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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Marcus Lessandro Costa Delazzeri

Concreto Leve de Alto Desempenho (CLAD)

Avaliação do fator de eficiência

FEIRA DE SANTANA

2010

1

Marcus Lessandro Costa Delazzeri

Trabalho de conclusão de curso

apresentado ao Curso de Engenharia

Civil,do Departamento de Tecnologia da

Universidade Estadual de Feira de Santana,

como parte dos requisitos para a aprovação

na disciplina Projeto Final II.

Orientador: Prof º. Msc Eduardo Antônio Lima Costa

FEIRA DE SANTANA

2010

2

MARCUS LESSANDRO COSTA DELAZZERI

CONCRETO LEVE DE ALTO DESEMPENHO (CLAD)

AVALIAÇÃO DO FATOR DE EFICIÊNCIA

Trabalho de conclusão de curso apresentado como exigência para a

aprovação na disciplina Projeto Final II do curso de Engenharia Civil,da

Universidade Estadual de Feira de Santana.

Feira de Santana , 27 de julho de 2010.

____________________________________________________________

Prof º. Msc. Antonio Freitas da Silva Filho

Universidade Estadual de Feira de Santana

____________________________________________________________

Prof º. Esp. Carlos Antônio Alves Queirós


____________________________________________________________

Orientador: Prof º. Msc. Eduardo Antônio Lima Costa


3

Dedico este trabalho

À minha mãe, pelo exemplo de vida transmitido, ensinando-me

o caminho a percorrer, pelo seu espírito de luta e amor

Ao meu pai ,que me ajuda nos momentos difíceis

Aos meus amigos, pela amizade e pelo companheirismo de

todos os dias

Especialmente a José Juventino Neto e a Dásio Câmara Neto

irmão me dados pela vida

E as oportunidades que tive na vida,como estudar e estagiar.

4

AGRADECIMENTOS

Ao meu Deus, que está acima de tudo e me mostrou os caminhos corretos a

seguir,me iluminando cada dia de minha vida.

Ao professor Msc. Eduardo Antônio Lima Costa pela orientação, compreensão

durante todo o desenvolvimento do trabalho, credibilidade depositada em mim e

principalmente pelo respeito ao longo da concretização desse trabalho.

À Professora Engª. Eufrosina de Azevedo Cerqueira pela colaboração e ensino

transmitidos.

À Universidade Estadual de Feira de Santana, pela bagagem de conhecimento

que hoje carrego.

A todos os amigos, pela influência que exercem no meu dia a dia e,

principalmente, pelo carinho e respeito, um muito obrigado!

5

“O espaço e o tempo estão interligados.

Não podemos olhar para o espaço à frente sem olhar para trás no tempo.”

(Carl Sagan)

6

RESUMO

O trabalho trata do tema Concreto Leve de Alto Desempenho (CLAD) , tendo

como objetivo analisar e estudar as características físico-mecânicas do concreto leve de

alto desempenho,sendo apresentado por meio de revisão bibliográfica e ensaios de

laboratório.

Ensaios estes para caracterizar os materiais,determinar a resistência a

compressão axial e a massa específica,para assim definir o fator de eficiência dos traços

estudados.Sendo necessário que os traços ensaiados obtenham uma trabalhabilidade de

180 + 10mm,uma resistência de 40MPa aos 28 dias e massa especifica inferior a

1600Kg/m³.Concluindo assim que os traços estudados possuem ou não um fator de

eficiência acima de 25 MPa.dm³/Kg.

PALAVRAS-CHAVE : Concreto Leve de Alto Desempenho ; Fator de

Eficiência ; Resistência ; Trabalhabilidade.

7

ABSTRACT

The work deals with the issue of High Performance Lightweight Concrete

(CLAD), aiming to analyze and study the physical and mechanical properties of

concrete and lightweight high-performance, were presented by means of literature

review and laboratory tests.

Tests to characterize these materials determine the axial compressive strength

and density, thus defining the efficiency factor of the traits necessary for studied. Being

traits tested to obtain a working time of 180 + 10mm, a strength of 40MPa at 28 days

and bulk density of less than 1600kg / m³. Completing the traits studied so students have

an efficiency factor above 25MPa.dm³/kg.

KEY WORDS: Concrete Lightweight High Performance, Efficiency Factor; Resistance;

Workability.

8

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ACI - American Concrete Institute

ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland

CAD – Concreto de Alto Desempenho

CLAD – Concreto Leve de Alto Desempenho

CLE – Concreto Leve Estrutural

MEV – Microscopia Eletrônico de Varredura

MOT - Microscopia Ótica de Transmissão

PCM – Concreto Modificado com Polímero

UEFS – Universidade Estadual de Feira de Santana

9

LISTA DE FIGURAS

Figura 01–Lançamento do U.S.S. Selma,junho de 1919,Alabama................................19

Figura 02 – Edifícios projetados e executados com Concreto Leve de Alto Desempenho

(CLAD)-BMW Building;Standart Bank;Australia Square Tower;Park Regis................20

Figura 03 – Diferença de coloração entre a microssilica e outros componentes do

cimento Portland. ............................................................................................................26

Figura 04 – Passos para a realização correta do ensaio de abatimento. ........................27

Figura 05 – Medição de abatimento em milímetros do concreto com auxilio de trena

metálica. ..........................................................................................................................28

Figura 06 – Micrografia (MEV) da zona de transição agregado-matriz........................31

Figura 07 – Micrografia (MOT) da zona de transição agregado-matriz........................31

Figura 08 – Pesagem do cimento Nassau. .....................................................................38

Figura 09 – Cimento e adições pesados e separados por traço. .....................................39

Figura 10 – Detalhe dos constituintes preparados para mistura no laboratório de

dosagem..... .....................................................................................................................39

Figura 11 – Mistura do concreto em betoneira...............................................................40

Figura 12 – Corpos de prova desmoldados....................................................................41

Figura 13 – Corpos de prova na câmara úmida..............................................................42

Figura 14 – Corpos de prova capeados com enxofre.....................................................42

Figura 15 – Paquímetro digital.......................................................................................43

Figura 16 – Prensa hidráulica.........................................................................................43

Figura 17 – Gabinete da prensa hidráulica.....................................................................44

Figura 18 – Corpo de prova rompido. .........................................................................44

10

LISTA DE TABELAS

Tabela 01 – Análise química do cimento.......................................................................34

Tabela 02 – Propriedades Físicas e Químicas................................................................35

Tabela 03 - Características dos agregados......................................................................35

Tabela 04 – Traços Utilizados........................................................................................36

Tabela 05 – Quantidade em massa dos materiais...........................................................37

Tabela 06 – Quantidade de Superplastificante...............................................................38

Tabela 07 – Abatimento dos traços................................................................................40

Tabela 08 – Resistência dos traços ensaiados.................................................................46

Tabela 09 – Ensaio de Massa Específica........................................................................47

Tabela 10 – Valores dos Fatores de Eficiência..............................................................48

11

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 14

1.1 JUSTIFICATIVA ........................................................................................... 15

a) Redução do Peso dos Elementos Estruturais Influenciando na Redução das

Dimensões das Fundações ......................................................................... 16

b) Redução do Consumo de Aço dos Elementos Estruturais ...................... 16

c) Maior Durabilidade .............................................................................. 16

1.2 OBJETIVOS .................................................................................................. 17

1.2.1 Objetivo Geral ................................................................................. 17

1.2.2 Objetivo Específico ......................................................................... 17

1.3 METODOLOGIA .......................................................................................... 18

1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA ............................................................. 18

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................... 19

2.1 TIPOS DE CONCRETO .......................................................................... 21

2.1.1 Concreto Leve Estrutural (CLE) ....................................................... 21

2.1.2 Concreto de Alto Desempenho(CAD) ................................................ 22

2.1.3 Concreto Leve de Alto Desempenho(CLAD) ..................................... 22

2.2 TIPOS DE ADITIVOS E ADIÇÕES ......................................................... 23

2.2.1 Aditivos Químicos ........................................................................... 23

2.2.1.1 Superplastificantes .................................................................. 24

2.2.2 Agregados Leves .............................................................................. 24

2.2.2.1 Sílica Ativa ............................................................................. 25

2.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO ......................................................... 26

2.3.1 Trabalhabilidade .............................................................................. 26

12

2.3.2 Resistência ...................................................................................... 28

2.3.3 Durabilidade .................................................................................... 28

2.3.4 Fator Água-Cimento ........................................................................ 29

2.3.5 Zona de Transição entre o Agregado Leve e a Matriz de Cimento ..... 30

2.3.6 Massa Específica ............................................................................ 31

3 MATERIAIS EMPREGADOS E APRESENTAÇÃO DA

METODOLOGIA ............................................................................................... 33

3.1 MATERIAIS EMPREGADOS ...................................................................... 33

3.1.1 Aglomerante .................................................................................... 33

3.1.2 Agragado Miúdo .............................................................................. 34

3.1.3 Silíca Ativa ..................................................................................... 34

3.1.4 Argila Expandida ............................................................................. 35

3.1.5 Superplastificante ............................................................................ 35

3.2 METODOLOGIA .......................................................................................... 36

3.2.1 Determinação dos Traços ................................................................. 36

3.2.2 Dosagem ......................................................................................... 38

3.2.3 Mistura ........................................................................................... 39

3.2.4 Moldagem ....................................................................................... 40

3.2.5 Cura ................................................................................................ 41

3.3 ENSAIOS NO ESTADO ENDURECIDO .................................................... 42

3.3.1 Resistência a Compressão Axial ....................................................... 42

3.3.2 Massa Específica ............................................................................. 45

4 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS ................................................... 46

4.1 RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO AXIAL ................................................. 46

13

4.2 MASSA ESPECÍFICA .................................................................................. 47

4.3 FATOR DE EFICIÊNCIA ............................................................................. 48

5 ANÁLISE E CONCLUSÃO DOS RESULTADOS ..................................... 49

REFERÊNCIAS ................................................................................................. 50

14

1. INTRODUÇÃO

O cimento Portland que começa a sua história com o seu patenteamento por

Joseph Aspdin (1824) , que recebeu esse nome por apresentar cor e propriedades de

durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland , seguidos por

Johnson (1845) que desenvolveu o cimento atual com a adição de gesso na sua mistura ,

depois veio Lambot (1849) com a primeira aplicação para o cimento , um barco em

argamassa armada (mistura de cimento,agregado miúdo,tela metálica e água).

A história se segue com Monier (1861) que desenvolveu objetos e patentes em

argamassa armada,seguido por Hyatt (1877) que pediu a patente para viga em concreto

armado (mistura de cimento, água, agregados miúdos e graúdos).

Depois de tantas descobertas a história aponta para o caminho científico com

Mörsch (1902) criador da teoria para o concreto armado , Mörsch e Köenen (1912)

estudaram os princípios do concreto protendido,finalizando com Freyssinet (1928) que é

considerado o pai do concreto protendido.As descobertas se seguem durante todos esses

anos até meados dos anos 80 onde o concreto continuava sendo uma mistura de

cimento,água e agregados miúdos e graúdos .(ISAIA 2005)

Nos anos seguintes até a atualidade o concreto sofreu uma evolução tecnológica

muito grande, como confirmam diversos pesquisadores, como ALMEIDA (1996),

OHAMA (1998) e HELENE (1999).A evolução das técnicas e dos equipamentos para

emprego do concreto além do uso de novos materiais,ampliando a sua aplicabilidade na

engenharia,esta que sofreu um grande desenvolvimento no Brasil.

Dentro dos diversos materiais atualmente empregados na produção de concreto

destacam-se as adições químicas, e as adições minerais , todos com a função primordial

de aumentar a resistência mecânica a compressão e a durabilidade do concreto.O

desenvolvimento e os estudos micro estruturais do concreto , fornecendo assim

informações importantes sobre a matriz cimenticia e a zona de transição, entre o

agregado e esta matriz.Esta que influência o ganho de resistência a compressão

mecânica e aumenta a durabilidade do concreto.

Com essa nova tecnologia foram desenvolvidos concretos especiais,dentre eles o

Concreto de Alto Desempenho (CAD).SISEL (2000) afirma que os grandes edifícios se

utilizam desse tipo de concreto associado com o aço. A partir daí se desenvolveram

linhas de pesquisa e estudo, que associa as características do CAD com a baixa massa

15

especifica do Concreto Leve Estrutural (CLE), obtendo assim o Concreto Leve de Alto

Desempenho (CLAD).Outra vertente na área de tecnologia é a que estuda o emprego de

polímeros modificado para a produção de Concretos Modificados com Polímeros

(PCM).

Segundo ALDUAIJ et al. (1999) os concretos leves são vastamente utilizados no

por todo o mundo com funções estruturais e ou de vedação, na construção civil

principalmente na confecção de pré-moldados.

E essa tendência se baseia em critérios econômicos e técnicos,como a redução

do tamanho das peças e o consumo de aço,isso por diminuir o peso próprio do concreto

sem perder a resistência .

Porém, para se obter um concreto com qualidade necessita-se de alguns

cuidados,desde a escolha de seus materiais à determinação de traço que garanta a

durabilidade e a resistência mecânica desejada.A homogeneização da mistura,sua

correta aplicação,o adensamento e ate a cura adequada são parâmetros que garante a

perfeita hidratação do cimento.

O concreto apresenta duas fases uma no estado fresco,onde pode ser moldado e

ainda não sofreu o processo de pega,e o estado endurecido que é após a pega total do

concreto e não pode ser mais trabalhado.Assim podemos associar algumas

características tecnológicas importantes do concreto a essas fases,no estado fresco o

concreto deve apresentar uma boa trabalhabilidade e coesão,já no estado endurecido

deve-se obter uma alta resistência , maior durabilidade , maior impermeabilidade e

menor porosidade.Essas características são possíveis devido ao emprego dos aditivos

super ou hiper plastificantes e das adições minerais tipo sílica ativa ou metacaulim.

1.1 JUSTIFICATIVA

As propriedades do concreto, tanto no estado fresco como no estado endurecido,

podem ser modificadas pela adição de certos materiais na dosagem.Esses materiais

trazem como conseqüência o enorme crescimento da indústria de aditivos e adição

minerais nos últimos 40 anos, devido ao aumento do consumo na indústria da

Construção Civil.Segundo Metha e Monteiro (1994), em alguns países 70 a 80% de

todo o concreto produzido contenham um ou mais aditivos e adições.

16

Para tanto, o concreto de alto desempenho, só será obtido com adição desses

materiais em sua dosagem .Assim a redução da massa especifica do concreto diminui a

carga nas fundações e o tamanho das peças,favorecendo então a redução do consumo do

aço no concreto estrutural, favorecendo assim o meio ambiente na utilização racional do

cimento e do aço,estes materiais que utilizam muita energia na sua fabricação,reduzindo

a agressão e destruição do meio ambiente e a poluição industrial devido os resíduos

produzidos nas mais diversas indústrias.

A seguir são apresentados os principais itens da justificativas,listados nas letras

a, redução do peso dos elementos estruturais influenciando na redução das dimensões

das fundações, letra b, redução do consumo de aço dos elementos estruturais e letra c,

utilização do concreto de alto desempenho.

a) Redução do Peso dos Elementos Estruturais Influenciando na

Redução das Dimensões das Fundações

O concreto leve de alto desempenho tem seu uso em edificações verticais para a

redução de dimensões de elementos estruturais,assim obtendo-se uma economia

significativa de material e mão-de-obra,tanto nas peças da sub e superestrutura.Sua

aplicação também é usual na moldagem de peças estruturais pré moldadas , devida a

elevada resistência e ao baixo peso especifico.

b) Redução do Consumo de Aço dos Elementos Estruturais

Devido à redução de seções e do peso especifico das peças estruturais moldadas

com o concreto leve de alto desempenho há uma redução considerável no consumo de

aço na edificação,assim reduzindo custos.Mas essa redução só é positiva em projetos

onde a redução das seções é bem significativa,como exemplo os edifícios de múltiplos

andares.

c) Utilização do Concreto de Alto Desempenho

O concreto de alto desempenho tem vantagens para vários profissionais que

estão envolvidos no projeto e lhes dá benefícios diferentes para cada um.

17

Para o proprietário ,o objetivo final do proprietário é obter o maior retorno

possível do investimento durante a vida útil da construção,então quanto menor

o investimento menor o tempo.

Para o projetista ,este profissional tem que satisfazer as exigências

funcionais do projeto e do proprietário e as exigências estéticas do

arquiteto,levando em conta as limitações técnicas das normas vigentes.

Para o meio ambiente,quando o concreto de alto desempenho é utilizado

em substituição ao concreto convencional fica claro que o poder aglomerante

do cimento Portland foi usado mais eficientemente,assim havendo uma redução

no consumo de energia e uma diminuição na emissão de poluentes na

atmosfera.

Dessa forma, este trabalho se embasa em apresentar dados que comprovem a

eficiência do CLAD, aditivos e adições ,tipo superplastificante e da sílica ativa, na

dosagem do concreto.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo Geral

Estudar o fator de eficiência do concreto leve de alto desempenho (CLAD).

1.2.2 Objetivos Específicos

Estudar o traço de concreto para fck maior ou igual a 40 MPa.

Determinar os teores de aditivo super plastificante, sílica ativa, e argila

expandida para alcançar a resistência esperada para o concreto.

Identificar os possíveis elementos estruturais para o uso do concreto leve de

alto-desempenho (CLAD).

Identificar a importância da massa especifica para o fator de eficiência.

Identificar a eficácia dos aditivos e das adições na trabalhabilidade do

concreto.

18

1.2 METODOLOGIA

Será apresentada revisão bibliográfica do assunto proposto, para a compreensão

e analise dos dados. O trabalho mostrará a caracterização dos materiais constituintes do

concreto .

A seguir é mostrada a sequência realizada da metodologia desse trabalho.

Caracterização dos materiais constituintes do concreto.

Determinação do traço do concreto leve de alto desempenho.

Determinação a trabalhabilidade no estado fresco, através do abatimento

de tronco de cone (NBR NM 67 de 1998).

Determinação das características no estado endurecido,como resistência

mecânica a compressão axial (NBR 5739 de 2007) e massa especifica (NBR 9778 de

2005).

Determinar o fator de eficiência dos concretos ensaiados no trabalho.

A parte prática da pesquisa constitui-se em ensaios de caracterização dos

materiais como a areia,o cimento e os agregados leves,tanto graúdo como miúdo.Após

serão moldados os corpos de prova onde se determinará a massa especifica do concreto

leve de alto desempenho,e a resistência mecânica a compressão axial.Com esses valores

se determinarão os fatores de eficiência dos diferentes traços de concreto ensaiados.

1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA

Esta monografia esta constituída de cinco capítulos sendo ordenados em :

Capitulo 01 apresenta a introdução ,justificativa ,objetivos e a

metodologia do trabalho.

Capitulo 02 apresenta a contextualização sobre o Concreto Leve de Alto

Desempenho (CLAD).

Capitulo 03 são apresentados os estudos experimentais desenvolvidos no

laboratório da UEFS.

Capitulo 04 apresenta os resultados obtidos com os estudos e ensaios.

Capitulo 05 apresenta as analises dos dados,conclusões e considerações

finais.

19

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Segundo HOLM e BREMNER (1994), o inicio da utilização de concretos de

cimento Portland com agregados leves ocorreu durante a Primeira Guerra

Mundial,quando a American Emergency Fleet Building Corporation construiu

embarcações com concreto leve como o USS Selma (Figura 01) utilizando xisto

expandido, com resistência mecânica à compressão de 35 MPa e massa especifica em

torno de 1700 Kg/m³,assim diminuindo consideravelmente o consumo de chapas

metálicas na construção das embarcações.

Figura 01 - Lançamento do U.S.S. Selma , junho de 1919, Alabama.

Fonte : BUILDE INCORPORATED, 2009.

Segundo ISAIA (2005) projetos com concreto leve foram executados durante os

anos ate a década de 60 onde foram construídos edifícios de múltiplos andares (Figura

02) como o Australia Square Tower(Austrália) em 1967,Park Regis(Austrália) em

1968,Standart Bank(África do sul) em 1970 e o BMW Building (Alemanha) em

1972.Neste período se iniciou a aplicação dos concretos leves em construções pré-

fabricadas com a redução da robustez dos elementos estruturais.Além desta vantagem

que proporciona o menor consumo de aço em relação ao concreto convencional

implicando portanto na redução do custo destes elementos.

20

Figura 02 - Edifícios projetados e executados com Concreto Leve de Alto

Desempenho (CLAD) - BMW Building; Standart Bank ;Australia Square Tower;

Park Regis

Fonte : HPP ARCHITECTS, 2010.

Apesar dessas vantagens que o concreto leve de alto desempenho possui, tem-se

a desvantagem de precisar de um controle tecnológico mais eficiente do que o realizado

muitas vezes na obra,devido o emprego de aditivos e adições ainda não muito difundido

nos projetos realizados no Brasil.

Os constituintes do concreto leve de alto desempenho possuem um custo elevado

em relação aos constituintes do concreto convencional, isso é dado devido ao fato destes

constituintes não serem produzidos em grande escala industrial no Brasil.Um ponto que

poderia sanar esses problemas seria a mudança cultural na etapa de projeto,assim quanto

maior a procura desses constituintes maior a produção deles reduzindo os custos.

21

2.1 TIPOS DOS CONCRETOS

O concreto é um dos materiais mais empregados na construção civil.Possui

diversas designações que depende das características dos materiais constituintes,da

tecnologia empregada (máquinas e equipamentos) e do elemento estrutural projetado.

A designação concreto leve é utilizada usualmente para identificar concretos

com estrutura porosa, geralmente à base de ligantes hidráulicos,que tenham massa

especifica inferior a dos concretos convencionais, que podem ser obtidos através de

aditivos químicos (superplastificantes, hiperplastificantes, incorporadores de ar,

redutores de pega)ou adições minerais(argila expandida,sílica ativa).(ROSSIGNOLO

2003)

2.1.1 Concreto Leve Estrutural (CLE)

Segundo ISAIA (2005) os concretos leves são caracterizados pela redução da

massa especifica,que é obtido pela substituição de parte dos materiais sólidos do

concreto por ar.Podem ser classificados em concreto com agregados leves,concreto

celular e concreto sem finos,

Ainda pelo ISAIA (2005) os concretos leves estruturais são obtidos com a

substituição total ou parcial dos agregados tradicionais pelos agregados leves,que tem

como característica sua baixa massa especifica seca abaixo de 2000 Kg m³, podendo

ser divididos em isolantes,de resistência moderada e estruturais.

O ACI (American Concrete Institute) 213R-03 especifica que o concreto leve

deve ter a sua massa especifica no valor entre 1400 e 1850 (kg/m³), e ainda apresentar

uma resistência a compressão acima de 17,2 MPa.

Segundo a NM 35/95 da ABNT, os agregados leves utilizados na produção dos

concretos leves,não devem apresentar massa unitária no estado seco e solto acima de

1120 kg/m³,para agregados graúdos.Ela ainda apresenta valores mínimos de resistência

à compressão para os concretos em função da massa especifica.

22

2.1.2 Concreto de Alto Desempenho (CAD)

Segundo ISAIA (2005) o conceito para a alta resistência é; “concretos do Grupo

I de C35 e do Grupo II de C55 a C80, conforme a NBR 8953 (ABNT, 1992), que trata

da classificação do concreto para fins estruturais por grupos de resistência”.

Segundo a American Concrete Institute – ACI (1999), “CAD é o concreto

otimizado para uma determinada utilização”.

Segundo a NBR 6118 de 2007 define como concreto de alto desempenho,

“concreto identificado por massa especifica seca maior do que 2000 Kg/m³ , não

excedendo 2800 Kg/m³ , do grupo I de resistência (C10 a C50), conforme classificação

da (mesma) NBR 8953”.

ISAIA (2005) afirma que “na ausência de outros parâmetros , entende-se que um

dos critérios possíveis de adoção,atualmente,no Brasil, para a definição de CAD em

termos de resistência à compressão, pode ser a classe superior à C50.”

2.1.3 Concreto Leve de Alto Desempenho (CLAD)

Segundo a American Concrete Institute – ACI (1999), o concreto de alto

desempenho (CLAD) pode ser definido como o concreto que atende os requisitos de

uniformidade e apresenta desempenho especial. Considera-se então essa definição mais

coerente do que aquelas baseadas unicamente na resistência mecânica do concreto.

Segundo SILVA (2000) , uma melhor definição para concreto de alto

desempenho é baseada basicamente em três fatores : resistência mecânica ,propriedades

relativas à durabilidade e outra é a relação água/aglomerante.Para o caso especifico dos

concretos leves,deve ser levado em conta como parâmetro também a massa especifica.

Segundo HOLM (2000), o concreto leve de alto desempenho (CLAD) é definido

através da relação entre dois parâmetros,a resistência mecânica a compressão e a massa

especifica,relação essa que é denominada de Fator de Eficiência.

De acordo com SPIZNER (1994), é considerado como concreto leve de alto

desempenho um concreto com fator de eficiência acima de 25 MPa.dm³/Kg, então como

exemplo temos um concreto com resistência a compressão de 30 MPa e massa

especifica inferior a 1200Kg/m³.

23

2.2 TIPOS DE ADITIVOS E ADIÇÕES

Os aditivos para concreto definem-se como materiais adicionados ao concreto

durante o processo de mistura em uma quantidade não superior a 5% sobre a massa do

cimento contido no concreto, para modificar as propriedades da mistura no estado

fresco e/ou no estado endurecido (MARTIN, 2005).

Segundo MARTIN (2005), o uso adequado dos aditivos permite modificar a

reologia do concreto no estado fresco, a pega do cimento, e a resistência mecânica do

concreto, ampliando o seu campo de aplicação.

As diferenças entre aditivos e adições minerais são bastante sutis. Tanto é

verdade que em países como Estados Unidos não há esse tipo de distinção. No Brasil,

são consideradas adições: escórias de alto-forno, pozolanas e fíleres calcários, entre

outros minerais. Eles são geralmente acrescentados ao cimento em grandes quantidades,

diferentemente dos aditivos. São as próprias cimenteiras que fazem essas adições em

fábrica, um procedimento permitido por norma , tais como: NBR 12317 - Verificação

de desempenho de aditivos para concreto , NBR 11768 - Aditivos para concreto de

cimento Portland e NBR 10908 - Aditivos para argamassa e concretos - Ensaios de

uniformidade.(Revista Construção e Mercado 62 - setembro de 2006)

2.2.1 Aditivos Químicos

Segundo ISAIA (2005) os aditivos químicos foram aperfeiçoados através do

tempo ate chegar no estágio tecnológico atual.As bases químicas desses materiais

evoluiram do lignossulfonatos para os naftalenos e as melaminas,e ainda mais

recentemente para os éteres policarboxílicos,mais efetivos do que os anteriores.

Dependendo das propriedades desejadas,um concreto de alta resistência pode

conter um ou mais tipos de aditivos químicos,tais como plastificantes,controladores de

pega e incorporadores de ar.

24

2.2.1.1 Superplastificante

Esses aditivos diminuem o consumo de água. Quando dosados em quantidades

maiores estipulados na embalagem de cada produto deixam o concreto mais fluido, sem

aumentar o teor de água, preservando assim a resistência do concreto, ou até

melhorando-a (METHA e MONTEIRO, 1994).

Podendo ser à base de éter policarboxílico,à base de melamina e à base

naftalenosulfonato os superplastificantes se diferem na formulação, mas mantêm o

mesmo objetivo,que consiste em 3 fases:

• Adsorção superficial

• Carga eletrostática sobre a partícula de cimento

• Dispersão

(BASF,The Chemical Company)

Aumenta o índice de consistência do concreto, mantida a quantidade de água de

amassamento, ou possibilita a redução de, no mínimo, 12% da quantidade de água de

amassamento para produzir um concreto com determinada consistência.(Revista

Construção e Mercado 62 - setembro de 2006).

2.2.2 Agregados Leves

Segundo ROSSIGNOLO (2003) os agregados leves podem ser classificados em

dois tipos: naturais e artificiais.Os agregados leves naturais são obtidos através da

extração direta em jazidas,seguida de classificação granulométrica,mas tem pouca

aplicação em concretos leves estruturais devido a sua grande variação granulométrica e

a localização das jazidas,inviabilizando economicamente,como exemplo temos as

escórias vulcânicas e a pedra pomes.

Já os agregados leves artificiais são obtidos através de processos industriais,

tendo classificação com base na matéria-prima utilizada e no processo de

fabricação,como exemplo temos as argilas,escórias expandidas e folhelhos.

Segundo ISAIA (2005) para a fabricação de agregados leves artificiais tem-se

dois processos o de sinterização , que produz um agregado com alto índice de absorção

25

de água e formato irregular,necessitando de britagem para atender a todas as graduações

granulométricas.O outro processo é o forno rotativo,que produz um agregado com

formato arredondado regular e granulométrica variada , envolto por uma camada com

baixa permeabilidade ,que diminui significativamente a absorção de água.

2.2.2.1 Sílica Ativa

Material altamente pozolânico, é um subproduto da fabricação do silício e

ferrosilício. Devido ao pequeno diâmetro de suas partículas (1 micrômetro) possui

grande superfície específica, o que justifica alta demanda de água e exigência de

plastificante; ainda que, melhora a trabalhabilidade por reduzir o tamanho e volume de

vazios no concreto (METHA e MONTEIRO, 1994).

A sílica ativa é um aditivo que melhora as propriedades do concreto tanto no

estado fresco como endurecido. Contém de 85% a 98% de dióxido de silício (SIO2)

amorfo. As partículas têm forma esférica e são microscópicas. O diâmetro médio das

partículas primárias é de 0,10 a 0,15 ìm, equivalente as partículas sólidas de fumaça de

um cigarro. Possui uma área específica extremamente elevada, 15-30m³/g,

aproximadamente 100 vezes a do cimento. A ação da sílica ativa é baseada em duas

propriedades: super pozolana e microfiles.

- Efeito super pozolana:

A sílica ativa reage com os íons da solução alcalina que a envolve, formando

produtos dessa reação que se assemelham aos produtos de hidratação encontrados na

pasta de cimento.

- Partículas extremamente pequenas e esféricas, efeito de microfiles:

Devido ao seu tamanho diminuto, as partículas da microssílica (Figura 03)

introduzem-se facilmente nos espaços entre os grãos de cimento. Reduzindo o espaço

disponível para a água e atuando como pontos de nucleação de produtos de

hidratação.(Manual da Microssílica da ROGERTEC ).

26

Figura 03 - Diferença de coloração entre a microssílica e outros componentes do

cimento Portland.

Fonte : RISCHBIETER,2010

2.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO

2.3.1 Trabalhabilidade

Propriedade do concreto ou argamassa no estado fresco que determina a

facilidade e a homogeneidade com as quais o material pode ser misturado, lançado,

adensado e acabado; (American Concrete Institute – ACI (1999))

Diz-se que é trabalhável um concreto que pode ser adensado com facilidade, mas

dizer simplesmente que a trabalhabilidade determina a facilidade de lançamento e a

ausência de segregação é uma descrição muito pobre dessa propriedade essencial do

concreto. Além disso, a trabalhabilidade de que se necessita em cada caso depende dos

meios de adensamento disponíveis; dessa forma, a trabalhabilidade adequada para um

concreto massa não é necessariamente suficiente para seções pequenas, inacessíveis e

com armadura densa. Por essas razões, a trabalhabilidade deve ser definida como uma

propriedade física inerente ao concreto sem referência às circunstâncias de um tipo

particular de construção (NEVILLE, 1997).

27

A trabalhabilidade do concreto pode ser definida como a propriedade que

determina o esforço necessário para manipular uma quantidade de concreto fresco, com

perda mínima de homogeneidade. O termo manipular inclui as operações das primeiras

idades como lançamento,adensamento e acabamento.Considera-se o índice de

consistência,medido pelo abatimento do tronco de cone ou pela mesa vibratória,

trabalhabilidade dos concreto no estado fresco (ASTM C 125 de 1993)

A trabalhabilidade pode ser definida como “a propriedade que determina o

esforço necessário para manipular uma quantidade de concreto fresco com uma perda

mínima de homogeneidade”.( American Society for Testing and Materials –ASTM

C1017M de 2007).

A trabalhabilidade é uma propriedade composta de pelo menos dois

componentes principais: fluidez, que descreve a facilidade de mobilidade do concreto

fresco; e a coesão, que descreve a resistência à exsudação ou à segregação.( MEHTA &

MONTEIRO,1994),e é medida a partir do ensaio de abatimento como é mostrado na

Figura 04 e 05.

Figura 04 - Passos para a realização correta do ensaio de abatimento.

Fonte : WIKIMEDIA COMMONS,2010.

28

Figura 05 - Medição de abatimento em milímetros do concreto com auxilio de

trena metálica.

Fonte : WIKIMEDIA COMMONS,2010.

2.3.2 Resistência

É a capacidade do material resistir a tensão sem ruptura. A resistência é a

propriedade mais importante do concreto, por isso é sempre especificada em projetos de

estruturas de concreto. O concreto possui melhor resistência à compressão do que aos

outros esforços (tração, flexão).

A resistência à compressão, do concreto, depende do fator água/cimento, que,

por sua vez, depende da distribuição granulométrica do agregado. A distribuição

granulométrica deverá ser tal que permita uma mistura de máxima compacidade,

compatível com a peça a concretar (BAUER,2000).

2.3.3 Durabilidade

Segundo o ISAIA (2005) a durabilidade do concreto depende essencialmente da

permeabilidade do mesmo.A causa principal para o problema dos poros capilares do

concreto é o excesso de água livre,além disso a permeabilidade do concreto tem como

problema as fissuras ocasionadas por concentrações de tensões devido à diferença do

modulo de deformação do agregado e da matriz do cimento.

29

No caso dos concretos leves um grande problema é se os agregados apresentem

a estrutura porosa comunicante,assim facilitando o fluxo de líquido e

gases,conseqüentemente de agentes agressivos ao concreto,afirma ISAIA (2005).

Diversos estudos comparativos entre concretos com agregados leves e com

agregados tradicionais demonstram que os concretos leves apresentam valores de

permeabilidade e líquidos e gases iguais ou inferiores aos observados para os concretos

tradicionais,para os mesmos níveis de resistência à compressão.(BREMNER, 1998).

2.3.4 Fator Água-Cimento

Segundo AITCIN (2000) o fator água/cimento é a relação entre a quantidade de

água utilizada na mistura de concreto para hidratação total de uma determinada

quantidade de cimento Portland.Para ele essa denominação está ultrapassada devido a

evolução do cimento Portland,este que ganha adições minerais na sua mistura,deveria

denominar-se então relação água/aglomerante.

Ainda segundo AITCIN (2000) DUFF ABRAMS introduziu o conceito de

relação água/cimento em 1918 ao publicar o primeiro método de estudo de dosagem do

concreto,ele afirmou que a resistência à compressão do concreto segue uma curva que

pode ser expressa pela seguinte forma:

30

Onde:

fcj = Resistência do concreto na idade de j dias ;

K1 e K2 = Constantes que dependem do cimento e agregados utilizados no

concreto;

a/c = Relação água/cimento do concreto;

Essa equação é hoje conhecida como Lei de Abrams em função de sua

importância e da extensão de sua validade. Em termos simples o que a Lei de Abrams

diz é que a resistência do concreto é tanto menor quanto maior for a quantidade de água

adicionada à mistura.

2.3.5 Zona de Transição entre o Agregado Leve e a Matriz de Cimento

Segundo MONTEIRO (1993),antes que qualquer trabalho sistemático seja feito

para controlar a microestrutura da matriz de cimento,visando a melhoria das

propriedades do concreto,é importante que sejam realizados estudos que abordem a

melhoria da microestrutura da zona de transição que existe entre o agregado e a matriz

de cimento,uma vez que muitas propriedades do concreto,tais como durabilidade e

resistência mecânica,são significativamente influenciadas pelas características dessa

zona de transição.

Segundo MASO (1996),existe uma forte relação entre a espessura e qualidade da

zona de transição e as propriedades mecânicas e a durabilidade dos concretos.A zona de

transição influencia nas propriedades relacionadas a resistência mecânica,modulo de

deformação,mecanismo de propagação de fissuras e permeabilidade de agentes

agressivos nos concretos, assim, a grande importância do estudo da zona de transição

agregado-matriz dos concretos.

Avaliar qualitativa e quantitativa as alterações da microestrutura da matriz de

cimento e da interface agregado-matriz decorrentes da utilização de adições, aditivos e

agregados especiais, e a relação dessas alterações com as propriedades dos concretos e

argamassas . Para essas avaliações utiliza-se as técnicas de microscopia eletrônica de

varredura (MEV) (Figura 06) associada à sistemas de análise de imagens, difratometria

de Raios-X, porosimetria por intrusão de mercúrio e microscopia ótica de transmissão

(MOT) (Figura 07).

31

Figura 06 - Micrografia (MEV) da zona de transição agregado-matriz

Fonte : GDACE,2010.

Figura 07 - Micrografia (MOT) da zona de transição agregado-matriz

Fonte : GDACE,2010.

2.3.6 Massa Especifica

Massa específica é a relação entre a massa do material seco e o seu volume,

excluindo os poros permeáveis.( ABNT NBR 9778,2005)

32

Segundo AITCIN (2000) “de acordo com as normas ASTM,existem atualmente

duas maneiras de determinar a massa especifica do concreto leve:Ensaio para Massa

Específica,Rendimento e Teor de Ar(Gravimétrico) do Concreto ASTM C 138 e a

Norma de Método de Ensaio para Massa Específica de Concreto Leve Estrutural ASTM

C 567,que indicam como calcular a massa específica do concreto fresco, a massa

unitária seca calculada após secagem em estufa,a massa específica de equilíbrio

calculada,a massa seca ao forno observado e a massa seca aproximada.”

Segundo ROSSIGNOLO (2003) há uma variação progressiva no valor da massa

específica dos concretos leves,desde sua condição inicial até um estado mais

estável,dependendo das condições que esse concreto é exposto.

33

3. MATERIAIS EMPREGADOS E APRESENTAÇÃO DA

METODOLIGIA

Este trabalho foi desenvolvido nas instalações do Labotec (Laboratório de

Tecnologia), da Universidade Estadual de Feria de Santana, Campus Universitário no

Modulo 3, apos a autorização do coordenador deste laboratório. Realizou-se a dosagem

e mistura do concreto dos traços, ensaiando no estado fresco o abatimento de tronco de

cone para determinação da trabalhabilidade seguindo a NBR NM 67:1998 Concreto -

Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone.

Após,foram confeccionados corpos de prova com diâmetro de 100 mm e 200

mm de altura,para ensaios do concreto no estado endurecido como a determinação da

resistência a compressão axial do concreto leve de alto desempenho,e da determinação

da massa especifica.

Além dos ensaio de caracterização dos materiais constituintes , tais como

absorção , diâmetro máximo e percentual de sólidos para o superplastificante.

3.1 MATERIAIS EMPREGADOS

A seguir são apresentadas as características físicas e químicas dos constituintes

do concreto estudado nesse trabalho.

3.1.1 Aglomerante

Foi empregado cimento Portland da marca Nassau composto com adição de

pozolana com teor entre 6% e 14% (CP II – Z – 32),principalmente por este tipo de

cimento ser mais disponível comercialmente nessa região.

Os resultados obtidos com o fornecedor do cimento,tanto a massa especifica

2,93 Kg/dm³,quanto a analise química do cimento CP II – Z – 32,será apresentada na

Tabela 01, a seguir:

34

Tabela 01 – Análise química do cimento.

COMPONETES QUÍMICOS TEOR (%)

Dióxido de Silício (SiO2) 20,13

Óxido de alumínio (Al2O3) 3,84

Óxido de ferro (Fe2O3) 3,24

Óxido de cálcio 61,16

Óxido de magnésio 3,27

Trióxido de enxofre (SO3) 2,98

Óxido de sódio (Na2O) 0,08

Óxido de potássio (K2O) 0,88

Na2O equivalente 0,66

CaO livre 1,94

Resíduo insolúvel 1,68

Perda ao fogo 4,47

3.1.2 Agregado Miúdo

O agregado miúdo empregado neste trabalho corresponde a uma areia

comercializada na cidade de Feira de Santana , de origem natural , quartzosa , de cor

branca , e originaria da cidade de Alagoinhas,Bahia.Através da ABNT NBR NM

52:2003 Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa específica

aparente,encontrando o valor da massa específica de 2,61 Kg/dm³.

3.1.3 Sílica Ativa

A sílica ativa utilizada neste trabalho foi a do fabricante Elkem,tendo como base

dióxido de silício,é um pó ultra fino e amorfo de cor cinza e sem odor.As propriedades

físicas e químicas estão na Tabela 02 a seguir,e foram obtidas através do fabricante.

35

Tabela 02 – Propriedades Físicas e Químicas.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS

Ponto de Fusão 1550 - 1570 (°C)

Massa Específica Solta 150 -700 (Kg/m³)

Superfície Específica 15 - 30 (m²/g)

Tamanho da partícula primária 0,15 (µm)

3.1.4 Argila Expandida

Foram utilizados dois tipos de argila expandida fabricadas pela CINEXPAN

fornecidos em sacos de 50 litros,o tipo 0500 e o tipo 1506 ,a Tabela 03 mostra valores

da caracterização da argila,estes fornecidos pelo fabricante.

Tabela 03 - Características dos agregados.

Tipo do

Agregado

D max

(mm)

NBR

7211

Massa

Específica

(Kg/cm³)

NBR 9776

Massa

Unitária

(Kg/cm³)

NBR 7251

Absorção de Água *

(%) em massa

5

min.

60

min.

24

horas

Cinexpan 0500 4,8 1510 850 + 10 0,7 2,7 6,0

Cinexpan 1506 9,5 1110 600 + 10 1,3 3,5 7,0

*Método proposto por Tezuka (1973).

3.1.5 Superplastificante

O aditivo químico superplastificante utilizado neste trabalho foi o ADIMENT

SUPER MC da VEDACIT Impermeabilizantes,tendo como composição química básica

naftaleno sulfonato,com aparência liquida na cor marrom e isento se cloretos.

A densidade deste aditivo é de 1,23 g/cm³,e consumo aproximado de 0,5% a

1,0% sobre a massa do aglomerante equivalente (cimento Portland mais a sílica

ativa),com teor de sólidos de 40%,informações cedidas pelo fabricante.

36

3.2 METODOLOGIA

Como método para este estudo elaborou-se a dosagem de três traços baseado em

um artigo de autoria de Rossignolo , J. A. de 2005 e estudos de outros pesquisadores, a

determinação da trabalhabilidade através do ensaio de abatimento pelo tronco de

cone,moldagem de 5 corpos de prova para cada traço estudado,sendo 3 corpos de prova

para a determinação da resistência a compressão após os 28 dias e 2 corpos de prova

para a determinação da massa especifica de cada traço.

Após esses resultados determinou-se o fator de eficiência de cada traço de

concreto estudado,para assim avaliar a viabilidade econômica e técnica.

Com relação aos agregados que foram empregados temos a argila expandida fina

e a média,e a areia lavada seca.Além da adição que foi a sílica ativa.

3.2.1 Determinação dos Traços

Assim determinou-se os traços com base em estudos e artigos de outros

autores,utilizando cimento Nassau CP II Z-32,argila expandida Cinexpan 1506 e o

0500,areia lavada de Alagoinhas,microssilica,água e superplastificante da

Vedacit,apresentados na Tabela 04,a seguir.

Tabela 04 – Traços Utilizados.

Traço Proporcionalidade

(em massa)

C : SA : A : 0500 : 1506 ¹

Consumo

de Cimento

(Kg/m³)

Relação

a/(agl) ²

1 1 : 0,1 : 0,27 : 0,315 : 0,315 700 0,37

2 1 : 0,1 : 0,35 : 0,403 : 0,403 600 0,41

3 1 : 0,1 : 0,42 : 0,490 : 0,490 540 0,45

1Cimento: Sílica Ativa: Areia: Cinexpan 0500: Cinexpan 1506: Superplastificante.

2Relação a/(agl) efetiva (em massa), em que a = quantidade total de água presente na mistura.

Considerando o volume de 5 corpos de prova e uma perda de 10% para cada

traço foi calcula a quantidade de massa para o cimento,água e cada adição Tabela 05.

37

Tabela 05 – Quantidade em massa dos materiais.

TRAÇO CIMENTO

(Kg)

SILICA

ATIVA

(Kg)

AREIA

(Kg)

Cinexpan

0500 (Kg)

Cinexpan

1506 (Kg)

Água

(Kg)

CONSUMO

(Kg/m³)

VOLUME

(m³)

1 1 0,1 0,27 0,315 0,315 0,37 700 0,00865

6,66 0,67 1,80 2,10 2,10 2,46

2 1 0,1 0,35 0,403 0,403 0,41 600 0,00865

5,71 0,57 2,00 2,30 2,30 2,34

3 1 0,1 0,42 0,49 0,49 0,45 540 0,00865

5,14 0,51 2,16 2,52 2,52 2,31

TOTAL 17,51 1,75 5,95 6,92 6,92 7,12

O volume dos corpos-de-prova que é dado pela equação abaixo:

V = πD² x H V = π 0,10² x 0,20 V = 1,57x10-3

m³

4 4

Vtotal = 1,57x10-3

x 5 = 0,00786 m³

V10% = 0,00786 x 1,10 = 0,00865 m³

Onde,

D = Diâmetro do Corpo de prova,em metros

H = Altura do Corpo de prova,em metros

Para o cálculo da quantidade do superplastificante (massa do superplastificante),

realizou-se uma regra de três segundo a formula abaixo,onde a massa de sólidos é a

soma da massa do cimento e a massa da sílica ativa,multiplicada pelo consumo do

superplastificante que é 0,5%:

Massa de Sólidos – Teor de Sólidos do Superplastificante

Massa do Superplastificante – 100%

Os valores para essa regra de três e os valores encontrados estão relacionados na

Tabela 06, e também estão as massa de água da mistura subtraindo a água contida no

superplastificante.

38

Tabela 06 – Quantidade de superplastificante.

TRAÇO T 1 T 2 T 3

MASSA DE SÓLIDOS

CIMENTO + SILICA ATIVA (g) 7330 6280 5650

TEOR DE SÓLIDOS DO

SUPERPLASTIFICANTE (%) 40 40 40

MASSA DE

SUPERPLASTIFICANTE (g) 91,62 78,5 70,62

MASSA DE ÁGUA DO

SUPERPLASTIFICANTE (g) 61,08 52,33 47,08

MASSA DE ÁGUA DA

MISTURA (g) 2398,92 2287,67 2262,92

MASSA DE ÁGUA UTILIZADA

(g) 2400 2290 2260

3.2.2 Dosagem

Foram pesados (Figura 08) e reservados (Figura 09) cada adição e o cimento

separadamente (Figura 10) , em relação a cada traço dosado.

Figura 08 – Pesagem do cimento Nassau.

39

Figura 09 – Cimento e adições pesados e separados por traço.

1 2 3 4 5

1. Areia branca de Alagoinhas;

2. Sílica ativa do fabricante Elkem;

3. Argila expandida da Cinexpan tipo 1506;

4. Argila expandida da Cinexpan tipo 0500;

5. Cimento Nassau CP – II – Z – 32;

Figura 10 – Detalhe dos constituintes preparados para mistura no

laboratório de dosagem.

3.2.3 Mistura

A mistura foi realizada numa betoneira fabricada pela CSM –

Componentes,Sistemas e Máquinas para construção,modelo CS145,com capacidade de

145 litros , elétrica de 220V e rotação de 34 RPM (Figura 11).

40

A colocação dos materiais na betoneira foram : primeiro o cimento com 60% da

água total da mistura,depois os agregados e a adição,e por ultimo a mistura do aditivo

diluído nos 40% restante de água.

A mistura foi considerada homogênea após três minutos sendo movimentado na

betoneira.A trabalhabilidade foi determinada através do ensaio de tronco do cone

,Tabela 07, onde são apresentados abaixo o valor para cada traço.

Tabela 07 – Abatimento dos traços.

ABATIMENTO

Traço 01 80 mm

Traço 02 180 mm

Traço 03 210 mm

Figura 11 – Mistura do concreto em betoneira.

3.2.4 Moldagem

Com o concreto no estado fresco iniciou a moldagem de 5 corpos de prova com

diâmetro de 100 mm e altura de 200 mm para cada traço.Foram utilizadas formas

metálicas untadas em óleo diesel,moldados segundo a NBR 5738 ,Concreto –

41

Moldagem e cura de corpos de prova cilíndricos ou prismáticos de concreto.Após 24

horas desmoldados e identificados (Figura 12).

Figura 12 – Corpos de prova desmoldados.

3.2.5 Cura

Para garantir que os corpos de prova não perdessem resistência devido a

evaporação da água,foram colocados logo após a desmoldagem na câmara úmida do

Labotec,devidamente identificados com a data da moldagem,numero do corpo de prova

e numero do traço,alem da identificação da pesquisa de do nome do pesquisador

(Figura 13).

Permanecendo na câmara úmida durante 28 dias,logo após foram retirados 9

corpos de prova,sendo 3 corpos de prova de cada traço,e submetidos ao ensaio de

resistência a compressão axial.Os 6 corpos de prova restantes,sendo 2 de cada

traço,foram utilizados no ensaio de determinação da massa especifica,segundo a NBR

9778 de 2005, Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água,

índice de vazios e massa específica.

42

Figura 13 – Corpos de prova na câmara úmida.

3.3 ENSAIOS NO ESTADO ENDURECIDO

3.3.1 Resistência a compressão axial

Para a determinação da resistência a compressão axial segundo a NBR 5739 de

2007, Concreto - Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilíndricos, foram

capeados os corpos-de-prova com enxofre,Figura 14.

Figura 14 – Corpos de prova capeados com enxofre.

43

Na Figura 15 apresenta-se o dispositivo (paquímetro digital) utilizado para

determinação do diâmetro e altura nominal dos corpos de prova.

Figura 15 – Paquímetro digital.

Na Figuras 16 e 17 apresenta-se os dispositivos empregados no ensaio da

resistência mecânica a compressão,sendo fabricada pela Contenco e capacidade máxima

de 200 toneladas força (tf).

Figura 16 – Prensa hidráulica.

44

Figura 17 – Gabinete da prensa hidráulica.

Na Figura 18 observa-se o interior de um corpo de prova após submetido a

ruptura.

Figura 18 – Corpo de prova após ruptura.

45

3.3.2 Massa Especifica

Outra característica do concreto leve de alto desempenho muito importante é a

massa especifica,esta que foi determinada aos 28 dias conforme a norma NBR 9778 de

2005,Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água, índice de

vazios e massa específica.

Para tanto foi determinada a massa da amostra seca , com a utilização de uma

estufa com temperatura de 105 + 5°,após os corpos de prova foram imersos em um

tanque de água até alcançarem a saturação.

Após 72 horas foram submetidos a fervura por 5 horas e deixados para esfriar

em temperatura ambiente,logo após submetidos a pesagem na balança hidrostática,e na

balança de precisão após a secagem da superfície dos mesmos com um pano úmido.

46

4. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS

Neste capitulo são apresentados os resultados encontrados de resistência a

compressão axial através da ruptura dos corpos de prova segundo a NBR 5739,Concreto

– Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos,a massa especifica dos corpos-

de-prova encontradas através da NBR 9778 de 2005, Argamassa e concreto endurecidos

- Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica.

Com esses valores calcula-se o fator de eficiência de cada traço,sendo essa

determinação uma relação entre os outros dois parâmetros citados anteriormente.

4.1 RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO AXIAL

Para esse ensaio foram rompidos todos os 9 corpos de prova com idade de 28

dias,sendo 3 corpos de prova para cada um dos três traços estudado,os resultados

obtidos através do ensaio de ruptura estão apresentados na Tabela 08 a seguir.

Tabela 08 – Resistência dos traços ensaiados.

TRAÇO T 01 T 02 T 03

CORPO DE PROVA 03 04 05 03 04 05 03 04 05

DIÂMETRO

NOMINAL

(mm)

1 100,29 99,83 99,87 100,53 99,85 100,12 100,09 99,81 100,67

2 100,35 100,03 99,74 100,70 99,77 99,89 100,06 99,85 100,29

MÉDIA 100,32 99,93 99,81 100,62 99,81 100,01 100,08 99,83 100,48

ÁREA DA SEÇÃO

TRANSVERSAL (mm²) 7900,32 7839,01 7819,41 7946,85 7820,20 7850,79 7861,78 7823,33 7925,54

CARGA (tf) 27,37 26,02 25,84 31,77 32,81 30,92 28,21 29,06 28,57

RESISTÊNCIA A

COMPRESSÃO (MPa) 34,64 33,19 33,05 39,98 41,96 39,38 35,88 37,15 36,05

MÉDIA (MPa) 33,63 40,44 36,36

DESVIO PADRÃO 0,88 1,35 0,69

C.V. (%) ( ≤ 10) 2,63 3,33 1,89

47

A partir da analise do consumo de cimento e da quantidade de argamassa

presentes em cada um dos traços estudados estimava-se que o traço 01 obtivesse maior

resistência a compressão axial do que o traço 02 e esse maior do que o traço 03.

Mas como visto na Tabela 08 o valor da resistência a compressão axial do traço

01 foi o menor valor obtido em relação aos dois traços. Esse valor tem como prováveis

causas erro na execução da mistura, visto que a trabalhabilidade medida para o traço 01

também alcançou valores discrepantes em relação à trabalhabilidade dos outros traços,

Tabela 07,sendo justificada pela falta de experiência do executor da mistura.

4.2 MASSA ESPECÍFICA

A massa especifica foi determinada segundo à NBR 9778 de 2005, Argamassa e

concreto endurecidos - Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa

específica.Com os valores encontrados como a massa seca,massa superfície úmida e a

massa pesada na balança hidrostática,através de correlações presentes na norma

encontramos os valores da absorção,índice de vazios e da massa especifica seca, Tabela

09 a seguir.

Tabela 09 – Ensaio de Massa Específica.


CORPO

DE PROVA 01 02 01 02 01 02

MASSA AMOSTRA

SECA (g) 2471,8 2388 2356,3 2293,1 2276,7 2504,7

MASSA BALANÇA

HIDROSTÁTICA (g) 1247,7 1215,7 1125,3 1064,5 1017,7 1283,5

MASSA SUPERFÍCIE

ÚMIDA (g) 2832,4 2770,6 2695,8 2616,9 2585,1 2856,3

ABSORÇÃO (A %) 14,59 16,02 14,41 14,12 13,55 14,04

ÍNDICE DE VAZIOS

(Iv %) 22,76 24,61 21,62 20,86 19,68 22,36

MASSA ESPECÍFICA

SECA (g/cm³) 1,56 1,54 1,50 1,48 1,45 1,59

MÉDIA DA MASSA

ESPECÍFICA SECA (g/cm³) 1,55 1,49 1,52

DESVIO PADRÃO 0,02 0,02 0,10

C.V. (%) (≤ 10) 1,10 1,10 6,50

48

4.3 FATOR DE EFICIÊNCIA

O fator de eficiência é a mais importante característica do concreto leve de alto

desempenho,segundo os pesquisadores e tecnologistas da área de concreto leve de alto

desempenho.Devido ao fato de ser uma relação entre a resistência a compressão axial e

a massa específica.

Assim para tanto deve dividir o valor da resistência em mega pascal (MPa) pelo

valor da massa especifica em kg/dm³.Logo o valor do fator de eficiência é dado em

MPa.dm³/Kg.

Os valores dos fatores de eficiência encontrados para cada traço estão

apresentados na Tabela 10.

Tabela 10 – Valores dos Fatores de Eficiência.


RESISTÊNCIA A

COMPRESSÃO (MPa) 33,63 40,44 36,36

MASSA ESPECÍFICA

SECA (Kg/dm³) 1,55 1,49 1,52

FATOR DE EFICIÊNCIA

(MPa.dm³/Kg) 21,70 27,14 23,92

49

5. ANÁLISE E CONCLUSÃO DOS RESULTADOS

O trabalho alcançou seu objetivo de estudar e determinar um traço de concreto

leve de alto desempenho com resistência a compressão maior ou igual a 40 MPa aos 28

dias,tendo uma massa especifica inferior a 1600 Kg/m³,alcançando um fator de

eficiência igual ou superior a 25 MPa.dm³/Kg.

Na avaliação da resistência a compressão axial apenas um dos três traços

estudados superou o valor de 40 MPa.Os resultados dos outros dois traços não

alcançaram a resistência esperada,tendo como prováveis motivos a variação do

consumo de cimento e da quantidade de cada agregado para cada traço estudado.

A massa especifica de todos os três traços foram inferiores ao valor de 1600

Kg/m³,caracterizando um concreto leve visto que o concreto convencional apresenta

uma massa especifica em torno de 2400 Kg/m³.

O fator de eficiência é uma relação entre a resistência a compressão axial do

concreto e a massa especifica,para os valores obtidos nesse trabalho apenas o traço 02

ficou com o valor acima de 25 MPa.dm³/Kg.

Considerando todos os parâmetros estudados e adotados nesse trabalho o traço

02 foi o único que alcançou valores aceitáveis para utilização comercial,considerado

portanto um concreto leve de alto desempenho.

50

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