Cad concreto de alto desempenho

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i DANILO DE AGUIAR GARCEZ TECNOLOGIA DO CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD) Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi Orientador: Prof˚ Msc. Eng˚ Fernando Relvas SÃO PAULO 2008

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DANILO DE AGUIAR GARCEZ

TECNOLOGIA DO CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD)

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi

Orientador: Prof˚ Msc. Eng˚ Fernando Relvas

SÃO PAULO 2008

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DANILO DE AGUIAR GARCEZ

TECNOLOGIA DO CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD)

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi

Trabalho____________ em: ____ de_______________de 2008.

______________________________________________

Nome do Orientador

______________________________________________

Nome do professor da banca

Comentários:_________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

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RESUMO

O concreto de alto desempenho já é uma realidade no Brasil e o emprego de concretos com resistências maiores que as usuais – de 40 a 50 MPa – tem se difundido muito nos últimos anos. As empresas de concreto pré-misturado, bem como os centros de pesquisa, estão capacitados a obter esses concretos usados principalmente em estruturas de edifícios, pontes e pré-moldados, reduzindo a seção de pilares e cargas nas fundações e aumentando a durabilidade. Neste trabalho procurou-se mostrar a utilização do concreto de alto desempenho em edifícios e mostrar algumas se suas vantagens em relação a redução de custos principalmente quando comparado ao concreto convencional. A conclusão mostrou a significativa redução de custo, em edifícios de maior porte. Palavra-chave: Concreto de alto desempenho, e-tower, sílica ativa.

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ABSTRACT

The high-performance concrete is already a reality on Brasil, and the utilization of concretes with hardness bigger than usual - from 40 to 50 Mpa - have been very utilized on lattest years. The pré-mixed concrete companies, as the research centers, are qualified to obtain these concretes, used mostly on buildings estructures, bridges and pré-molded, reducing the standard section and foundations loads, increasing it's durability. In this work sought to show-use of concrete high performance in buildings and show some advantages in relation to reduce costs mainly when compared to conventional concrete. The conclusion showed a significant reduction of cost, in buildings larger. Keywords: high-performance concrete, e-tower,

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LISTA DE FIGURAS

Figura 5.1 - Influência da lavagem dos agregados na resistência à compressão do concreto (Almeida, 1994) ................................................................................... 26 

Figura 6.1 – Concretagem da “super” sapata, concreto com gelo (Hartmann e Helene, 2005) ..................................................................................................... 44 

Figura 6.2 – (a) Pilar de alto desempenho do subsolo, comparado com (b) pilar com fck 40 MPa também do sub-solo. A redução da dimensão permite cumprir as exigências arquitetônicas (Hartmann e Helene, 2005) ....................................... 46 

Figura 6.3 – (a) colocação do aditivo superplastificante (b) Colocação do gelo. ....... 48 Figura 6.4 – Lançamento do concreto com a caçamba e grua.................................. 49 

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LISTA DE TABELAS

Tabela 5-1 - Compostos principais do cimento Portland (Neville, 1997). .................. 17 Tabela 5-2 – Classificação dos cimentos Portland comercializados no Brasil. (NBR

11578). ............................................................................................................... 19 Tabela 5-3 – Limites granulométricos do agregado miúdo (NBR 7211). ................... 20 Tabela 5-4 – Limites granulométricos do agregado graúdo (NBR 7211) .................. 22 Tabela 5-5 – Classificação dos aditivos químicos segundo a NBR 11768 (EB-

1763/1992) ......................................................................................................... 27 Tabela 5-6 – Classes diferentes de concreto de alto desempenho (Aiticin, 200). ..... 37 Tabela 6-1 – Materiais empregados no HPCC. ......................................................... 47 Tabela 6-2 – Comparação dos resultados dos ensaios realizados pela ABCP para os

concretos de 125 MPa e 35 MPa (resistências empregadas na obra e-Tower) . 49 

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

A a/c ABCP ABNT ACI ASTM BT CAD CAR CCA CP Dmax Fcm3

Fcm7

Fcm28

Fcm91

Fccm28

Fcd28 fck

IPT ISRM JCPDS ma mb mm

Coeficiente, usado na dosagem, que expressa a qualidade da brita

Relação água/cimento, em massa

Associação Brasileira de Cimento Portland

Associação Brasileira de Normas Técnicas

American Concrete Institute

American Society for Testing and Materials

Boletim técnico

Concreto de alto desempenho

Concreto de alta resistência

Cinza de casca de arroz

Cimento Portland

Diâmetro máximo

Resistência média à compressão do concreto aos 3 dias de idade

Resistência média à compressão do concreto aos 7 dias de idade

Resistência média à compressão do concreto aos 28 dias de idade

Resistência média à compressão do concreto aos 91 dias de idade

Resistência média à compressão do cimento aos 28 dias de idade

Resistência desejada do concreto à compressão especificada aos 28 dias

de idade

Resistência característica do concreto à compressão especificada no

projeto estrutural

Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A.

International Society for Rock Mechanics

Joint Committee on Powder Diffraction Standards

Massa específica da areia

Massa específica da brita

Massa específica da brita

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LISTA DE SÍMBOLOS

CH C-S-H C3S C2S C3A C4AF

Hidróxido de cálcio (CA(OH)2)

Silicato de cálcio hidratado

Silicato tricálcio

Silicato dicálcio

Aluminato tricálcio

Ferroaluminato tetracálcio

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SUMÁRIO

1  INTRODUÇÃO ................................................................................................... 11 2  OBJETIVOS ....................................................................................................... 12 

2.1  Objetivo Geral .............................................................................................. 12 2.2  Objetivo Específico ....................................................................................... 12 

3  MÉTODO DE TRABALHO ................................................................................. 13 4  JUSTIFICATIVA ................................................................................................. 14 5  CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO ............................................................ 15 

5.1  Princípios do concreto de alto desempenho ................................................ 15 5.2  Materiais constituintes .................................................................................. 16 

5.2.1  Cimento portland ................................................................................... 16 5.2.2  Agregado miúdo .................................................................................... 20 5.2.3  Agregado graúdo ................................................................................... 22 5.2.4  Aditivos químicos ................................................................................... 26 5.2.5  Aditivos superplastificantes ................................................................... 27 5.2.6  Água ...................................................................................................... 31 

5.3  Materiais cimentícios suplementares ........................................................... 31 5.3.1  Sílica ativa ............................................................................................. 32 5.3.2  Escória de alto-forno .............................................................................. 33 5.3.3  Cinza volante ......................................................................................... 36 

5.4  Classes do concreto de alto desempenho ................................................... 37 5.5  Métodos de dosagem do cad ....................................................................... 38 

5.5.1  Dosagem de concreto de alto desempenho .......................................... 38 5.6  Processando o concreto de alto desempenho ............................................. 40 5.7  Mistura ......................................................................................................... 40 5.8  Transporte .................................................................................................... 40 5.9  Lançamento ................................................................................................. 41 5.10  Adensamento ............................................................................................ 41 5.11  Cura .......................................................................................................... 42 

6  ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 43 6.1  Edifício e-tower ............................................................................................ 43 

6.1.1  Fôrmas .................................................................................................. 44 6.1.2  Concreto ................................................................................................ 45 6.1.3  Mistura ................................................................................................... 47 6.1.4  Transporte do concreto .......................................................................... 48 6.1.5  Lançamento e adensamento ................................................................. 48 6.1.6  Cura ....................................................................................................... 49 

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6.1.7  Controle da qualidade ............................................................................ 49 7  ANÁLISE OU COMPARAÇÃO/CRÍTICA ............................................................ 51 8  CONCLUSÕES .................................................................................................. 52 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 53 APÊNDICE ................................................................................................................ 55 ANEXO ...................................................................................................................... 56 

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1 INTRODUÇÃO Atualmente, poucos materiais têm uso tão difundido na engenharia quanto o concreto de cimento Portland. Devido às suas excepcionais qualidades, o concreto possibilitou ao homem moderno mudanças expressivas, tanto na arquitetura quanto na engenharia, além de seu próprio modo de vida. Os resultados são novos desafios à pesquisa do concreto, particularmente o que diz respeito ao concreto de alto desempenho, um material com melhores índices de resistência e durabilidade, alcançadas a partir de adições químicas e minerais. A presente dissertação está estruturada em seis capítulos. O capítulo 1 e 2 compreende a introdução e o objetivo do trabalho de pesquisa respectivamente. No capítulo 5 é apresentada a revisão bibliográfica referente ao concreto de alto desempenho, considerando aspectos de sua aplicação, materiais constituintes e procedimentos de produção. Também são discutidas, neste capítulo, características de dosagem de concreto de alto desempenho. Já no capítulo 4, o estudo de caso é descrito através do detalhamento do concreto de alto desempenho utilizado no edifício e-tower.

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2 OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivo demonstrar a utilização do concreto de alto

desempenho em edifícios.

2.1 Objetivo Geral

O concreto de alto desempenho (CAD) é um material diferente do concreto

convencional, o objetivo é mostrar sua tecnologia do CAD, os tipos de materiais

usados e o estudo para elaboração dos traços.

2.2 Objetivo Específico

O CAD é um produto pouco difundido na construção civil, e a sua aplicação se

resume hoje, quase que somente a grandes prédios de escritórios. O objetivo é

mostrar mais este material para poder assim contribuir para a ampliação de sua

utilização.

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3 MÉTODO DE TRABALHO

Este trabalho foi elaborado a partir de pesquisas feitas em livros, sites da Internet,

revistas técnicas e artigos publicados por profissionais da área, Instituto Brasileiro de

Concreto (IBRACON) e Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP).

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4 JUSTIFICATIVA

O concreto convencional é um dos produtos mais consumidos do mundo, só perde

para a água, por isso ele vem sendo fruto de muitos estudos pelo mundo a fora, já o

CAD vem sendo usado a muito tempo no exterior mas no Brasil não faz muito

tempo, então é necessário por menor que seja a contribuição um estudo feito sobre

o CAD para os profissionais da área e até para os futuros alunos da Anhembi

Morumbi como fonte de pesquisa para seus trabalhos.

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5 CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

Segundo Amaral Filho (1992), por mais de um século, o concreto estrutural tem sido

rotineiramente produzido para a obtenção de resistência aos 28 dias de idade na

faixa de 20 MPa a 30 MPa, ou até para níveis acima de 35 MPa. Ocasionalmente,

em circunstâncias especiais, obtinham-se resistências mais altas, produzindo-se o

chamado concreto de alta resistência. Há 30 anos, o termo alta resistência era

aplicado para concretos com resistências próximas ou maiores que 40 MPa. Mais

recentemente, têm-se alcançado resistências de 50 a 60 MPa e nos últimos 15 anos

concretos com resistências maiores têm sido empregados na construção de edifícios

muito altos e pontes. Resistência de 90 MPa, 100 Mpa e 110 MPa e de até 120 MPa

têm sido obtidas de maneira quase rotineira.

Conforme Amaral Filho (1992), o concreto de alto desempenho é uma evolução dos

concretos produzidos ao longo dos anos, uma das grandes diferenças de um

concreto convencional para o de alto desempenho é maior controle na seleção dos

materiais e nas etapas de dosagem, mistura, adensamento, transporte e cura, junta-

se a isso o uso preciso de aditivos químicos e minerais isso nos permite a produção

de concretos com propriedades melhoradas.

Amaral Filho (1992), define a durabilidade de um concreto como sua habilidade para

resistir às ações atmosféricas, ataques químicos, abrasão e outros processos de

deterioração. As ações atmosféricas referem-se aos efeitos ambientais, tais como

exposição a ciclos de molhagem secagem e congelamento e descongelamento. Os

processos de deterioração química incluem ataque de substâncias ácidas e reações

de expansão, tais como reações de sulfatos, reações álcali-agregados e corrosão de

armaduras de aço no concreto.

5.1 Princípios do concreto de alto desempenho

Hoje em dia, podem-se produzir rotineiramente concretos com 140 MPa, mas

concreto de alto desempenho não é a mesma coisa que concreto de alta resistência.

O enfoque se deslocou da resistência muito alta para outras propriedades

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desejáveis em determinadas circunstâncias. Estas são: elevado módulo de

elasticidade , elevada densidade, baixa permeabilidade e resistência a certos tipos

de ataque. (Evangelista, 1996)

O concreto de alto desempenho contém sempre fumo de sílica ao passo que o

concreto comum normalmente não, o concreto de alto desempenho, geralmente,

embora não sempre, contém cinza volante ou escória granulada de alto forno ou

ambos os materiais. O agregado deve ser escolhido com muito cuidado e tem um

tamanho máximo menor do que o dos concretos comuns, no máximo, geralmente,

10 mm a 14 mm, para se evitarem as tensões diferenciais na interface agregado-

pasta de cimento, que poderia resultar microfissuração. (Evangelista, 1996)

Outro ponto a propósito dos ingredientes é este: a inclusão do fumo de sílica na

mistura necessita de um superplastificante. Não é recomendável o uso de qualquer

superplastificante com qualquer cimento Portland; o superplastificante deve ser

compatível com o cimento a ser efetivamente usado. (Evangelista, 1996)

5.2 Materiais constituintes

5.2.1 Cimento portland

O cimento Portland é um material pulverulento, aglomerante hidráulico, composto

basicamente de silicatos de cálcio e aluminatos de cálcio que misturados à água se

hidratam e, depois de endurecidos, mesmo que sejam submetidos novamente à

ação da água não se decompõem mais.

Para a fabricação do cimento são empregados materiais calcáreos, como rocha

calcárea e gesso, e alumina e sílica, encontradas facilmente em argilas e xistos. O

processo de fabricação do cimento Portland consiste essencialmente em moer a

matéria-prima, misturá-la nas proporções adequadas e queimar essa mistura em um

forno rotativo até uma temperatura de cerca de 1450ºC. Nessa temperatura, o

material sofre uma fusão incipiente formando pelotas, conhecidas como clínquer. O

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clínquer é resfriado e moído, em um moinho de bolas ou de rolo, até formar um pó

bem fino (geralmente menor que 75 µm), com adição de um pouco de gesso,

resultando o cimento Portland largamente usado em todo mundo (Neville, 1997). A

mistura e moagem das matérias-primas podem ser feitas tanto em água quanto a

seco, daí a denominação dos processos de via úmida e de via seca. Alguns

materiais como areia, bauxita e minério de ferro, são adicionados como corretivos,

cuja função é suprir de elementos que não se encontrem disponíveis nas matérias-

primas principais.

Durante a queima ocorrem inúmeras reações de estado sólido entre as fases

constituintes, reações envolvendo essas fases e a parte fundida do material e, ainda,

a ocorrência de transformações mineralógicas em função do resfriamento, gerando

os principais componentes do cimento (Tabela 5.1), que quando hidratados

fornecem as principais propriedades deste material (Neville, 1997). A última etapa de

fabricação do cimento Portland constitui-se no resfriamento imposto aos nódulos

produzidos, sendo de grande importância para a definição da reatividade e

estabilidade das fases do clínquer.

Tabela 5-1 - Compostos principais do cimento Portland (Neville, 1997).

Nome do composto Composição em óxidos Abreviação

Silicato tricálcio 3CaO.SiO2 C3S

Silicato dicálcio 2CaO.SiO2 C2S

Aluminato tricálcio 3CaO.Al2O3 C3A

Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF

As reações químicas entre os silicatos e aluminatos relacionados na Tabela 5.1 com

a água são denominados de reações de hidratação do cimento e geram uma massa

firme e resistente. Essas reações de dissolução e formação de novas fases ocorrem

quase que instantaneamente, na medida em que se adiciona água ao cimento

Portland.

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De acordo com Mehta e Monteiro (1994), o C3S apresenta rápida hidratação,

desprendendo uma quantidade média de calor, gera um gel de silicato de cálcio

hidratado (C-S-H) e cristais de hidróxido de cálcio Ca(OH)2 (C-H). Este composto

contribui para elevar a resistência inicial da pasta endurecida e aumentar sua

resistência final. Já o C2S, que desprende uma quantidade pequena de calor durante

sua lenta hidratação, também é responsável pelo aumento de resistência nas idades

avançadas e produz um volume menor de Ca(OH)2, em comparação com o C3S.

Responsável pelas primeiras reações de hidratação, o C3A libera uma grande

quantidade de calor para formar aluminatos hidratados. O C4AF também se hidrata

rapidamente (semelhante ao C3A), mas exerce pouca influência sobre a resistência

mecânica da pasta. Ressalta-se que um dos primeiros avanços no sentido de melhor

compreender o processo de hidratação do cimento Portland foi, inegavelmente, a

análise em separado do comportamento exibido pelas diversas fases do clínquer em

pastas hidratadas.

A princípio o cimento Portland pode ser constituído unicamente de clínquer e de uma

substância reguladora de pega, caracterizando o que se convencionou denominar

“cimento Portland comum”. Entretanto, ao longo do tempo, outros materiais

começaram a ser utilizados em conjunto com o clínquer, constituindo os “cimentos

com adições”. Desta forma, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT)

define o cimento Portland em tipos e classes de acordo com os seus componentes e

propriedades. A classe do cimento caracteriza sua resistência mínima potencial aos

28 dias, sendo dividida em três níveis: 25 MPa, 32 MPa e 40 Mpa. A Tabela 5.2

apresenta a classificação dos principais tipos de cimentos comercializados no Brasil.

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Tabela 5-2 – Classificação dos cimentos Portland comercializados no Brasil. (NBR 11578).

Tipo de cimento Sigla

Composição (percentual em massa)

Clínquer +

gesso

Escória granulada

de alto-forno

Material pozolânico

Material carbonático

Comum CP I CP I – S

100 95 – 99

– 1 – 5

Composto CP II – E CP II – Z CP II – F

56 – 94 76 – 94 90 – 94

6 – 34 – –

– 6 – 14

0 – 10 0 – 10 6 – 10

Alto-forno CP III 25 – 95 35 – 70 – 0 – 5 Pozolânico CP IV 45 – 85 – – 0 – 5

Alta res. Inicial

CP V – ARI 95 – 100 – – 0 – 5

Branco estrutural CPB 75 – 100* – – 0 – 25

* No cimento branco é utilizado um clínquer com baixos teores de óxidos de ferro e manganês. Obs.: Se a sigla do cimento estiver acrescida do sufixo RS significa que o cimento Portland é resistente aos sulfatos (por exemplo: CP II – 40 RS).

Para aplicação em concreto de alto desempenho, Mehta e Aiticin (1990) apud

Cordeiro (2001) comentam que é possível a utilização de qualquer tipo de cimento,

sendo preferível, no entanto, o cimento Portland comum e aqueles com elevado teor

de C3S e C2S. De acordo com Neville (1997), os dois silicatos necessitam

praticamente da mesma quantidade de água para hidratação, mas o C3S produz

mais que o dobro da quantidade de hidróxido de cálcio, quando comparado com o

C2S. Isto proporciona uma menor durabilidade quanto ao ataque de águas ácidas

e/ou sulfatadas. O hidróxido de cálcio no concreto pode reagir com um agregado

ácido (calcedônia, por exemplo) dando origem a um silicato de cálcio hidratado. Esta

reação, contudo, causa um aumento de volume indesejável.

Na opinião de Mehta e Aiticin (1990) apud Cordeiro (2001), não há critérios

científicos fixos que especifiquem o cimento mais adequado para o concreto de alta

resistência, só é necessária uma seleção criteriosa do cimento, quanto ao tipo, para

concretos com uma resistência acima de 90 MPa. O melhor cimento para concreto

de alto desempenho é o que apresenta menor variabilidade nas sua propriedades e

principalmente na resistência.

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De acordo com Vieira et al. (1997) a escolha do tipo de cimento vai ser função não

só da disponibilidade de mercado, mas, sobretudo, das propriedades que o concreto

a ser produzido deverá possuir. Os autores enfatizam que, para cada situação

específica de projeto, todas as condições deverão ser avaliadas detalhadamente,

desde as especificações de projeto, condições de cura e aplicação, cronograma de

execução, e o que mais se fizer necessário para que o cimento escolhido seja o

mais adequado, contribuindo, desta forma, para o aumento da vida útil da estrutura

de concreto.

Enfim, para a escolha satisfatória do cimento Portland utilizado na produção do

concreto de alto desempenho, exigi-se conhecimento técnico e científico deste

material.

5.2.2 Agregado miúdo

A ABNT (1983), classifica os agregados miúdos em zonas (muito fina, fina, média e

grossa), de acordo com sua composição granulométrica. A tabela 5.3 mostra a

classificação, de acordo com a NBR 7211.

Tabela 5-3 – Limites granulométricos do agregado miúdo (NBR 7211).

Abertura da

peneira (mm)

Porcentagem, em massa, retida acumulada na peneira ABNT

Zona 1

(muito fina)

Zona 2

(fina)

Zona 3

(média)

Zona 4

(grossa)

9,50 0 0 0 0

6,30 0 a 3 0 a 7 0 a 7 0 a 7

4,80 0 a 5* 0 a 10 0 a 11 0 a 12

2,40 0 a 5* 0 a 15* 0 a 25* 5* a 40

1,20 0 a 10* 0 a 25* 10* a 45* 30* a 70

0,60 0 a 20 21 a 40 41 a 65 66 a 85

0,30 50 a 85* 60* a 88* 70* a 92* 80* a 95

0,15 85* a 10 90* a 100 90* a 100 90* a 100

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* Pode haver tolerância de, no máximo, 5 pontos percentuais em um só dos limites marcados com o símbolo “*” ou distribuídos em vários deles; * Para agregado miúdo resultante de britamento este limite poderá ser de 80.

Segundo Cordeiro (2001), os principais requisitos para a escolha do agregado miúdo

baseia-se na quantidade de água de mistura. Segundo o ACI 363 (1991) apud

Cordeiro (2001), um agregado miúdo de partículas arredondadas e textura lisa

precisa de menor quantidade de água e, por este motivo, é indicado para o concreto

de alto desempenho. Como este concreto apresenta uma grande quantidade de

material fino, recomenda-se agregado miúdo de forma angular, módulo de finura

acima de 3,0 e diâmetro máximo de 4,8 mm (ACI 363, 1991; Canovas, 1988 apud

Cordeiro, 2001). Dal Molin (1995) apud Cordeiro (2001) comenta que a seleção do

agregado miúdo está condicionada ao consumo de água, fator essencial para

garantir uma relação água/aglomerante baixa.

Segundo Amaral Filho (1989), com areia natural quartzosa, bem graduada e dentro

das especificações, é possível a obtenção de concretos com resistências de até 170

MPa.

Conforme Vieira et al. (1997), afirmam que os agregados miúdos exercem maior

influência na mistura que os agregados graúdos. Isto se deve ao fato de que a

superfície específica dos agregados finos é bem maior e, portanto, necessitam de

mais pasta para envolver seus grãos. Teores elevados de agregados miúdos

produzirão concretos mais plásticos. Por outro lado, a diminuição da quantidade de

agregado miúdo acarreta um decréscimo no teor de pasta necessário, reduzindo o

custo final do concreto.

Segundo Cordeiro (2001), é imprescindível após a escolha adequada do agregado

miúdo, que haja um rigoroso controle de qualidade, pois pequenas variações no teor

de umidade e/ou granulometria podem ocasionar mudanças significativas nas

propriedades do concreto fresco e endurecido. Neville (1997) sugere que o teor de

umidade seja verificado freqüentemente numa obra de concreto, pois seu valor varia

conforme o clima e posição de uma amostra no monte de agregado em estoque.

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22

Ainda de acordo com Neville (1997), quando não for possível a utilização de

agregados naturais, deve-se atentar para a granulometria do material britado. Neste

caso, obtém-se mais material menor de 75 μm, que gera perda de trabalhabilidade e

um pequeno decréscimo na resistência à compressão do concreto.

Segundo Cordeiro (2001), deve-se procurar uma proporção ótima de agregados

miúdos e graúdos, de acordo com suas características de granulometria e forma, a

fim de que uma mistura mais compacta seja obtida, ao menor consumo de pasta

possível, e como resultado um menor custo.

5.2.3 Agregado graúdo

Segundo Cordeiro (2001), o termo agregado graúdo descreve partículas maiores

que 4,8 mm, responsáveis por uma fração considerável do volume do concreto.

Desta forma, os efeitos que este material pode gerar no concreto fresco e

endurecido devem ser estudados com atenção. A tabela 2 apresenta os limites

granulométricos estabelecidos pela NBR 7211, com as respectivas graduações dos

agregados graúdos.

Tabela 5-4 – Limites granulométricos do agregado graúdo (NBR 7211)

Nº Porcentagem retida acumulada, em massa, nas peneiras de abertura nominal (mm)

76 64 50 38 32 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8 2,4

0 - - - - - - - 0 0-10 - 80-100 95-100

1 - - - - - 0 0-10 - 80-100 92-100 95-100 -

2 - - - - 0 0-25 75-100 90-100 95-100 - - -

3 - - 0 0-30 75-100 87-100 95-100 - - - - -

4 0 0-30 75-100 90-100 95-100 - - - - - - -

Ainda conforme Cordeiro (2001), em geral estes agregados são procedentes de

jazidas naturais, seja na forma de pedregulhos, seixos ou pedra britada. Rochas

ígneas, como o granito e basalto, metamórficas como gnaisse e leptinito e

sedimentares, como arenitos e calcáreos, são utilizadas em todo mundo. Também

podem ser empregados em concreto agregados de escória de alto-forno, de cinza

Page 23: Cad   concreto de alto desempenho

23

volante e agregados reciclados (rejeitos de construção e resíduos cerâmicos, por

exemplo).

De acordo com Mehta e Monteiro (1994) e as características mais significativas dos

agregados graúdos são:

• Resistência à compressão;

• Resistência a abrasão;

• Módulo de elasticidade;

• Massa específica e massa unitária compactada;

• Absorção;

• Porosidade;

• Composição granulométrica, módulo de finura e dimensão máxima;

• Forma e textura superficial;

• Presença de substâncias deletérias.

Segundo Cordeiro (2001), a escolha do agregado graúdo é mais complexa que a do

agregado miúdo, pois suas propriedades físicas, químicas e mineralógicas afetam

consideravelmente a obtenção das propriedades de resistência e durabilidade no

concreto.

Estudos realizados por Helland (1988) apud Cordeiro (2001), com concretos de

várias classes de resistência, utilizando um agregado graúdo de boa qualidade

(seixo britado), verificaram que para resistências menores que 80 MPa o concreto se

comporta como um material composto. Isto porque as fissuras se desenvolvem na

pasta e na interface agregado-pasta. Para resistências entre 80 MPa e 100 MPa a

capacidade de carga do agregado e da pasta tem a mesma ordem de grandeza.

Desta forma, as fissuras “penetram” também nos agregados e o material tem um

comportamento homogêneo. Com valores de resistência acima de 100 MPa, o

concreto adquire novamente um comportamento típico de compósitos, sendo o

agregado o componente mais frágil.

Page 24: Cad   concreto de alto desempenho

24

Gonçalves et al. (1994), verificaram em um estudo realizado com agregados

rochosos da cidade do Rio de Janeiro que o agregado graúdo pode vir até mesmo a

restringir as propriedades do concreto. Constataram, usando gnaisse e granito, que

a existência de concretos de resistências menores que as da argamassa e a

ocorrência exclusiva de fraturas intergranulares eram indicativos de que os

agregados graúdos foram os limitadores das resistências do concreto.

Segundo Aϊtcin e Neville (1993) apud Cordeiro (2001) os agregados graúdos

menores são geralmente mais resistentes que os agregados maiores. Isto se deve

ao processo de britagem, que ocorre preferencialmente em zonas potencialmente

fracas na rocha matriz. Assim, quanto menor o agregado utilizado, menor a

superfície capaz de reter água durante a exsudação do concreto fresco, o que

propicia uma zona de transição de menor espessura e, conseqüentemente, mais

resistente.

Almeida (1994) comenta que a alta resistência do agregado é uma condição

necessária, mas não suficiente, para a produção de concreto de alto desempenho e

ressalta a fragilidade da interface agregado-pasta. Mesmo com agregados de

grande resistência à compressão, atingi-se um limite acima do qual não é possível

elevar a resistência do concreto com o fortalecimento da pasta: o concreto rompe na

ligação agregado-pasta.

Nos concretos de alto desempenho, comenta Nuñez (1992) apud Cordeiro (2001),

há uma transferência direta de tensões entre a pasta e o agregado graúdo a cargas

relativamente baixas. Assim, o módulo de elasticidade do concreto é fortemente

influenciado pelas propriedades elásticas do agregado graúdo.

Segundo Cordeiro (2001) a distribuição granulométrica de um agregado é um fator

muito importante pois altera a demanda de água de um concreto. O fator

água/aglomerante no concreto de alto desempenho deve ser o menor possível,

desta forma a quantidade de água deve ser minimizada, para um determinado

abatimento.

Page 25: Cad   concreto de alto desempenho

25

Segundo Neville (1997) um agregado inadequado quanto a sua forma pode

influenciar a trabalhabilidade da mistura e o acabamento superficial dos elementos

do concreto e demonstra que, embora agregados com formas angulares possam

produzir concretos com resistências mecânicas superiores, efeitos opostos podem

surgir na demanda de água e trabalhabilidade se a angulosidade for muito

acentuada.

Gomes et al. (1995) sugerem uma relação inversa entre a resistência à compressão

do concreto e a abrasão “Los Angeles” do agregado graúdo. Segundo autores,

quanto menor for o percentual de abrasão obtido no ensaio, maior será a resistência

alcançada pelo concreto. Tal fato evidencia a influência do agregado graúdo na

resistência do concreto.

Gomes et al. (1995) recomendam uma análise petrográfica do agregado graúdo para

identificação dos tipos de minerais, seus estados de alteração, suas granulações e

suas quantidades. Isto permite a identificação de minerais que posam vir a

comprometer a durabilidade do concreto.

Estudos realizados por Almeida (1994), utilizando agregados de granito, calcáreo e

seixos rolados, indicam um aumento de 5% a 10% na resistência à compressão de

concretos em virtude da lavagem dos agregados antes da confecção do concreto

conforme mostra a figura 5.1.

Page 26: Cad   concreto de alto desempenho

26

Figura 5.1 - Influência da lavagem dos agregados na resistência à compressão do concreto (Almeida, 1994)

5.2.4 Aditivos químicos

A NBR 11768 (EB-1763/1992) define os aditivos como sendo produtos que

adicionados ao concreto de cimento Portland em pequenas quantidades modificam

algumas de suas propriedades, no sentido de melhor adequá-las a determinadas

condições. De acordo com Neville (1997), o motivo do grande uso de aditivos

químicos é a capacidade de proporcionar ao concreto consideráveis melhorias em

suas propriedades. Essas melhorias incluem o uso do concreto em condições nas

quais seria difícil ou até mesmo impossível utilizá-lo sem aditivos.

O Comitê ACI 212 (1991) apud Cordeiro (2001) lista algumas finalidades importantes

para as quais os aditivos químicos são empregados:

• Aumentar a plasticidade do concreto mantendo constante o teor de água;

• Reduzir a exsudação e a segregação;

• Retardar ou acelerar o tempo de pega do concreto;

• Acelerar a velocidade de desenvolvimento da resistência mecânica das primeiras

Page 27: Cad   concreto de alto desempenho

27

idades.

• Retardar a taxa de evolução de calor durante a hidratação do cimento;

• Aumentar a resistência a ciclos de congelamento e descongelamento;

• Aumentar a durabilidade do concreto em condições extremas de exposição.

Segundo Cordeiro (2001) os aditivos são classificados em virtude das alterações que

causam nas propriedades do concreto fresco e/ou endurecido. Segundo Mehta

(1996) apud Cordeiro (2001), os aditivos variam amplamente quanto à composição

química e muitos desempenham mais de uma função; conseqüentemente, é difícil

classificá-los de acordo com as suas funções. A Tabela 3 apresenta a classificação

de aditivos químicos empregada no Brasil, segundo a NBR 11768 (EB-1763/1992).

Tabela 5-5 – Classificação dos aditivos químicos segundo a NBR 11768 (EB-1763/1992)

Segundo Cordeiro (2001), uma vez que a redução da relação água/aglomerante é

primordial para obtenção do concreto de alto desempenho a utilização de aditivos

redutores de água faz-se imprescindível. O uso de aditivos superplastificantes é

preponderante, uma vez que aumenta a fluidez do concreto a níveis muito elevados,

sem alterar outras características, permitindo produzir, através da redução da

relação água/aglomerante, concretos com alta resistência e maior durabilidade.

5.2.5 Aditivos superplastificantes

Tipo Classificação

P Plastificante

R Retardador

PR Plastificante retardador

SP Superplastificante

SPR Superplastificante retardador

Tipo Classificação

A Acelerador

PA Plastificante acelerador

IAR Incorporador de ar

SPA Superplastificante acelerador

Page 28: Cad   concreto de alto desempenho

28

Os superplastificantes, também chamados de redutores de água de alta eficiência ou

superfluidificantes, consistem de tensoativos aniônicos de cadeia longa e massa

molecular elevada (20000 a 30000). Quando absorvido pelas partículas de cimento,

o tensoativo confere uma forte carga negativa, a qual auxilia a reduzir

consideravelmente a tensão superficial da água circundante e aumentar

acentuadamente a fluidez do sistema. (Mehta e Monteiro, 1994)

Os superplastificantes podem ser agrupados em quatro grandes categorias, de

acordo com sua composição química (Aiticin et al, 1994 apud Cordeiro, 2001):

• Condensados sulfonados de melamina-formaldeído;

• Condensados sulfonados de formaldeído-naftaleno;

• Condensados de lignossulfonatos modificados;

• Outros, como ésteres de ácido sulfônico e ésteres de carboidratos.

Atualmente as duas primeiras categorias mencionadas são mais largamente

utilizadas, pois apresentam maior eficiência como redutores de água e menor

incidência de efeitos secundários.

O principal efeito das cadeias longas do superplastificante, segundo Neville (1997), é

o de ficarem absorvidas nas partículas de cimento, conferindo-lhes uma carga

altamente negativa de modo que elas passam a se repetir. Isso provoca

defloculação e dispersão das partículas de cimento. A melhoria resultante da ação

do superplastificante pode ser aproveitada de dois modos distintos. Permite para a

mesma relação água/aglomerante e o mesmo teor de água na mistura um aumento

considerável da trabalhabilidade do concreto, mantendo a mistura coesiva. Outra

forma seria para obter concretos com trabalhabilidade normal, mas com uma

resistência extremamente alta, devido a uma substancial redução da relação

água/aglomerante.

A defloculação se deve à redução das forças de atração entre partículas com cargas

opostas. Já a dispersão ocorre pela introdução da força repulsiva entre partículas,

Page 29: Cad   concreto de alto desempenho

29

devido à alta carga negativa conferida às partículas de cimento pela absorção do

aditivo. Quanto maior a absorção melhor será a dispersão das partículas de cimento

e mais homogenia será a microestrutura da pasta.

A reologia do concreto de alto desempenho pode ser afetada por parâmetros

relativos ao cimento, ao superplastificante e a interação entre eles, dentre os quais

os mais significativos são (Aiticin et al, 1994 apud Cordeiro, 2001):

• Composição química do cimento, especialmente a quantidade de C3A e álcalis;

• Finura do cimento Portland;

• Quantidade e tipo de sulfato de cálcio no cimento;

• Natureza química e massa molecular do superplastificante;

• Grau de sulfonatação do superplastificante;

• Dosagem e método de adição à mistura do superplastificante.

Os aditivos superplastificantes interagem com o C3A, que é o primeiro componente

do cimento a hidratar-se, e sua reação é controlada pelo sulfato de cálcio, produto

adicionado ao clínquer para controlar o tempo de pega do cimento. Uma certa

quantidade é necessária durante a mistura para obter a trabalhabilidade desejada,

no entanto, é imprescindível que o superplastificante não seja totalmente fixado pelo

C3A. Se a fixação ocorrer é porque íons sulfatos não foram liberados a tempo de

reagirem com o C3A. Quando os íons sulfatos são liberados vagarosamente, o

cimento e o aditivo superplastificante são ditos incompatíveis. (Aiticin et al, 1994

apud Cordeiro, 2001)

O problema da incompatibilidade entre cimento e superplastificante pode também

existir no concreto convencional, mas é muito mais acentuado no concreto de alto

desempenho. Isto é devido a menor quantidade de água disponível para receber os

íons sulfatos no concreto de alto desempenho e a alta dosagem de cimento,

proporcionando mais C3A à mistura. (Aiticin et al, 1994 apud Cordeiro, 2001)

A quantidade de superplastificante necessária para obtenção de uma pasta com

Page 30: Cad   concreto de alto desempenho

30

fluidez definida aumenta com a área específica do cimento Portland. Quanto mais

fino o cimento, mais superplastificante é requerido para obter a trabalhabilidade

(Cordeiro, 2001).

As moléculas do superplastificantes podem ser absorvidas no C3S. Com um

aumento na dosagem do superplastificante, o desenvolvimento do calor de

hidratação é retardado. Este fenômeno de absorção foi demonstrado pela

observação direta de um superplastificante marcado com enxofre através de

estudos.

Um estudo realizado por Chan et. al. (1996) apud Cordeiro (2001), mostra a variação

no comportamento de quatro superplastificantes em concretos com abatimento entre

150 e 200 mm em função da redução da relação água/cimento. Geralmente, a

consistência do concreto diminui com o aumento da dosagem de superplastificante

até um valor, além do qual, passa a ser pequeno o efeito.

Estudos revelam que o uso de superplastificantes em pastas de cimento sujeitas a

diferentes métodos de cura leva a um decréscimo do volume total de poros e ao

refinamento da estrutura de poros das pastas hidratadas. O refinamento dos poros,

além da redução de seu volume, diminui a permeabilidade e aumenta a resistência,

permitindo a obtenção de concretos muito mais duráveis. Vale ressaltar, que o

processo denominado refinamento dos poros é a transformação de um sistema

contendo grandes vazios capilares em um sistema composto de numerosos poros

mais finos. (Neville, 1997)

O comportamento reológico em traços com baixa relação água/aglomerante não é

definido pelas especificações do superplastificante e do tipo de cimento Portland.

Faz-se, portanto, necessário experimentá-los e verificar como se comportam frente

aos complexos fenômenos químicos envolvidos. Vários métodos são empregados

para avaliar a compatibilidade aditivo-cimento e a dosagem ótima de

superplastificante. Dentre os mais utilizados estão: método de Kantro ou

miniabatimento e método do cone de Marsh. (Neville, 1997)

Page 31: Cad   concreto de alto desempenho

31

5.2.6 Água

Segundo Cordeiro (2001), a água introduzida no concreto como um de seus

componentes tem duas funções. Uma parte, denominada água de amassamento,

contribui para garantir uma trabalhabilidade adequada. A outra permite o

desenvolvimento das reações químicas no concreto, tanto de hidratação do cimento

Portland, quanto reações pozolânicas com os aditivos minerais e/ou constituintes do

cimento empregado. Segundo o ACI 363 (1991) apud Cordeiro (2001), os mesmos

requisitos de qualidade exigidos para água de concretos convencionais devem ser

cumpridos no concreto de alto desempenho. De acordo com Neville (1997), águas

potáveis, ligeiramente ácidas, não são prejudiciais ao concreto.

5.3 Materiais cimentícios suplementares

O concreto de alto desempenho pode ser feito usando-se apenas o cimento Portland

como material cimentício. Entretanto, uma substituição parcial do cimento Portland

por um ou uma combinação de dois ou três materiais cimentícios, quando

disponíveis a preços competitivos, pode ser vantajosa, não apenas do ponto de vista

econômico, mas também do ponto de vista reológico, e, algumas vezes, do ponto de

vista da resistência (Aiticin, 2000).

O uso de materiais cimentícios suplementares, quando disponíveis a preços

competitivos, é benefício para a produção do concreto de alto desempenho, pois

pode trazer diminuição de custo. A sua dosagem no traço final depende da

resistência inicial desejada para o concreto de alto desempenho, levando em conta a

temperatura ambiente (Aiticin, 2000).

O uso de uma combinação de dois materiais cimentícios, escória e sílica ativa, ou

Page 32: Cad   concreto de alto desempenho

32

cinza volante e sílica ativa é benefício, pois a reatividade da sílica ativa pode

compensar a reatividade mais lenta da escória ou da cinza volante.

Dos três materiais a seguir, as cinzas volantes são as mais variáveis e menos

reativas. Isso não significa que elas não sejam usadas para fazer o concreto de alto

desempenho, mas que elas deveriam ser usadas com cuidado e não com base em

qualquer generalização (Aiticin, 2000).

5.3.1 Sílica ativa

A sílica ativa é um subproduto da fabricação do silício metálico, das ligas de ferro-

silício e de outras ligas de silício. O silício e as sua ligas são produzidos em fornos

de arco elétrico imerso onde o quartzo é reduzido na prezença de carvão (e ferro

durante a produção das ligas ferro-silício). Durante a redução da sílica, dentro do

arco elétrico, um subóxido de silício, SiO, é produzido. Como esse gás escapa para

a parte superioe da carga, ele se resfria, condensa e oxida na forma de partículas

finíssimas de sílica. Essa partículas são coletadas por um sistema de eliminação de

pó (Aiticin, 2000).

A sílica ativa é disponível atualmente em quatro diferentes formas: em bruto, como

produzida, em forma de nata de sílica ativa, em forma desnsificada e misturada

como cimento Portland (Aiticin, 2000).

Comparada com outros materiais cimentícios suplementares, as características

peculiares que tornam a sílica ativa um material pozolânico muito reativo são o seu

teor muito alto de SiO2, o seu estado amorfo e a sua extrema finura (Aïtcin, 2000).

Os efeitos benéficos da sílica ativa na microestrutura e nas propriedades mecânicas

do concreto são devidos não apenas à rápida reação pozolânica, mas também ao

efeito físico das partículas da sílica ativa, o qual é conhecido como “efeito fíler”. Além

disso, a sílica ativa tem um efeito químico relacionado com a germinação de cristais

de portlandita, Ca(OH)2 (Aiticin, 2000).

Devido à sua finura, as partículas de sílica ativa podem preencher os vazios entre as

Page 33: Cad   concreto de alto desempenho

33

partículas maiores do cimento, quando elas estão bem desfloculadas na presença

de uma dosagem adequada de superplastificante. Diz-se que o efeito fíler é também

responsável pelo aumento na fluidez dos concretos com uma relação

água/aglomerante muito baixa. Por conseguinte, devido às suas características

físicas únicas, a matriz sólida resultante que inclui sílica ativa é densa ainda antes

que quaisquer ligações químicas entre as partículas do cimento tenham se

desenvolvido (Aiticin, 2000).

Devido ao tamanho extremamente reduzido de suas partículas, a adição de sílica

ativa reduz drasticamente tanto a exsudação interna como superficial da mistura.

Essa exsudação reduzida é muito importante do ponto de vista microestrutural,

porque transforma radicalmente as características microestruturais da zona de

transição entre a pasta de cimento e os agregados e entre a pasta de cimento e o

aço da armadura. Essas zonas de transição são as mais compactas do que a

relativamente porosa geralmente obtida quando o concreto não contém qualquer

sílica ativa (Aiticin, 2000).

5.3.2 Escória de alto-forno

A escória ou a escória de alto-forno finamente granulada, é o subproduto da

manufatura do ferro-gusa num alto-forno. Todas as impurezas contidas no minério

de ferro e no coque passam para a escória de alto-forno. Como todas essas

impurezas poderiam resultar numa mistura com um ponto de fusão muito alto, o que

poderia ser antieconômico, agentes fundentes são adicionados à carga do alto-forno

de modo que composição química resultante das impurezas fique dentro de uma

região muito bem definida do diagrama de fases SiO2 – CaO – Al2O3,

correspondendo a uma das duas áreas de temperaturas de fusão mais baixas dentro

desse diagrama. Assim, do ponto de vista químico, a escória tem uma composição

muito constante que os metalurgistas observam, pois qualquer desvio dela traduz-se

em demandas significativas de energia e em custos adicionais (Aiticin, 2000).

A escória fundida tem uma massa específica muito mais baixa, cerca 2,8 g/cm³, do

Page 34: Cad   concreto de alto desempenho

34

que o ferro-gusa, que está acima dos 7,0 g/cm³, e assim a escória derretida flutua no

topo do ferro-gusa derretido e pode ser drenada separadamente (Aiticin, 2000).

A escória pode ser resfriada de duas maneiras diferentes. Na primeira, ela pode ser

deixada resfriar lentamente de tal maneira que ela se cristaliza principalmente na

forma de melilita, uma solução sólida de ackermanita e gelenita. Quando resfriada

dessa maneira, a escória de alto-forno é cristalizada e pode ser usada como

agregado no concreto, no asfalto e como lastro de cobertura ou para construir

estradas e embarcadouros, mas ela não tem praticamente valor hidráulico e não

usada como material cimentício suplementar, mesmo que finamente moída (Aiticin,

2000).

Contudo, se a escória é resfriada rapidamente quando sai do alto-forno, ela solidifica

numa forma vítrea e pode então desenvolver propriedades cimentícias, se

adequadamente moída e ativada. O resfriamento da escória pode ser realizado de

três diferentes modos. A escória fundente pode ser (Aiticin, 2000):

1. Lançada em um grande recipiente de água onde ela se desintegra em pequenas

partículas como uma areia grossa, também denominada “escória granulada”;

2. Resfriada rapidamente por um forte jato de água assim que ela escorre do alto-

forno em calhas metálicas. Aqui, ela também é transformada numa areia, que

também é chamada de “escória granulada”;

3. Projetada através de ar por uma roda especial, de tal forma que o resfriamento

rápido se dá pela combinação da ação da água e do ar. Neste caso, a escória

resfriada tem a forma de “pellets” mais ou menos esféricas e porosas, é chamada

de “escória peletizada”. Esse “pelletes” podem ser usados como agregado leve

na fabricação de blocos de concreto ou podem ser moídos para fazer um pó

cimentício.

Assim, como um material cimentício suplementar, a escória possui algumas

características úteis: ela tem uma composição química que não varia demais porque

deve estar dentro de uma área bem definida de composição no diagrama de fases

SiO2 – CaO – Al2O3. Podem existir algumas diferenças nos teores químicos do MgO

Page 35: Cad   concreto de alto desempenho

35

e do Al2O3 das escórias, dependendo do uso de olivina como um agente de fusão no

lugar do calcário, mas isso não muda drasticamente as propriedades hidráulicas da

escória quando usada como um material cimentício suplementar (Aiticin, 2000).

A característica crítica que deve ser checada cuidadosamente quando se usa

escória é sua vitrificação, pois as suas propriedades hidráulicas estão estreitamente

ligadas a essa característica. Se a temperatura da escória estiver um pouco baixa,

significando que alguns cristais poderiam estar presentes na fase fundente, quando

o resfriamento rápido, a escória pode tornar-se menos reativa do que outra mais

quente que seria mais vitrificada. Escórias bem resfriadas podem ter uma cor

amarela pálida, bege ou cinza, enquanto escórias frias têm uma cor mais escura

variando do cinza escuro até o marrom escuro (Aiticin, 2000).

Um modo fácil de verificar se a escória foi bem resfriada é obter difratogramas de

raios X. Na ausência de quaisquer cristalóides, o diagrama apresenta uma crista

centrada no pico principal da melilita (Aiticin, 2000).

A escória pode ser misturada com o cimento depois da moagem do clínquer ou junto

como o clínquer, ou então ser vendida separadamente aos produtores de concreto,

como material cimentício suplementar. Materiais misturados são mais comuns na

Europa, enquanto o uso de escória como um ingrediente à parte prevalece na

América do Norte (Aiticin, 2000).

A adição de escória em misturas de cimento Portland geralmente reduz a demanda

de água e melhora a trabalhabilidade do concreto. Os grãos de escória apresentam

superfície limpa e lisa, apesar da forma angulosa, com planos de deslizamento que

favorecem a trabalhabilidade, auxiliada também pela menor velocidade de

hidratação. A exsudação do concreto é reduzida com o emprego de escória com

elevada finura. O calor de hidratação diminui com o aumento do teor de escória,

sendo significativo o decréscimo para 70% da adição. Para outros teores de adição

(85%), o calor aumenta com o aumento da relação água/aglomerante e com a finura

da escória. O decréscimo da finura da escória retarda o pico da curva do calor de

hidratação, diminuindo também o seu valor, entretanto, relatam que a finura da

Page 36: Cad   concreto de alto desempenho

36

escória parece não influenciar significativamente na elevação adiabática da

temperatura do concreto.

5.3.3 Cinza volante

Cinzas volantes são partículas pequenas coletadas pelos sistemas antipó das usinas

de energia que queimam carvão. Cinzas volantes podem ter composição química e

de fases diferentes, pois estão relacionadas exclusivamente com a quantidade de

impurezas contidas na queima do carvão na usina de energia. O carvão da mesma

jazida usado na mesma usina produzirá quase a mesma cinza volante. Todavia, a

composição química das cinzas volantes de diferentes usinas pode variar (Aiticin,

2000).

Do ponto de vista físico, as cinzas volantes podem também ser muito diferentes

umas das outras. Elas podem aparecer como partículas esféricas simples, com uma

distribuição granulométrica similar à do cimento Portland, ou podem conter algumas

cenosferas, isto é, esferas ocas. Em alguns casos, elas podem também conter

partículas angulosas (Aiticin, 2000).

Do ponto de vista químico, as diferentes cinzas volantes disponíveis podem ser

classificadas em grandes famílias; por exemplo, a ASTM reconhece dois tipos de

cinzas volantes na sua Especificação C618-94a para Cinzas Volantes de Carvão e

Pozolana Crua ou Calcinada para Uso como Adições Minerais em Concreto de

Cimento Portland: Cinza Volante Classe F e Classe C. A cinza volante Classe F é

usualmente produzida em usinas de energia queimando antracito ou carvão sub-

betuminoso extraído, por exemplo, da parte leste dos EUA. De outro lado, a cinza

volante Classe C é produzida pela queima da lignita ou de carvão betuminoso, por

exemplo, das regiões sul e oeste dos EUA. Essas cinzas volantes são

caracterizadas por um teor elevado de cálcio (Aiticin, 2000).

Na frança, as cinzas volantes são classificadas em três grupos: as sílico-aluminosas,

que correspondem basicamente à classe F da ASTM, as sílico-cálcicas, que

Page 37: Cad   concreto de alto desempenho

37

correspondem basicamente à Classe C e as sulfo-cálcicas, que têm ao mesmo

tempo um alto teor de cálcio e um alto teor de enxofre (Aiticin, 2000).

A despeito dos méritos dessas diferentes classificações, não é sempre fácil

classificar uma dada cinza volante numa particular categoria e predizer o seu

comportamento pozolânico. Descobriu-se que a maioria das cinzas volantes são

materiais pozolânicos, mas que algumas podem não ser, enquanto outras são

autocimentícias (Aiticin, 2000).

Em todo caso, para participar em qualquer reação pozolânica, uma determinada

cinza volante deve conter uma quantidade significativa de material vítreo e a melhor

maneira de verificar isso é fazer um difratograma de raios X (Aiticin, 2000).

5.4 Classes do concreto de alto desempenho

A divisão dos concretos de alto desempenho em cinco classes não é tão arbitrária

como parece à primeira vista, mas deriva de uma combinação da experiência com o

atual estado da arte. Essa classificação pode converter-se em norma em futuro

próximo, à medida que se desenvolve a nossa compreensão dos diferentes

fenômenos envolvidos na produção do concreto de alto desempenho. A faixa de alta

resistência tem sido dividida em cinco classes correspondendo a incrementos de 25

Mpa (Aiticin, 2000).

Tabela 5-6 – Classes diferentes de concreto de alto desempenho (Aiticin, 2000).

Resistência à compressão (Mpa) 50 75 100 125 150

Classe de concreto de alto desempenho I II III IV V

A classe I representa um concreto de alto desempenho tendo a resistência à

compressão entre 50 e 75 Mpa, a classe II entre 75 e 100 Mpa, a classe III entre 100

e 125 Mpa, a classe IV entre 125 e 150 Mpa e a classe V acima de 150 Mpa (Aiticin,

2000).

Page 38: Cad   concreto de alto desempenho

38

Para ser um pouco mais preciso, essas resistências à compressão correspondem a

valores médios obtidos aos 28 dias, com corpos-de-prova cilíndricos de 100x200

mm, curados sob as condições de norma usadas para concretos usuais. Essas não

são resistências especificadas ou de projeto, pois o desvio padrão da produção

concreto tem que ser levado em consideração (Aiticin, 2000).

5.5 Métodos de dosagem do cad

De acordo com Aiticin (2000), diversos métodos têm sido propostos para calcular as

proporções de uma mistura de concreto de alto desempenho. Os três abordados são

o proposto pela Comissão ACI 363 para concretos de alta resistência, o proposto por

de Larrard em 1990 e o método simplificado apresentado por Mehta and Aїtcin

(1990).

5.5.1 Dosagem de concreto de alto desempenho

A dosagem é a forma utilizada para se determinar as proporções dos materiais

constituintes necessários para a produção de um concreto que atenda a

determinadas propriedades pré-fixadas. Estas propriedades são, em geral,

resistência mecânica, durabilidade e trabalhabilidade (Cordeiro, 2001).

Segundo Helene e Terzian (1992) a dosagem pode ser entendida como o

proporcionamento adequado dos materiais constituintes, como o atendimento das

seguintes condições principais:

• Exigências de projeto;

• Condições de exposição e operação;

• Tipo de agregado disponível economicamente;

• Técnicas de execução;

• Custo.

Para Mehta e Monteiro (1994) o proporcionamento de materiais é mais uma arte que

uma ciência, tendo em vista a complexidade de fatores envolvidos, os quais exigem

Page 39: Cad   concreto de alto desempenho

39

um amplo conhecimento das propriedades do concreto. Rougeron e Aïtcin (1994)

apud Cordeiro (2001) compartilham desta opinião, porém destacam que os

princípios básicos para o proporcionamento do concreto devem ser bem conhecidos,

e a tecnologia atual oferece muitos meios para a sua obtenção.

Segundo Cordeiro (2001), diversos métodos têm sido propostos e utilizados na

dosagem e na quantificação do concreto de alto desempenho, dentre os quais

destacam-se os sugeridos por: de Larrard (1990); Mehta e Aïtcin (1990); ACI 363

(1993); Rougeron e Aïtcin (1994); Domone e Soutsos (1994); Day (1996); O´Reilly

(1998); Bharatkumar et al. (2001). Aïtcin (1998) apud Cordeiro (2001) comenta que a

diversidade de trabalhos sobre dosagem resulta do fato do concreto estar se

tornando um material mais complexo do que uma simples mistura de cimento,

agregados e água, e é cada vez mais difícil predizer suas propriedades

teoricamente.

Carino e Clifton (1991) apud Cordeiro (2001) enfatizam a maior complexidade no

proporcionamento de materiais para o concreto de alto desempenho, quando

comparado com métodos tradicionais de dosagem de concretos convencionais (20

MPa a 40 Mpa). Conforme Cordeiro (2001), o uso de materiais pozolânicos em

combinação com o cimento Portland é freqüente. Os agregados devem ser

cuidadosamente selecionados para a obtenção de alta resistência e/ou alto módulo

de elasticidade. Aditivos químicos são necessários para garantir a trabalhabilidade

do concreto e elevar sua durabilidade.

O´Reilly (1998) apud Cordeiro (2001), comenta que um dos objetivos fundamentais

de um processo de dosagem é criar uma metodologia que considere as condições

próprias de cada lugar e os recursos materiais disponíveis, para atingir

características pré-definidas, sem, obviamente, elaborar regras gerais de aplicação

do concreto.

Page 40: Cad   concreto de alto desempenho

40

5.6 Processando o concreto de alto desempenho De acordo com o ACI 363 (1991) apud Cordeiro (2001) os meios normalmente

utilizados para a produção do concreto de alto desempenho são semelhantes aos

utilizados nos concretos usuais. Entretanto, a escolha e o controle dos materiais são

mais críticos para o concreto de alto desempenho, na medida em que a relação

água/aglomerante é baixa. Aïtcin (1998) apud Cordeiro (2001) comenta que a

participação do concreto de alto desempenho no mercado ainda é muito pequena,

razão pela qual não se justifica o uso de técnicas diferenciadas para a produção, o

transporte e o seu lançamento, exceto em aplicações especiais.

5.7 Mistura O concreto de alto desempenho pode ser produzido tanto na obra quanto em usinas

concreteiras. Devem ser observados, no entanto: o tipo de balança utilizada para

cada material, a umidade dos agregados, as condições climáticas do local de

concretagem, o tipo de misturador e o tempo de mistura (ACI 363, 1991 apud

Cordeiro, 2001).

De acordo com Aïtcin (1998) apud Cordeiro (2001), o tempo de mistura é

usualmente maior para o concreto de alto desempenho do que para concretos

usuais. Devido a diversidade dos materiais empregados na confecção de um

concreto é difícil formular regras específicas para a mistura. A introdução do

superplastificante na mistura deve ser também avaliada para obter a maior

eficiência. 5.8 Transporte O transporte do concreto deve ser efetuado o mais rápido possível a fim de

minimizar os efeitos de enrijecimento e perda de trabalhabilidade. O método e

equipamento utilizados devem levar em conta aspectos econômicos e técnicos de

forma a assegurar que o concreto não irá segregar-se. As condições de uso, os

materiais utilizados, o acesso a obra, a capacidade requerida, o tempo de entrega e

Page 41: Cad   concreto de alto desempenho

41

as condições climáticas, são alguns fatores que interferem na escolha do método e

equipamento adotado para o transporte (Cordeiro, 2001).

Segundo Mehta e Monteiro (1994) o principal problema enfrentado durante o

transporte do concreto de alto desempenho é a perda de consistência ou fluidez com

o tempo. Isto é resolvido com dosagens repetidas de aditivos superplastificantes ou

com o uso de aditivo retardador de pega. A utilização de dosagens sucessivas de

superplastificantes deve ser utilizada com cautela com relação a segregação do

concreto. Testes de compatibilidade entre o aditivo retardador e o superplastificante

devem ser efetuados para assegurar o máximo tempo possível da trabalhabilidade

requerida em projeto.

5.9 Lançamento O lançamento do concreto de alto desempenho pode ser realizado segundo os

métodos tradicionalmente usados, como linhas de bombeamento, guindastes,

caçambas e correias transportadoras. O lançamento, em geral, é mais simples

quando comparado com concretos usuais, devido a maior trabalhabilidade do

concreto de alto desempenho, promovida pelo uso de superplastificantes e aditivos

minerais (Cordeiro, 2001).

5.10 Adensamento Segundo Cordeiro (2001) a finalidade do adensamento é alcançar a maior

compacidade possível da massa de concreto. O ACI 363 (1991) apud Cordeiro

(2001) recomenda que a vibração mecânica interna seja utilizada para concreto de

alto desempenho. Usualmente o concreto de alto desempenho apresenta um

abatimento alto. Acredita-se então que não há necessidade de vibração intensa.

Porém devido à sua consistência viscosa e alta coesão, grandes bolsas de ar e

bolhas ficam aprisionadas e devem ser eliminadas pelo adensamento (Aitcin, 1998

apud Cordeiro, 2001). Mehta (1996) apud Cordeiro (2001) destaca que a vibração

adequada faz com que o excesso de água na mistura seja levado para a superfície

onde é perdido por evaporação.

Page 42: Cad   concreto de alto desempenho

42

5.11 Cura A cura, um dos procedimentos mais críticos na confecção de um concreto, tem como

função principal manter a umidade da mistura durante o período de hidratação dos

materiais cimentícios, além de minimizar a retração. A cura em concreto de alto

desempenho é altamente recomendada em função da baixa relação

água/aglomerante e alto teor de materiais cimentícios, sendo essencial para garantir

a durabilidade adequada de superfícies expostas, desenvolvimento das resistências

mecânicas e controle da fluência e retração. Sabe-se que a falta de uma cura

adequada pode influenciar negativamente na qualidade final do concreto,

independente dos cuidados com preparo, transporte, lançamento e adensamento

(Cordeiro, 2001).

As adições minerais trazem como conseqüência o refinamento dos poros da pasta

de cimento e da zona de transição por meio de suas ações de densificação e de

atividade pozolânica (Mehta e Monteiro, 1994). Desta forma, o concreto de alto

desempenho pode alcançar uma estrutura porosa descontínua e de baixa

permeabilidade com poucos dias de hidratação, reduzindo o tempo de cura quando

comparado com o concreto convencional (Cordeiro, 2001). Aïtcin (1998) apud

Cordeiro (2001) considera 7 dias como um período longo para reduzir drasticamente

a retração do concreto. Em todo caso Cordeiro (2001) conclui que a cura com água

nunca deve ser inferior a 3 dias.

Ramezanianpour e Malhotra (1995) apud Cordeiro (2001) estudaram o

comportamento de diferentes concretos com adições minerais (escória de alto-forno,

cinza volante e sílica ativa), com relação água/aglomerante de 0,50, em diferentes

tipos de cura: cura úmida após desmoldagem; cura a temperatura ambiente; cura a

temperatura ambiente após 2 dias de cura úmida; e cura a temperatura de 38º C

com umidade relativa do ar de 65%. Os concretos com cura úmida apresentam,

após 180 dias, melhores resultados de resistência à compressão, permeabilidade e

penetração de cloretos. Já os concretos que não receberam cura após

desmoldagem foram os que mostraram piores desempenhos nas propriedades.

Page 43: Cad   concreto de alto desempenho

43

6 ESTUDO DE CASO

6.1 Edifício e-tower

Dados:

Proprietário: Incorporadora Munir Abbub

Construção: Tecnum Construtora

Tecnologia do Concreto: Eng. Paulo Helene e Concreto Engemix

Projeto Estrutural: França & Associados

Arquitetura: Aflalo & Gasperine

O E-tower possuí 162 m de altura (do piso do 4° subsolo à cobertura) com 42

pavimentos onde serão instalados escritórios de altíssimo padrão, 800 vagas de

garagem, auditório, heliponto, dois restaurantes, academia de ginástica, piscina

semi-olímpica aquecida na cobertura, 15 elevadores, 2 escadas rolantes, geradores

para suprimento de 100% de energia do prédio, ar condicionado central com volume

de ar variável (VAV), piso elevado nas áreas de escritório, sistemas inteligentes de

automação e supervisão predial, totalizando 52.000 m² de área construída

(Hartmann e Helene, 2005).

As dimensões deste projeto oferecem uma idéia dos esforços que os pilares e

fundação estariam submetidos: a sapata principal do edifício possui área de 392 m²,

consumindo um volume de concreto de 805 m³, suficiente para executar um edifício

de 4.000 m². Os pilares que se apóiam nesta sapata gigante possuem carga total de

27.000 toneladas. Na fachada norte, o arquiteto criou uma malha em que os pilares

aparecem a cada 5 m, tomando esta medida como múltiplo de 1,25 m, a cada quatro

módulos. Estes pilares suportam cargas bastante altas, que oscilam entre 1380 e

1820 toneladas, as quais exigem seções resistentes próximas a 0,9 m x 0,9 m, para

concreto de fck 40 MPa, valor que foi empregado para todo edifício (Hartmann e

Helene, 2005).

Page 44: Cad   concreto de alto desempenho

44

Figura 6.1 – Concretagem da “super” sapata, concreto com gelo

(Hartmann e Helene, 2005)

No entanto, por especificações de projeto, nas vagas de estacionamento era

indispensável que as dimensões máximas destes elementos estruturais não

ultrapassem a 0,7 m x 0,6 m, devido a uma grande razão:

As distâncias entre pilares não podiam ser inferiores a 4,2 m, para permitir a

existência de 2 espaços de estacionamento entre eles, sendo a distância de 4,40 m

o mais aconselhável. Cabe lembrar que nessa região da cidade (Vila Olímpia) a

questão estacionamento é essencial (Hartmann e Helene, 2005).

6.1.1 Fôrmas

A obra foi subdividida nos setores A, B e C o setor B primeiro a ser executado,

composto de 3 lajes de Sub-Solos, Térreo, Mezanino, 1° e 2° Pavimento com

fornecimento de aproximadamente 3.500 m² de painéis para formas. O estudo e

detalhamento dos projetos específicos foram realizados visando não apenas o

aproveitamento vertical das fôrmas no setor B, como também o aproveitamento

futuro no setor C, bloco com características estruturais, semelhantes ao setor B e em

fase de execução. Além de todo detalhamento dos projetos, a obra teve

acompanhamento permanente de técnicos, durante as montagens, concretagens e

desformas, buscando garantir além do correto aproveitamento dos painéis, o

Page 45: Cad   concreto de alto desempenho

45

cumprimento do cronograma imposto pela obra. (Hartmann e Helene, 2005).

Nos setores B e C, adotou-se o procedimento de montagem total das fôrmas, para

concretagem inicialmente dos pilares e numa segunda etapa das vigas e lajes

(Hartmann e Helene, 2005).

Apesar da existência de grua, os painéis foram dimensionados de modo a permitir o

manuseio sem dificuldades (Hartmann e Helene, 2005).

No setor A, bloco principal composto de torre com 42 pavimentos, da mesma

maneira que nos 2 outros setores, houve a preocupação de um estudo de fôrmas,

visando o maior número possível de utilizações, tendo sido fornecidos

aproximadamente 7.500 m² (Hartmann e Helene, 2005).

Em função das características estruturais e, particularmente, às dimensões dos

pilares, principalmente daqueles do núcleo, optou-se pela concretagem dos pilares

"solteiros" e posterior montagem e concretagem das vigas e lajes. Os painéis foram

dimensionados e estruturados de tal forma a permitir sua fácil montagem e desforma

com a utilização da grua (Hartmann e Helene, 2005).

6.1.2 Concreto

O concreto de mais alta resistência já empregada em obra no Brasil foi empregado

na concretagem de 5 (cinco) pilares de 7 pavimentos com uma resistência média a

compressão de 125 MPa. 0 concreto de altíssimo desempenho empregado foi

pigmentado na cor terracota. Na Figura 6.2 esta apresentado um pilar de 125 MPa

do subsolo comparado ao pilar de 40 MPa também do subsolo. Adotar uma

resistência maior permitiu a redução da seção dos pilares contribuindo para o

cumprimento das exigências arquitetônicas (Hartmann e Helene, 2005).

Page 46: Cad   concreto de alto desempenho

46

Figura 6.2 – (a) Pilar de alto desempenho do subsolo, comparado com (b) pilar

com fck 40 MPa também do sub-solo. A redução da dimensão permite cumprir as

exigências arquitetônicas (Hartmann e Helene, 2005)

Para a obtenção de uma resistência tão alta como a alcançada, é necessário um

controle rigoroso desde a seleção dos materiais a serem empregados, passando

pela cuidadosa proporção dos materiais (dosagem de cimento, areia, pedra, água e

aditivos), até a chegada do concreto na obra e seu lançamento e adensamento nas

formas. No que diz respeito aos materiais empregados deve-se verificar a

compatibilidade entre o tipo de cimento e os aditivos empregados e a qualidade dos

agregados. Na obra, os cuidados são referentes aos processos de lançamento, de

adensamento (vibração do concreto), de cura e de desforma. No caso da obra do

edifício e-Tower, toda a água da mistura foi substituída por gelo para garantir a

temperatura ideal de lançamento e evitar superaquecimento e fissuração posterior

devido ao calor liberado pela reação química entre o cimento e a água. Para

viabilizar técnica e economicamente a execução de tal concreto, foram empregados

aditivos superplastificantes de ultima geração que garantiram a plasticidade do

concreto com baixos consumos de água (relação água/cimento torno de 0,20)

(Hartmann e Helene, 2005).

Page 47: Cad   concreto de alto desempenho

47

Após a seleção dos materiais, o traço foi confeccionado com a dosagem

apresentada na Tabela 6.1.

Tabela 6-1 – Materiais empregados no HPCC.

Cimento CP V – ARI 1,0 Agregado graúdo Brita 1 - Basalto 1,65

Agregado miúdo Areia quartzosa

itaporanga 0,88

Pigmento Óxido de ferro

Bayer 4%

Sílica ativa ou metacaulim Silmix ou

Metacaulim 15%

Aditivos Superplastificante com base de

policarboxilatos 1%

Estabilizador de hidratação 0,5%

Fonte: Hartmann e Helene.

6.1.3 Mistura

A mistura do concreto era realizada na Engemix de Taboão da Serra (SP), por ser

um local de menor movimento de caminhões betoneira o que possibilitava um

controle mais rigoroso dos materiais empregados. Eram controladas as temperaturas

dos materiais e a umidade dos agregados em todas as concretagens.

O aditivo superplastificante e o aditivo estabilizador de hidratação eram dosados na

central de concreto e toda a água do traço foi substituída por gelo, o que permitiu

que a temperatura do concreto permanecesse em torno dos 21° C na obra, onde a

temperatura ambiente estava entre 25° C e 31°C (a maioria das concretagens foi

executada no verão). A Figura 6.3 apresenta a colocação destes materiais no

caminhão betoneira (Hartmann e Helene, 2005).

Page 48: Cad   concreto de alto desempenho

48

Fonte: Hartmann e Helene.

(a) (b)

Figura 6.3 – (a) colocação do aditivo superplastificante (b) Colocação do gelo.

(Hartmann e Helene, 2005)

6.1.4 Transporte do concreto

O transporte da central até a obra durava em torno de 50 minutos. Na maioria das

concretagens foram empregados dois caminhões betoneira, cada um com 4 metros

cúbicos de concreto, o que possibilitava a concretagem dos cinco pilares (Hartmann

e Helene, 2005).

6.1.5 Lançamento e adensamento

A concretagem dos pilares foi realizada com caçambas e gruas, o adensamento feito

com vibrador mecânico de imersão e com martelos de borracha nas faces das

formas. Devido ao alto consumo de cimento, uso de sílica ativa, pigmento e aditivo

superplastificante e ainda de uma baixíssima relação água/cimento este concreto

apresentou alto grau de coesão e em nenhum momento foi observada a segregação

da mistura, permitindo assim, a descarga do concreto sem interrupções. A Figura 6.4

apresenta o lançamento do concreto com caçamba e grua. (Hartmann e Helene,

2005)

Page 49: Cad   concreto de alto desempenho

49

Fonte: Hartmann e Helene.

Figura 6.4 – Lançamento do concreto com a

caçamba e grua.

6.1.6 Cura

As fôrmas permaneceram por aproximadamente 72 horas, e quando foram retiradas

observou-se que nenhum pilar apresentou falhas de concretagem tais como

"bicheiras" ou ninhos. (Hartmann e Helene, 2005).

6.1.7 Controle da qualidade

Um controle tecnológico rigoroso foi conduzido em obra e em laboratório para

garantir que as exigências de projeto fossem atingidas. O controle de qualidade foi

realizado pela Testin e confirmado esporadicamente pela ABCP e pelo IPT.

Para o controle da qualidade realizado pela ABCP foram moldados corpos-de-prova

para a realização de ensaios nos concretos de alta resistência (fck 125 MPa) e nos

concretos de fck igual a 35 MPa (também empregados na obra e-Tower), cujos

resultados encontram-se na Tabela 6.2.

Tabela 6-2 – Comparação dos resultados dos ensaios realizados pela ABCP para os concretos de

Page 50: Cad   concreto de alto desempenho

50

125 MPa e 35 MPa (resistências empregadas na obra e-Tower)

Propriedades

HPCC

125 MPa

(fck = 115 MPa)

Concreto com

33 MPa

(fck = 25 MPa)

Resistência à

Compressão axial

NBR 5739

7 dias 111 MPa 18 MPa

28 dias 125 MPa 33 MPa

63 dias 141 MPa 37 MPa

91 dias 155 MPa 40 MPa

Módulo de

Deformação

NBR 7583

28 dias 47 GPa 33 GPa

Resistência à

Compressão diametral

NBR 7222

28 dias 10 MPa 3,3 MPa

Profundidade de

Carbonatação

25 ºC, UR 65%, CO2 5%

91 dias zero 28 mm

Determinação da

absorção de água,

massa específica e

índice de vazios

NBR 9778

Absorção após imersão (%) 0,35 % 5,1 %

Absorção após imersão e

fervura (%) 0,41 % 5,8 %

Índice de vazios após

saturação (%) 1,00 % 13,2 %

Índice de vazios após

saturação e fervura (%) 1,10 % 15,1 %

Massa específica da amostra

seca (g/cm³) 2.500 kg/m³ 2.320 kg/m³

Absorção de água por

capilaridade

NBR 9779

Absorção de água por

capilaridade, após 72 h (g/cm²) 1,20 kg/m² 12,0 kg/m²

Ascensão capilar máxima

interna, após 72 h (mm) 0 mm 99 mm

Penetração de íons cloretos (ASTM C 1202) – Carga

passante (C) 43 C 8.000 C

Determinação da velocidade de propagação de onda

ultra-sônica NBR 8802 (m/s) 4.950 m/s 3.250 m/s

Índice Esclerométrico ASTM C 85 52 % 27 %

Page 51: Cad   concreto de alto desempenho

51

7 ANÁLISE OU COMPARAÇÃO/CRÍTICA São muitas as vantagens praticas do uso do CAD: a redução da área da seção dos

pilares e conseqüente ganho de área útil nos pavimentos (no caso do CAD do e-

tower, uma vaga de estacionamento tem um custo aproximado de U$ 5.000. Com o

emprego do CAD nesta obra foi possível um ganho de 16 vagas a mais, o que

equivale a quase U$ 80.000, de acordo com os dados fornecidos pela Tecnum).

Com as peças estruturais de menores dimensões, economiza-se no volume do

concreto, na área de fôrma e na mão-de-obra de execução (redução de 52% do

volume de concreto a ser empregado nos pilares, representando uma economia de

aproximadamente 7%, quando comparado ao uso de um concreto de fck 40 MPa).

Concretos de alto desempenho apresentam reduzida relação água/cimento (relação

entre a massa de água e a massa de cimento do concreto), proporcionando a

obtenção de concretos mais duráveis, menos permeáveis e menos porosos. Com a

redução da relação água/cimento, as resistências são maiores e o prazo de

desforma da estrutura pode ser menor.

O CAD empregado no e-Tower além de todas as características acima citadas ainda

garantiu a facilidade de execução apesar da reduzida relação água/cimento, o uso

de aditivos superplastificantes de ultima geração permitiu ao concreto elevada

trabalhabilidade, e o uso de aditivo estabilizador de hidratação e de gelo

contribuíram para a manutenção desta trabalhabilidade, facilitando a descarga em

obra, o lançamento do concreto nos pilares (com caçamba) e resultando em um

perfeito acabamento (não foram observados ninhos de concretagem nos pés dos

pilares decorrente da má compactação).

Page 52: Cad   concreto de alto desempenho

52

8 CONCLUSÕES O CAD tem se desenvolvido muito nos últimos anos no Brasil e no exterior. O seu

crescente uso se deve às excelentes características que superam as dos concretos

convencionais, entre as quais podem ser citadas no concreto no estado endurecido:

resistências elevadas (inicial e final), elevada durabilidade devido a redução da

permeabilidade e ainda excelentes características apresentadas no concreto no seu

estado fresco tais como baixa segregação e exsudação, trabalhabilidade elevada e

manutenção da trabalhabilidade.

No estudo de caso foi concluído que a utilização do CAD foi de muita importância

para o aumento da área útil do estacionamento e consequentemente com o ganho

de vagas, vale concluir que o CAD tem um valor muito elevado em relação a

concretos convencionais sendo que seu uso só terá vantagens em obras que a

relação custo x beneficio valera a pena.

Page 53: Cad   concreto de alto desempenho

53

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55

APÊNDICE

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56

ANEXO