a

década de 1990 que atualmente compreendem os centros de referência mundial na

produção desse concreto. De acordo com Grass e Seidler (2010), o CPR surgiu

como uma alternativa para suprir as necessidades específicas demandadas pela

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indústria de pré-fabricados, relacionadas com estruturas submetidas a um alto grau

de agressividade ambiental. E conforme Biz (2001), os pesquisadores Richard e

Cheyrezy no ano de 1995 realizaram os primeiros estudos sobre os CPR, com o

intuído de atender à demanda da indústria de pré-fabricados. Posteriormente, em

virtude do seu alto desempenho, o CPR foi estudado e projetado para atender às

exigências militares. “Pode-se afirmar que este concreto é fruto do avanço da

engenharia de microestrutura [...]”(GRASS e SEIDLER,2010 p.2).

De acordo com Tokudome (2004), Vanderlei (2004) e Biz (2001), a composição

básica deste tipo de concreto consiste na mistura de Cimento Portland, sílica ativa,

pó-de-quartzo, agregado miúdo, água, aditivo superplastificante e, eventualmente,

fibras metálicas.

2.1 Materiais Componentes

“Os materiais utilizados na fabricação dos CPR possuem características próprias. Devem ser analisados e estudados separadamente para melhor compreensão do seu papel na produção do CPR [...]” (BIZ, 2001, p.14).

2.1.1 Cimento

Conforme Vanderlei e Giongo (2006) um dos fatores principais para a escolha do cimento a ser empregado é a sua compatibilidade com o aditivo superplastificante. Richard e Cheyrezy (19951, apud BIZ, 2001) afirmam também que a verificação desse critério é indispensável. Segundo Repette (2005) cimentos com baixo teor de aluminado tricálcio hidratado (C3A), menores que 3%, devem ser preferencialmente utilizados na produção de um CPR, resultando em um melhor espalhamento. Porém, de acordo com Biz (2001) e Vanderlei (2004), os cimentos com maior finura nem sempre são benéficos para os CPR, por aumentar a demanda de água necessária para a hidratação do mesmo. Segundo Bonneau e Dugat (19962, apud BIZ, 2001) o cimento mais indicado para a produção de CPR é o cimento Portland comum sem adição, tipo I. Porém demais autores, recomendam o uso de cimento Portland tipo V.

2.1.2 Areia

Para Biz (2001, p. 16) “a granulometria exerce um papel fundamental para obtenção de bons resultados”. De acordo com Vanderlei (2004), os fatores que devem ser levados em conta para a escolha da areia são, além da granulometria, a composição mineralógica, a forma das partículas e a dosagem na mistura de concreto.

1 Rihcard, P.; Cheyrezy, M. Compositon of reactive powder concretes. In: Cement and Concrete

Resesarch, vol. 25, n.° 7, oct, 1995, p.1501-1511. 2 Bonneau, O.; Dugat, J.; et al. Mechanical properties and durability of two industrial reactive

powder concrete. ACI materials Jounar, vol. 94, n° 4, jul-aug, 1996.

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De acordo com Vanderlei (2004), Biz (2001) e Repette (2005) para a seleção da areia deve-se optar por areias com diâmetro médio de 250 µm limitando-se ao diâmetro máximo de 600 µm, devendo-se evitar o uso de areias com diâmetros inferiores a 150 µm.

2.1.3 Pó de quartzo

Para Biz (2001, p. 17) quanto ao uso de pó de quartzo a produção do CPR utiliza pó de

quartzo com diâmetro máximo entre 5 µm a 25 µm. O material é adicionado à mistura para contribuir com o empacotamento granulométrico, preenchendo os vazios deixados pelos grãos de areia, e para intensificar as reações pozolânicas quando submetido ao tratamento térmico. A reação pozolânica do pó e da areia de quartzo se dá a partir do aumento da temperatura de cura do concreto. O calor ativa novas reações pozolânicas, consumindo o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) gerado na hidratação do cimento e, assim, produzindo silicato de cálcio hidratado (C-S-H) em maior quantidade e tamanho superior ao original proveniente da hidratação do cimento. Essa mudança provoca melhora sensível da resistência da pasta e da zona de transição (pasta - agregado), diminuindo sua espessura ou até mesmo eliminando-a.

2.1.4 Sílica ativa

As adições pozolânicas ultrafinas, como a sílica ativa são altamente eficientes no aumento da resistência, pois além do efeito químico, atuam fisicamente melhorando a matriz e a zona de transição (VANDERLEI, 2004). Conforme Aïtcin (2000) a sílica ativa é um subproduto da fabricação do silício metálico, das ligas de ferro-silício e outras ligas de silício. Do ponto de vista físico as partículas de sílica ativa apresentam-se perfeitamente esféricas, com diâmetros variando de 0,1 à 1 µm, de tal forma que uma partícula de sílica ativa é 100 vezes menor que a média de uma partícula de cimento, conforme Figura 1.

Figura 1- Comparação de grãos hidratados de sílica ativa e cimento (LAFARGE Ductal® (2010))

2.1.5 Aditivo superplastificante

A utilização de aditivos superplastificantes é imprescindível para a produção de

CPR, devendo ter eficiência para garantir a baixa relação água/aglomerante e boa

plasticidade da mistura. Como nem todos os tipos de aditivos reagem da mesma

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forma com o cimento é fundamental a realização de ensaios para avaliar a

compatibilidade entre os mesmos (AÏTCIN, 19983 apud BIZ, 2001).

De acordo com Cheyrezy (19994, apud BIZ, 2001) o uso de aditivos

superplastificantes é justificado pela combinação dos seguintes fatores:

• aumento da trabalhabilidade sem mudança na composição da mistura;

• diminuição da quantidade de água da mistura;

• redução das quantidades de água e de cimento, a fim de minimizar os efeitos

de retração e tensões térmicas provenientes da hidratação do cimento.

2.2 Propriedades dos concretos de pós reativos

O CPR possui propriedades mecânicas bastante diferenciadas dos concretos convencionais e dos concretos de alto desempenho, entre elas a resistência à compressão em torno de três a trinta vezes maior e a resistência à tração cerca de 10 vezes maior. Além disso, a adição de fibras de aço resulta em um aumento de 250 vezes da capacidade de absorção de energia, deixando de ser um material frágil (VANDERLEI e GIONGO, 2006).

2.3 Procedimentos de cura

“A ideia de curar o concreto, independente de qualquer classe, pode ser definida como um conjunto de medidas criadas para evitar a evaporação da água de amassamento da mistura, promovendo, assim, uma melhor hidratação do cimento” (GRASS e SEIDLER, 2010 p.2). Para o CPR são indicados dois procedimentos de cura, térmica e sob pressão, conforme Biz (2001).

2.3.1 Cura térmica

Segundo Biz (2001), CPR submetido à cura térmica resulta em melhores resultados de resistência mecânica. O tratamento térmico inicial no CPR tem efeito vantajoso no ganho de resistência, pois acelera o desenvolvimento das reações pozolânicas. Vanderlei (2004) justifica esse ganho de resistência devido a uma melhor cristalização dos hidratos e ativação da reação pozolânica da sílica ativa. Ainda conforme Grass e Seidler (2010) a utilização do pó-de-quartzo no CPR ajuda a intensificar as reações pozolânicas quando submetido ao tratamento térmico. Porém, Vanderlei (2004) salienta que os motivos desta melhora da resistência não são extremamente claros, necessitando de maiores estudos sobre este ponto.

3 Aitcin, P. C. High performance concrete. Canadá: Sherbrook, E & FN SPON, 1998.

4 Cheyrezy, M. Structural applications of Reactive Powder Concretes, In: Concrete, jan, 1999,

p.20-23.

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Biz (2001) cita que a temperatura de 90ºC é sugerida em diversos trabalhos para obtenção de maiores resistências, sendo que nestas condições o quartzo é estimulado e apresenta propriedades pozolânicas.

2.4 Dosagem

A dosagem de CPR visa criar um material com o mínimo de defeitos, utilizando para isso partículas sólidas de diâmetros pequenos, na faixa de 0,5 µm a 2 mm, proporcionando, assim, uma mistura de alta densidade e o mínimo possível de vazios. Conforme Vanderlei (2004), a distribuição granulométrica dos grãos que compõem o CPR deve ser estudada de modo a se obter um produto com alta densidade, onde os espaços entre as partículas maiores são preenchidos pela classe de partículas imediatamente menor e, assim sucessivamente, chamado de empacotamento de partículas. O estudo do empacotamento é bastante amplo e existem alguns modelos ou métodos já desenvolvidos. Como o CPR é um material de granulometria fina e também bastante compacta, ele se assemelha aos compósitos cerâmicos. Logo para isto Vanderlei (2004), Castro e Pandolfelli (2009) recomendam o uso de modelos teóricos para compósitos cerâmicos para dosagem de CPR.

2.4.1 Modelo de Alfred

Segundo Lima (2007), os pesquisadores Dinger e Funk observaram que no modelo generalizado de Furnas, a quantidade de partículas finas de diâmetro distintos formam uma progressão geométrica. Diante desta análise, os pesquisadores provaram que os modelos de Andreasen e Furnas convergiam matematicamente para a expressão descrita na Equação 3. Já para Santos et al. (1997), Dinger e Funk reconheceram que a inexistência de partículas infinitamente pequenas podia acarretar desvios significativos no empacotamento de partículas previsto. Deste modo, incorporando ao modelo de Andreasen um valor mínimo de tamanho de partícula, que é uma característica de sistemas reais. Assim este modelo ficou conhecido como modelo de Alfred, porém Vanderlei (2004) afirma que o modelo também ficou conhecido como Andreasen modificado.

(Equação 1)

Onde: CPFT = porcentagem acumulada de partículas menores que Dp; Dp = diâmetro da partícula em questão em mm; Ds = diâmetro da menor partícula em mm; DL = diâmetro da maior partícula em mm; q = módulo ou coeficiente da distribuição.

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Alguns pesquisadores indicam que para atingir uma melhor fluidez o valor de “q” não deve exceder 0,3. Logo, usando-se valores de “q” próximos de 0,3 tem-se uma mistura que necessita de vibração para seu adequado adensamento, entretanto para valores de “q” menores que 0,25 a mistura torna-se auto-adensável. O efeito de reduzir o valor de “q” corresponde a um aumento na quantidade de finos que influência na interação entre as partículas, formando um líquido viscoso quando misturado com água (VANDERLEI, 2004).

3 Materiais utilizados

Para a dosagem de CPR foram selecionados determinados materiais, baseando-se nas qualidades dos mesmos. Neste item serão abordados os materiais utilizados e os métodos para a realização dos ensaios e das dosagens dos concretos, sendo este estudo experimental realizado no Laboratório de Materiais da Universidade do Oeste de Santa Catarina – Unoesc.

3.1 Areias

Foram utilizadas duas areias naturais de origem quartzosa de granulometrias diferenciadas e designadas por Areia 70/80 e Areia 80/90. Seguindo as recomendações da NBR NM 248 (ABNT, 2003) foram determinadas as composições granulométricas das duas areias demonstradas no Gráfico 1, sendo o módulo de finura e a dimensão máxima característica apresentados na Tabela 1.

Gráfico 1 - Distribuição granulométrica das areias 70/80 e 80/90.

Tabela 1- Módulo de finura e dimensões máximas características das areias.

Propriedade Areia 70/80 Areia 80/90

Módulo de Finura 1,01 0,77

Dimensão Máxima Característica 0,77 300 µm

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A determinação da massa específica foi realizada de acordo com as recomendações da NBR NM 52 (ABNT, 2009), obtendo-se para a areia 70/80 o valor de 2,546 g/cm³ e de 2,486 g/cm³ para a areia 80/90.

3.2 Pó de quartzo

Na determinação da distribuição granulométrica do pó de quartzo optou-se pelo método da sedimentação, seguindo as recomendações da NBR 7181 (ABNT, 1988), apresentando os valores obtidos no Gráfico 2. Para a determinação da massa especifica seguiu-se as orientações da NBR NM 23 (ABNT, 2001), obtendo-se o valor de 2,667 g/cm³.

Gráfico 2 - Distribuição granulométrica do pó de quartzo.

3.3 Cimento Portland

Foi utilizado cimento Portland tipo V, onde pelas recomendações da NBR 7181 (ABNT, 1988) determinou-se a composição granulométrica apresentada no Gráfico 3. Para a determinação da massa específica seguiu-se as orientações da NBR NM 23 (ABNT, 2001), obtendo-se o valor de 2,990 g/cm³.

Gráfico 3 - Distribuição granulométrica do cimento.

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3.4 Sílica ativa

A distribuição granulométrica da sílica ativa foi fornecida pela empresa fornecedora, sendo apresentada no Grafico 4. Para a determinação da massa específica seguiu-se as orientações da NBR NM 23 (ABNT, 2001), obtendo-se o valor de 2,200 g/cm³.

Gráfico 4 - Distribuição granulométrica da sílica ativa.

3.5 Aditivos

Os aditivos utilizados foram cedidos pela empresa RheoSet, sendo o aditivo superplastificante TecFlow 8000 com teor de sólidos de 49%, pH de 5,5 e massa específica de 1,10 g/cm³, o aditivo modificador de viscosidade Lubrifil com pH de 6,0 e massa específica de 1,00 g/cm³ e o aditivo desincorporador de ar Densil 10 que possui massa específica de 1,00 g/cm³.

4 Determinação dos teores dos aditivos

Baseando-se em estudos realizados anteriormente, optou-se pelo uso de três diferentes aditivos, sendo eles: aditivo superplastificante, aditivo modificador de viscosidade e aditivo desincorporador de ar, os mesmos foram dosados nos respectivos valores em função da massa do aglomerante (sílica + cimento):2%, 1% e 0,66%.

5 Dosagem pelo modelo de Andreasen modificado

Com os valores conhecidos das distribuições granulométricas dos materiais constituintes, o coeficiente de distribuição (q=0,20) e as dimensões máximas e mínimas, realizou-se a dosagem do concreto com o auxílio do programa Elken Material Mix Analyzer (EMMA) desenvolvido pela empresa Elkem AS (2011), sendo obtida a distribuição granulométrica apresentada no Gráfico 7 e, com isso, o traço apresentado na Tabela 3.

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Gráfico 7 - Comparação entre a distribuição granulométrica obtida com o modelo de

Andreasen modificado (Elkem SA (2011)).

Tabela 3 - Traço final proposto.

Material Traço unitário

Cimento Portland CP-V 1

Sílica Ativa 0,286

Pó de quartzo 0,571

Areia 70/80 0,571

Areia 80/90 0,429

Aditivo superplastificante 0,020

Aditivo modificador de viscosidade 0,010

Aditivo desincorporador de ar 0,006

Para a determinação da relação água/aglomerante (a/c) ideal foi analisada as relações de 0,16; 0,18; 0,20 e 0,22, as quais foram comparadas nas condições de cura úmida e cura térmica, com temperatura de 90 °C seguindo as orientações de Biz (2001). As propriedades e características dos traços de concreto obtidas para cada relação a/c são apresentadas na Tabela 4 e na Tabela 5 são apresentadas as propriedades mecânicas em função da relação a/c.

Tabela 4 - Características dos traços para cada relação a/c.

a/c Massa específica

(g/cm³)

Espalhamento

(mm) Teor de ar (%)

Consumo de cimento

(kg/m³)

0,16 2,282 265,5 4,26 808,25

0,18 2,295 333,7 2,53 805,78

0,20 2,298 383,3 1,25 799,69

0,22 2,300 455,4 0,03 793,46

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Tabela 5 - Propriedades mecânicas para diferentes relações a/c.

a/c Fc sem cura (MPa) Fc com cura (MPa) Fct,sp

(MPa)

Fst,f

(MPa) 1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 3 dias 7 dias 28 dias

0,16 53,4 74,7 112,9 136,5 148,7 173,5 182,7 12,92 18,98

0,18 57,5 87,7 109,3 140,6 148,5 166,9 165,2 10,71 17,43

0,20 55,3 87,3 103,1 141,6 165,9 175,5 166,5 10,09 16,11

0,22 47,9 82,3 98,1 139,2 142,5 162,3 165,3 8,71 16,01

O Gráfico 8 apresenta os resultados de resistência à compressão obtidos, em diferentes idades após cura úmida, em função das diferentes relações a/c, onde observa-se que a relação a/c de 0,20 obteve a maior resistência aos 28 dias com 165,9 MPa.

Gráfico 8 - Comparação da resistência à compressão em função das relações a/c em idades

diferentes.

Os valores obtidos com a realização da cura térmica a 90 °C são demonstrados no Gráfico 9, onde observa-se que houve uma queda na resistência aos 28 dias para as relações de 0,18 e 0,20, porém a relação a/c de 0,16 apresentou um ganho de resistência em todas as idades atingindo o seu pico aos 28 dias em 182,7 MPa. Tal problema da queda da resistência também foi observado por Vanderlei (2004): adotando-se cura térmica verificou-se uma redução da resistência de 190,7 MPa aos 28 dias para 182,0 MPa aos 63 dias; entretanto, para a idade de 91 dias, a resistência aumentou novamente atingindo o valor de 187,5 MPa.

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Gráfico 9 - Comparação da resistência à compressão em função das relações a/c em idades

diferentes após cura térmica a 90 °C.

Verificou-se que a relação a/c de 0,16 também apresentou os melhores desempenhos quanto à resistência à tração por compressão diametral (12,92 MPa) e à resistência à tração na flexão (18,98 MPa). De posse destes valores julgou-se que a relação a/c de 0,16 foi que apresentou melhor desempenho, sendo esta adotada. No Gráfico 10 é demonstrada a evolução da resistência à compressão para as diferentes condições de cura (úmida e térmica), resultando em grandes ganhos em termos de resistência. Para a idade de 3 dias a resistência do concreto dobrou, passando de 74 MPa para 148 MPa, enquanto para os 28 dias de idade verificou-se um ganho de 46,2 MPa, comprovando a citação de Biz (2001) e Vanderlei (2004) que a cura térmica nos CPR exerce uma grande influência na resistência à compressão mesmo aos 28 dias, que para concretos convencionais normalmente verifica-se uma redução da resistência para esta idade e condição de cura.

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Gráfico 10 - Comparação da resistência a compressão após cura úmida e térmica para a relação a/c de 0,16.

6 Conclusão

Com base nos resultados e nas análises apresentadas dos concretos de pós reativos, juntamente com a pesquisa bibliográfica realizada, constatou-se que foi possível a realização da dosagem pelo modelo de empacotamento teórico de partículas com os materiais constituintes selecionados, obtendo-se um concreto da classe CPR 200 com resistência à compressão de 182,7 MPa aos 28 dias de idade e após cura térmica. De forma mais detalhada pode-se citar as demais conclusões:

Quando da obtenção do CPR observou-se que os aditivos são responsáveis pela obtenção de varias propriedades do concreto que possibilitam altas resistências com uma grande trabalhabilidade. Com o estudo simultâneo do aditivo superplastificante e do redutor de viscosidade constatou-se que em baixas dosagens do superplastificante (1%) o aditivo modificador de viscosidade exerce pouca influência no comportamento do concreto, entretanto com o aumento da dosagem do superplastificante o modificador de viscosidade passou a influenciar as propriedades do concreto no estado fresco e endurecido, obtendo a melhor eficiência com os teores de 2% do aditivo superplastificante e 1% do aditivo modificador de viscosidade.

Dentre as relações a/c analisadas observou-se que este parâmetro age diretamente sobre várias propriedades do CPR. Com o aumento da relação a/c há uma redução do teor de ar incorporado e aumento do espalhamento, tais propriedades relacionadas entre si, ocorrendo também um ganho em densidade de massa e uma redução no consumo de cimento. Quanto à resistência à compressão

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após cura úmida, o CPR apresenta um melhor desempenho com relações a/c entre 0,18 e 0,20, entretanto na realização da cura térmica observa-se que ocorre um melhor comportamento da resistência à compressão com a relação a/c de 0,16. Para as relações 0,18 e 0,20 há uma redução da resistência aos 28 dias, assim como observado em outro trabalho (colocar referência).

Quanto às resistências mecânicas, obteve-se os maiores valores com a relação a/c de 0,16: 182,7 MPa para a resistência à compressão, 12,92 MPa para a resistência à tração por compressão diametral e 18,98 MPa para a resistência à tração na flexão.

7 Referências

AÏTCIN, P.-C. Concreto de alto desempenho. São Paulo: Pini, 2000. 667p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181 - Solo - Análise

granulométrica. Rio de Janeiro, 1988.

_______. NBR NM 23 - Cimento portland e outros materiais em pó - Determinação

da massa específica. Rio de Janeiro, 2001.

_______. NBR NM 248 - Agregados - Determinação da composição granulométrica.

Rio de Janeiro, 2003.

_______. NBR NM 52 - Agregado miúdo - Determinação de massa específica

aparente. Rio de Janeiro, 2009.

BIZ, C. E. Concreto de Pós Reativos. 2001. 118 f. Dissertação (Mestrado em

Engenharia Civil) – Universidade Estadual de Campinas. Campinas, 2001.

CASTRO, A. L.; PANDOLFELLI, V. C. Revisão: Conceitos de dispersão e

empacotamento de partículas para a produção de concretos especiais

aplicados na construção civil. Universidade Federal de São Carlos. São Carlos –

SP. 15 p.

ELKEN. Material Mix Analyzer (EMMA). Elkem AS, 2011.

GRASS, L.; SEIDLER, N. Avaliação da resistência à compressão de concretos

dosados com pós-reativos. In: 52° CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO,

2010, Fortaleza. Anais... IBRACON, 2010.

HENCHE, D.; MAZER, W. Efeito da distribuição granulométrica sobre o

empacotamento de partículas e sob a trabalhabilidade do concreto de pós-reativos.

Page 15: Artigo Sin 012

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In: 52° CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 2010, Fortaleza. Anais...

IBRACON, 2010.

LAFARGE. Ductal®: the ultra-high-performance concrete. 2010. Disponível em:

<http://www.ductal-lafarge.com/>. Acesso em: 26 fev. 2011

LIMA, A. B. M. Desenvolvimento de eletrodo FGM a base de Ni-Zircônia para

célula a combustível de óxido sólido. 2007. 122 f. Tese (Mestrado em Engenharia

de Materiais) – Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo,

São Carlos, 2007.

SANTOS, F. O. et al. Influência dos modelos de Alfred e de Andreasen sobre a

microestrutura e densidade a verde de compostos cerâmicos obtidos por

clonagem ou prenagem. Departamento de Engenharia de Materiais – Universidade

de São Carlos. São Carlos – SP. 7 p.

REHOSET. Soluções em concreto e produtos para a construção civil.

Disponível em: <www.rheoset.com.br>. Acesso em: 11 mar. 2011.

REPETTE, W. L. Concretos de última geração: presente e futuro. In: ISAIA, Geraldo Cechella. Concreto: Ensaio, Pesquisa e Realizações. São Paulo / SP IBRACON, 2005 2v. cap 17 p. 497-525. TOKUDOME, N. Concreto de alto desempenho já é passado. Massa Cinzenta –

Itambé, 2004. Disponível em: <http://www.cimentoitambe.com.br/massa-

cinzenta/concreto-de-alto-desempenho-ja-e-passado/>. Acesso em: 28 fev. 2011.

VANDERLEI, R. D. Análise experimental do concreto de pós reativos: dosagem

e propriedades mecânicas. 2004. 196 f. Tese (Doutorado em Engenharia de

Estruturas) – Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo,

São Carlos, 2004.

VANDERLEI, R. D.; GIONGO, J. S. Análise experimental do concreto de pós

reativos: dosagem e propriedades mecânicas. In: USP. Caderno de engenharia de

estruturas. São Carlos, 2006. v.8 cap. 33, p. 115- 148.

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