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1PROPRIEDADES REOLÓGICAS DO CONCRETO

AUTOADENSÁVEL NO ESTADO FRESCO

Sidney Paty Alves dos Santos¹

Antonio Sergio Ramos da Silva²

RESUMO: O concreto autoadensável (CAA) destaca-se principalmente por sua

capacidade de fluir e preencher todos os espaços vazios sem a necessidade de

qualquer tipo de vibração externa, proporcionando assim um aumento da

produtividade, melhor qualidade das estruturas de concreto e em alguns casos até

redução dos custos. Para que o CAA cumpra essa função de forma satisfatória, o

mesmo deve apresentar algumas propriedades no estado fresco tais como:

habilidade passante, resistência ao cisalhamento e capacidade de preenches todos

os espaços vazios sem utilização de equipamentos vibradores. Produzir concretos

autoadensáveis com essas características torna-se é fundamental um profundo

conhecimento sobre seu comportamento reológico no estado fresco e suas reações

de hidratação que o fazem evoluir para o estado endurecido. A verificação das

propriedades exigidas do CAA no estado fresco é feitas com a execução de, no

mínimo, três ensaios paralelos: Slamp flow test, L-box e V-funnel. Apesar disso, na

grande maioria das aplicações do CAA em obra só é realizado o ensaio de

espalhamento (slump flow test). Isso demonstra a falta de conhecimento por parte

dos profissionais responsáveis pela construção a respeito das propriedades

reológicas do CAA no estado fresco, e que são exigidas para que a estrutura de

concreto seja executada com qualidade e segurança. Com o intuito de contribuir

para o disseminação da técnica, este trabalho visa trazer informações a respeito das

propriedades do concreto autoadensável no estado fresco, incluindo elucidações

sobre os principais ensaios realizados para caracterização reológica do material.

Palavras-chave: Concreto autoadensável; propriedades; materiais; ensaios

1 Concluinte do Curso de Engenharia Civil - Universidade Católica do Salvador. E-mail:

sidneypaty@hotmail.com - Autor

² Mestre em Engenharia Ambiental e Urbana e Professor da disciplina de materiais de construção II da

Universidade Católica do Salvador. E-mail: asrsilva@gmail.com - Orientador.

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1. INTRODUÇÃO

O concreto autoadensável (CAA) é um concreto especial de alto desempenho capaz

de preencher todos os espaços vazios das fôrmas apenas pela ação do seu peso

próprio. Para ser classificado como tal, deve apresentar grande fluidez e coesão, a

ponto de preencher todos os espaços das fôrmas, passando por entre as ferragens

da estrutura sem apresentar segregação nem exsudação acentuada. Isso, sem a

necessidade de nenhum tipo de vibração ou compactação externa. Para sua

obtenção, alem dos materiais usados na produção do concreto convencional (CCV)

como cimento, areia, brita e água utiliza-se também aditivos superplastificantes e

adições minerais ou aditivos modificadores de viscosidade.

A utilização do CAA pode trazer inúmeras vantagens para a execução das estruturas

de concreto, principalmente por suas características no estado fresco. Sua elevada

fluidez e adequada viscosidade permitem a confecção de estruturas com melhor

qualidade, maior rapidez e menor numero de operários trabalhando durante a

concretagem. Estruturas executadas com CAA apresentam uma maior durabilidade

devido à diminuição do índice de vazios, proporcionado pela adição de partículas

finas ao concreto (adições minerais). A aplicação desse tipo de concreto diminui

substancialmente a ocorrência de falhas de concretagem (“bicheiras” ou “ninhos”)

muito comuns em peças com taxa de armadura elevada. Nessa situação, devido à

dificuldade de vibrar o concreto, torna-se inviável tecnicamente o uso do concreto

convencional. Além disso, as peças concretadas com CAA apresentam um

excelente acabamento superficial, em função de suas propriedades reológicas no

estado fresco.

As propriedades reológicas do CAA no estado fresco proporcionam muitas outras

vantagens, as quais podem ser decisivas na escolha do tipo de concreto que será

utilizado na obra. Dentre as principais vantagens diretas e indiretas destacam-se:

• Maior reutilização das fôrmas de madeira, devido à um menor desgaste

destas promovido pela eliminação da vibração do concreto;

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• Redução dos ruídos, contribuindo para a melhora do ambiente de trabalho.

Isso também permite que sejam feitas concretagens por longos períodos em

ambientes urbanos (inclusive à noite) sem maiores incômodos à vizinhança;

• Redução do risco de acidentes por queda uma vez que a redução do número

de operários em cima da laje evita a formação de tumulto (muito comum na

aplicação do concreto convencional);

• Contribuição ao meio-ambiente. Resíduos industriais como a sílica ativa e pó

de brita, são usados como adições minerais com a finalidade de melhorar as

propriedades reológicas do CAA, evitando assim que sejam despejados no

meio-ambiente.

No Brasil, a falta de conhecimento sobre o concreto autoadensável tem impedido

uma maior utilização desse material em obras de construção civil. A idéia que se têm

a princípio é que os materiais que compõe o CAA são difíceis de encontrar e

trabalhar, além de tornarem o concreto mais caro que o convencional. Isso vem

sendo desmistificado por estudos realizados por especialistas que mostram que,

alem de oferecer inúmeras vantagens em relação ao concreto convencional, o uso

do CAA também pode representar uma redução no custo final da obra.

2. PROPRIEDADES REOLÓGICAS DO CAA:

Reologia é a ciência que estuda as deformações e o fluxo dos materiais quando

submetidos a uma determinada tensão ou solicitação (CASTRO, 2007). Segundo

Hoppe et al (2007), a reologia pode ser usada na investigação do comportamento

do CAA no estado fresco, permitindo um amplo conhecimento das reações de

hidratação que ocorre no material e o fazem evoluir para o estado endurecido.

Almeida Filho (2008) definem o CAA como um concreto que no estado fresco

apresenta excelente deformabilidade e alta resistência à segregação, podendo ser

lançado até mesmo em estruturas densamente armadas sem a necessidade de

vibração externa. Ele flui dentro das fôrmas e preenche todos os espaços vazios

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apenas pela ação do seu peso próprio, sem apresentar segregação dos

componentes da mistura e nem exsudação acentuada.

O CAA comporta-se como um fluido e é caracterizado por dois parâmetros

principais: a viscosidade plástica e a tensão de cisalhamento. Do ponto de vista

reológico, o comportamento do CAA no estado fresco pode ser representado com

suficiente aproximação pelo modelo de Bingham, o qual deduz que o fluido se

comporta como um sólido ideal (que não flui) até que a tensão tangencial aplicada

(σ) supera a tensão de escoamento (σ0). O parâmetro tensão de escoamento está

relacionado com o abatimento (ou espalhamento), de forma que quanto maior a

tensão de escoamento menor a fluidez e vice-versa. Dessa forma o CAA deve

apresentar um valor muito pequeno ou nulo de tensão de escoamento (σ0) de modo

que o mesmo apresente elevada fluidez, com comportamento perecido com um

fluido newtoniano (ALENCAR et al, 2008).

Em contra partida, o CAA deve apresentar um valor moderado de viscosidade (η),

de forma a promover adequada resistência à segregação. Viscosidades muito baixas

podem propiciar instabilidade da mistura, ao mesmo tempo em que valores muito

altos de η pode prejudicar a capacidade de preenchimento do CAA, dificultando a

passagem dos agregados pela armadura, alem de prejudicar o acabamento

superficial. Concretos com viscosidades menores escoam mais facilmente e se

moldam melhor nas fôrmas, desde que não apresentem segregação. (BUSNELLO &

SANTOS, 2008)

Repette (2006) diz que para conseguir elevada fluidez, a pasta do CAA deve

lubrificar e espalhar adequadamente os agregados, de forma que o atrito interno

entre os mesmos não comprometa a capacidade do concreto escoar. Segudo Mayor

(2007), a alta trabalhabilidade do CAA associada à estabilidade da mistura é

alcançada através de uma perfeita dosagem do concreto, o que inclui também o uso

associado de aditivos superplastificantes e aditivos modificadores de viscosidade ou

adições minerais.

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O CAA deve apresentar boa coesão, que é definida por EFNARC apud Geyer e Sá

(2005) como “a capacidade de escoamento pela fôrma, passando por entre as

armaduras sem obstrução do fluxo ou segregação”. É também definida como uma

medida de compactabilidade e capacidade de acabamento. Segundo Mehta &

Monteiro apud Busnello & Santos (2008), a coesão do CAA é geralmente avaliada

pela facilidade de alisamento da superfície da peça concretada e pelo julgamento

visual da resistência do concreto à segregação.

Figura 01 – Concreto autoadensável apresentando grande fluidez e resistência à segregação

(Fonte: www.aggregateresearch.com)

De acordo com Alencar et al (2008), o CAA exige um controle maior em relação ao

concreto convencional devido à existência de algumas características que devem

ser atendidas em estado fresco, quais sejam: a) capacidade de preencher

completamente os espaços das fôrmas (capacidade de escoamento); b) capacidade

de passar por aberturas pequenas como espaçamentos entre barras (habilidade

passante); e c) capacidade de resistir à segregação, ou seja, permanecer uniforme e

coeso durante o processo de transporte e lançamento. Segundo Tutikian e Dal

Molin (2008), apesar de extremamente fluido, deve ser capaz de carregar grandes

partículas de agregado graúdo em todo o trajeto. Ou seja, é um concreto que deve

ser fluido e viscoso ao mesmo tempo.

Segundo Busnello e Santos (2008), a qualidade do concreto fresco é determinada

por sua homogeneidade e pela facilidade com a qual esse material possa ser

misturado, transportado, adensado e acabado. No caso do CAA em especial,

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segundo Zerbino e Barragàn (2007), as propriedades reológicas devem ser

rigorosamente controladas durante seu processo de produção, pois existem diversos

fatores que influenciam na qualidade do concreto no estado fresco, entre os quais se

destacam a temperatura e a energia de amassamento.

De acordo com Tutikian e Dal Molin (2008), uma das dificuldades da utilização do

CAA em obra é a taxa relativamente alta de perdas de consistência do CAA. A

consistência obtida pelo superplastificantes depende da condição climática e dura

geralmente de 30 a 60 minutos. Por esse motivo, a incorporação do aditivo só deve

ser feita momentos antes do lançamento do concreto.

Em temperaturas acima de 32° C ocorre uma perda rápida da plasticidade devido à

presença do aditivo superplastificante à base de éter policarboxilicos, que nessas

condições reage muito rapidamente. Nessas condições de temperatura é desejável

utilizar-se de água gelada ou lascas de gelo para manter a temperatura do concreto

mais baixa, podendo também acrescentar aditivo retardador ou estabilizador de

pega cuja dosagem e compatibilidade devem ser previamente estudadas (TUTIKIAN

& DAL MOLIN, 2008).

Para que se tenha uma energia de amassamento mais eficiente é interessante

utilizar aditivos plastificantes durante o processo de mistura do CAA, já que esse é

um dos fatores que influenciam diretamente na qualidade do concreto. (MAYOR,

2007)

Conforme Repette (2006), para o CAA apresentar resistência à segregação e

capacidade de escoar por restrições sem que haja bloqueios, a pasta deve ter

viscosidade suficientemente elevada a fim de manter os agregados em suspensão,

evitando assim que segreguem pela ação da gravidade.

Zerbino e Barragàn (2007) dizem que a quantidade de água afeta sensivelmente a

viscosidade plástica e a resistência ao fluxo, maior quantidade de água ambos os

parâmetros se reduzem de forma significativa. Os aditivos superplastificantes

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reduzem a quantidade de água, diminuindo ligeiramente a viscosidade plástica, mas

proporcionam uma diminuição elevada da resistência ao fluxo.

Segundo Repette (2006), as características essenciais do CAA são satisfatoriamente

avaliadas com o espalhamento do tronco de cone, tempo de escoamento no funil-V

e do desempenho ao escorregamento a passagem por restrições na caixa-L

(COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO, 2005).

Concretos autoadensáveis não necessitam serem autonivelantes, haja vista que

quanto mais fluido o concreto, maior é o custo para sua produção. Alem disso, é

difícil o controle de aplicação e o rastreamento do CAA de elevada fluidez quando na

sua utilização para concretagem de lajes e vigas, pois o concreto se desloca

demasiadamente do ponto de aplicação. Segundo Repette (2008), não há diferença

significativa de produtividade que justifique a utilização de concretos com slump flow

test acima de 650 mm (COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO, 2005).

O CAA exerce maior pressão nas fôrmas que o CCV, sendo tanto maior a pressão

quanto maio for o valor do slump flow test chegando a se aproximar à pressão

hidrostática (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Em contrapartida, Douglas (2005 apud

Tutikian & Dal Molin, 2008) revela que muitas publicações relatam ser a pressão

exercida nas fôrmas pelo CAA inferior à hidrostática, devido ao comportamento

tixotrópico da mistura.

3. MATERIAIS E CARACTERÍSTICAS DO TRAÇO:

Os traços de CAA necessitam de maior teor de finos passante na peneira # 0,075

mm, restrição à utilização de agregados graúdos superiores à 19 mm e apresentam

maior teor de argamassa (BUSNELLO & DAMIÃO, 2008). Ainda segundo Busnello

concretos com menor teor de argamassa apresentam maior módulo de deformação

secante (Ecs), o que significa em uma menor deformação do concreto depois de

endurecido.

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Aditivos são compostos químicos adicionados ao concreto, na proporção de

aproximadamente 5%, com o intuito de modificar uma ou mais propriedades do

concreto no estado fresco ou endurecido. Para a produção do CAA são usados

aditivos superplastificantes, sendo mais indicados os chamados aditivos de 3º

geração à base de éteres policarboxilicos que permitem produzir concretos com alta

fluidez e baixa relação água/cimento. Os policarbixilatos são moléculas com carga

elétrica negativa, por exemplo, com grupos de SO3- e CO2-. Agem adsorvendo às

partículas do sistema (principalmente as do cimento que tem em sua superfície

carga elétrica positiva) por atração eletrostática, carregando-as com carga elétrica

de mesmo sinal e promovendo assim dispersão das partículas por repulsão

eletrostática. Este mecanismo faz com que as partículas defloculem e se separem.

(SOUZA, 2008)

Ainda segundo Souza (2008), alem da ação de dispersão eletrostática, nos aditivos

de 3º geração há uma mecanismo estérico adicional, que gera uma dispersão

pronunciada e prolongada. Este mecanismo acontece devido à existência de

cadeias laterais prolongadas ou de grande densidade molecular do dispersante,

impedindo fisicamente a aproximação das partículas onde estão adsorvidas. A esta

propriedade dos superplastificantes de 3º geração dar-se o nome de mecanismo

estérico-eletrostático. Este mecanismo aumenta consideravelmente o efeito

dispersivo do aditivo em função do seu maior alcance espacial. Os hidratos

formados no primeiro momento pelas partículas do cimento são pequenos quando

comparados às longas cadeias laterais do policarboxilatos adsorvidos e o resultado

é um grande afastamento entre as partículas.

O tamanho das cadeias laterais também é responsável por uma maior duração do

efeito dispersivo. As largas cadeias laterais dos aditivos de 3º geração unidas à

estrutura polimérica geram uma energia que estabiliza a capacidade de refração e

dispersão das partículas de cimento. (GRANATO, 2008)

Outro fator que tem influencia na capacidade de dispersão dos superplastificantes

são os produtos que se forma com a hidratação do cimento. Segundo Tutikian e Dal

Molin (2008) estudos demonstram que, por exemplo, a adsorção aumenta

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proporcionalmente com a quantidade de C3A do clinquer e também com sua forma

ortorrômbica. A presença de sulfatos solúveis e seu grau de hidratação também

afeta negativamente a capacidade dos superplastificantes em adsorver às partículas

de cimento por competirem pelos mesmo sítios de adsorção.

De acordo com Souza (2008), em baixas dosagens, todo o aditivo adicionado está

trabalhando para a dispersão. Quando se trabalha com a dosagem acima do nível

de saturação, parte do aditivo continua em solução, pois não há mais superfície

disponível nas partículas do sistema. Neste caso as moléculas livres são adsorvidas

ao longo do tempo nos hidratos formados, promovendo uma dispersão prolongada,

até o completo esgotamento. Por esse motivo Alencar et al (2008) afirmam que

trabalhar com o dispersante adequado e com dosagem acima do limite de saturação

pode significar ter uma boa trabalhabilidade por um período maior.

Os aditivos modificadores de viscosidade e/ou as adições minerais são utilizados no

traço para alcançar boa coesão da mistura e resistência à segregação dos

agregados graúdos. As adições de materiais finos também servem para aumentar a

resistência mecânica do concreto e torná-lo mais durável. Tais adições influenciam

positivamente nas propriedades do concreto pelo efeito filer, que é o aumento da

densidade da mistura pelo preenchimento dos espaços vazios do concreto por suas

minúsculas partículas. Alem disso agem como pontos de nucleação para os

produtos de hidratação quebrando a inércia e fazendo com que as partículas reajam

com a água mais rapidamente. Dessa forma, essas adições aumentam a resistência

do concreto nas primeiras idades e diminuem a porosidade da estrutura promovendo

uma redução da permeabilidade, em função do aumento do pacote de partículas

finas. Elas atuam também na microestrutura da zona de transição dos agregados

graúdos, reduzindo ou eliminando o acumulo de água em suas superfícies.

(TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008).

Segundo Tutikian e Dal Molin (2008), a adição de materiais finos no CAA melhora

diversas propriedades do concreto, tanto no estado fresco como no estado

endurecido. Por outro lado o teor elevado de argamassa pode aumentar

consideravelmente o custo do concreto e também o risco de ocorrer patologias na

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estrutura como, por exemplo, fissuras decorrentes da retração por secagem. O alto

teor de aglomerante (cimento) somado ao baixo consumo de agregados graúdos

promove um elevado calor de hidratação no concreto, resultando em uma

probabilidade maior de ocorrência de fissuras e deformações excessivas.

Cimentos com maior superfície específica são os mais indicados para a produção do

CAA, embora não exista nenhum critério cientifico que especifique esse material.

Segundo Cojorv (1992 apud Alencar 2008), a importância do tipo de cimento está

associada à necessidade de água e trabalhabilidade da mistura. Para ele, os fatores

que controlam tais características são o conteúdo de alumínio tricálcico (C3A) e a

finura do cimento (superfície especifica). Quanto menor a quantidade de C3A mais

fácil o controle das reações do cimento, tendo o concreto um enrijecimento durante

um período mais longo. Cimentos contendo teor de C3A maior que 10% podem

resultar em perda rápida da fluidez, dificultando a aplicação do CAA em obras.

De acordo com Collepardi (1984) a diferença de comportamento em relação ao

cimento está relacionada com o conteúdo de C3A, gesso e álcalis, bem como a

forma do sulfato de cálcio utilizado como regulador de pega do cimento. Para ele,

quanto maior o conteúdo de álcalis, maior a velocidade das reações levando à perda

drástica da consistência, da mesma forma que os superplastificantes aceleram as

reações entre o C3A e o gesso presentes no cimento, de modo que pode-se afirmar

que cimentos com maior quantidade de C3A perdem mais rapidamente a

consistência na presença dos aditivos superplastificantes.

Em relação a granulometria do cimento, quanto maior a superfície específica, maior

a quantidade de partículas em contato com a água, fazendo com que aumente a

freqüência de colisões entre elas. Esse aumento de colisões entre as partículas

reduz a tensão de escoamento e aumenta a viscosidade da mistura (TUTIKIAN &

DAL MOLIN, 2008). Segundo Alencar, Helene e Honda (2008), adições minerais

muito finas também auxiliam no aumento de freqüência de contato entre as

partículas do sistema, contribuindo assim para uma melhor coesão e viscosidade.

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A utilização de nanossílica ou sílica coloidal amorfa é extremamente eficiente para

reduzir a exsudação e aumentar a resistência à segregação, por possuir elevada

área superficial (ALENCAR et al, 2008).

Agregados miúdos com partículas de formas arredondadas e lisas produzem

concretos mais fluidos para um mesmo fator água/cimento. Em contrapartida, areias

muito grossas (com modulo de finura superior a 3) podem provocar segregação, por

isso não são indicadas para a produção de CAA (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008).

O controle da umidade dos agregados é outro fator de fundamental importância

quando falamos na produção de CAA. Segundo Tutikian e Dal Molin (2008), erros de

0,5% na estimativa da umidade dos agregados podem alterar o consumo de água

em até 8 Kg/m³ de concreto, resultando em uma variação no ensaio de

espalhamento de aproximadamente 45 mm.

No proporcionamento do traço de CAA é restrita a utilização de agregado graúdo

com dimensões superiores à 19 mm para que o concreto flua livremente entre os

obstáculos durante o processo de lançamento, de forma a evitar a segregação.

Normalmente usam-se agregados com tamanhos entre 12,5 mm e 19 mm. Uma

maior quantidade de agregados graúdos ajuda a minimizar a possibilidade de

deformações na peça decorrentes de retração por secagem, uma vez que reduz o

teor de argamassa do CAA. Sua distribuição granulométrica tem grande importância

por influenciar no empacotamento dos grãos, podendo assim alterar a fração

volumétrica das britas que são utilizadas no CAA. Ainda sobre os agregados

graúdos, a utilização de material com forma angular aumenta significativamente o

consumo de água e por esse motivo é indicado a utilização de agregados com o

coeficiente de forma o mais próximo possível de 1 (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008).

4. ENSAIOS DO CAA NO ESTADO FRESCO:

Os ensaios realizados para caracterização do CAA diferenciam do CCV apenas

quando no estado fresco, sendo os ensaios realizados no estado endurecido

idênticos para os dois tipos de concretos (COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO,

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2005). Hopper et al (2007), afirma que os ensaios realizados no CAA no estado

fresco determinam de forma direta e indireta os parâmetros reológicos fundamentais

do concreto, tais quais: Tensão de escoamento e viscosidade aparente. Dessa

forma caracterizam o comportamento do concreto no estado fresco permitindo

adequar suas características reológicas ao tipo de estrutura que se objetiva

concretar.

Conforme citado por Tutikian & Dal Molin (2008), uma das principais dificuldades de

aplicação dos testes para medir as características reológicas do CAA é que nenhum

deles isoladamente é capaz de medir as três propriedades principais requeridas pelo

material como: grande fluidez; habilidade passante; e resistência à segregação.

Os ensaios mais difundidos e normalmente utilizados em obra para avaliação das

propriedades do CAA no estado fresco são: Espalhamento no cone de Marsh

(slump-Flow); escoamento do funil V (V-Funnil); e acomodação e passagem por

restrições da caixa L (L-Box) (COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO, 2005).

4.1. Ensaio de Espalhamento (Slump Flow Test)

O Slump Flow Test verifica a capacidade de deformação do concreto no estado

fresco, sem considerar as condições em que esse será aplicado. Este ensaio pode

ser executado por uma pessoa e exige poucos materiais, o que o habilita a ser

usado em canteiros-de-obra (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). É especificado para

todos os concretos autoadensáveis como um ensaio primário, o qual esboça a

conformidade ou não conformidade das características exigidas para o material

(European Project Group EPG, 2005). Alencar et al (2008) afirma que na prática o

slump-flow representa a distância que pode ser percorrida horizontalmente pelo

concreto a partir do seu ponto de aplicação. Ainda segundo Alencar et al (2008) este

ensaio é normalizado pela ASTM C 1611/C 1611M.

Para a realização deste ensaio é utilizado o mesmo tronco-cone utilizado no ensaio

de abatimento (Slump Test) do concreto convencional. Inicialmente centraliza-se o

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tronco-cone no centro de uma chapa metálica (ou qualquer outra superfície lisa) com

dimensões de 1m por 1m devidamente nivelada. Preenche completamente o tronco-

cone sem adensar o concreto lançado. Em seguida o tronco-cone é suspenso

permitindo que o CAA se espalhe sobre a chapa. Depois de cessada a

movimentação do concreto realiza-se duas medidas ortogonais entre si do diâmetro

formado pelo concreto, adotando-se como o valor do espalhamento a média

aritmética entre elas. Durante este ensaio também pode ser verificado, visualmente,

a resistência do CAA à segregação (COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO, 2005).

Segundo Tutikian e Dal Molin (2008), espalhamentos muito baixos indicam que o

concreto está pouco fluido, necessitando adicionar mais água ou aditivo

superplastificantes para atingir uma melhor fluidificação. Caso a medida esteja

elevada, deve-se tornar o concreto mais coeso a fim de evitar a segregação da

mistura.

Figura 02 – Ensaio de espalhamento (Slump flow test). Medição do diâmetro de

espalhamento. (Fonte: www.cement.org/masonry/grout_sgc.asp)

A EPG (2005) classifica o slump-flow em três níveis principais: SF1, com o diâmetro

do espelhamento variando entre 550-650mm; SF2, variando entre 660-750mm; e o

SF3 com o espelhamento entre 760-850mm. Concretos com espalhamento acima

dos 850mm podem ser produzidos para casos especiais, devendo ter extremo

cuidado em relação à resistência à segregação e controle das dimensões dos

agregados graúdos, não devendo estes ter dimensões características superiores à

12mm.

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A especificação do nível de slump-flow aplicado depende do tipo de estrutura a que

o concreto se destina, sendo que na grande maioria dos casos o nível utilizado é o

SF2, inclusive pelas empresas de fabricação de peças pré-moldadas de concreto

(EPG, 2005).

De acordo com Alencar et al (2008), embora represente um custo menor, o nível

SF1 tem sua aplicação restrita por demandar um controle de qualidade adicional

inviável operacionalmente. Este tipo de CAA é usado apenas em lajes de pequena

extensão e peças ligeiramente armadas. Já o nível de espalhamento SF3 apresenta

um espalhamento elevado e por isso os agregados graúdos utilizados na sua

produção tem suas dimensões características restritas à no máximo 16mm. Isso

aumenta a superfície específica da massa, resultando em um alto volume de

argamassa, e conseqüentemente um custo mais elevado. O SF3 é normalmente

utilizados para concretagem de estruturas com taxa de armadura extremamente

elevada e formas complexas.

4.2. Slump Flow T500 Test

Em paralelo à realização do slump-flow também pode ser realizado o ensaio slump

flow T500 (também chamado de T50) que serve para mensurar o parâmetro de

viscosidade aparente do concreto. Este ensaio é feito através da medição do tempo

que o concreto leva para atingir o diâmetro de 500mm após a suspensão do tronco-

cone durante o slump-flow test. Para realizar o slump flow T500 são necessários

dois operadores, sendo que o segundo operador fica responsável por marcar o

tempo que o concreto leva para atingir a marca de 500mm (TUTIKIAN & DAL

MOLIN, 2008).

O EPG (2005) diz que apesar de não ser possível quantificar a viscosidade do

concreto com este ensaio, o mesmo permite obter uma noção da viscosidade

aparente do material, uma vez que esta está diretamente relacionada com a taxa de

fluxo do concreto. Segundo Alencar (2008), concretos com baixa viscosidade

apresenta um espalhamento inicial muito rápido, mas em pouco tempo o fluxo é

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cessado, enquanto que concretos com elevada viscosidade apresentam um fluxo

mais uniforme e durante um tempo maior.

4.3. Ensaio do funil V (V-Funnel):

O V-Funnel foi desenvolvido no Japão por Okamura & Ozawa (1995 apud Geyer e

Sá, 2005) e atualmente está em fase de normalização através da prEN 12350-9

(2007). Tem sido proposto para verificar a viscosidade aparente do CAA através do

registro do tempo que o concreto demora a escoar (sob fluxo confinado) do funil V

(ALENCAR, 2008). Porém, após a execução do ensaio espera-se 5 minutos para a

repetição do procedimento e caso o tempo de escoamento aumente

consideravelmente, isto significa que está havendo segregação da mistura

(TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008).

O EPG (2005) recomenda que este ensaio, apesar de ser imprescindível na etapa

de desenvolvimento do traço do CAA, seja realizado em campo apenas em

situações específicas como, por exemplo, quando se tenha estruturas densamente

armadas ou que exijam excelente acabamento superficial. Para a maioria dos casos

o slump flow T500 test é suficiente para verificar a característica de viscosidade do

CAA em campo.

Para a realização do ensaio pode-se utilizar dois tipo de funil com as dimensões

indicadas na figura 3. O equipamento não deve movimentar durante a execução do

ensaio, ou seja, deve estar nivelado e fixado em terreno firme. Antes de preencher o

funil com concreto deve-se umedecer o equipamento a fim de evitar que este

absorva a água do concreto. O concreto deve ser lançado no funil sem nenhuma

compactação ou vibração e após completo o topo do equipamento deve ser nivelado

com uma espátula. Ao abrir a porta inferior do funil, o concreto deve escoar apenas

pela ação da gravidade e a medida do tempo de escoamento é o resultado do

ensaio. (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008).

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Figura 03 – Tipos de Funil V que podem ser usados no ensaio de viscosidade (fonte:

TUTIKIAN & DAL MOLIN adaptado)

De acordo com os resultados obtidos o EPG (2005) classifica a viscosidade em duas

categorias. A primeira delas é a VS1 / VF1, slump T500 menor que 2 segundos e V-

Funnel menor ou igual a 8 segundos, a qual tem grande capacidade de escoar e

preencher todos os espaços vazios das fôrmas, mesmo em peças com elevada taxa

de armadura. Os concretos dessa categoria são capazes de autonivelamento e

normalmente apresentam um bom acabamento superficial, mas o controle da

exsudação e segregação é mais difícil

A outra categoria é a VS2 / VF2, Slump T500 maior que dois segundos e com o

resultado do teste do funil V entre nove e vinte e cinco segundos. Devido à uma

escoamento mais lento existe uma probabilidade maior de que os concreto

enquadrados nesta categoria apresentem um comportamento tixotrópico. Apesar da

possibilidade desse concreto de não apresentar uma superfície de acabamento tão

boa quanto o VS1 / VF1, esse concreto pode ser usado em obras comuns sem que

seja necessário nenhum tipo de reforço da estrutura de fôrmas. Isso porque a

pressão hidrostática exercida por esse material é menor que a dos concretos com a

classificação anterior (EPG, 2005)

b

b = 65 ou 75 mm

Medidas em mm

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4.4. Ensaio da caixa L (L-Box):

Este ensaio é realizado para avaliar a capacidade passante do CAA. Consiste em

medir o escoamento do concreto apenas por ação de seu peso próprio, em uma

caixa metálica em forma de “L” com barras de diâmetro pré-estabelecido. Segundo

Nguyen, Roussel e Coussout (2006 apud CASTRO, 2007) o ensaio da Caixa L

simulam todos os fenômenos que ocorrem durante o lançamento do concreto.

O espaçamento entre as barras e a bitola de devem serem adotados em função das

condições reais da estrutura que será concretada, de forma que elevadas taxas de

armadura exigem barras da caixa L com espaçamentos menores (CASTRO, 2007).

Figura 04 – Execução do ensaio da caixa L. a) Preenchimento do compartimento vertical da

caixa com a comportar inferior ainda fechada; b) escoamento do concreto após abertura da

comporta. (Fonte: www.eng.auburn.edu)

Tutikian e Dal Molin (2008) aconselham que o espaçamento entre as barras deva

ser tal, de forma que o diâmetro máximo dos agregados graúdos não ultrapasse um

terço do espaçamento entre as armaduras.

O resultado do ensaio é obtido pela medida das alturas H1 e H2 (conforme indicado

na figura 03) sendo que a razão entre H2/H1 deve estar compreendida entre 0,80 a

1. Pode-se também considerar o tempo que o concreto leva para alcançar as

distâncias de 20cm e 40cm, no compartimento horizontal da caixa L (a partir da

comporta inferior). Este tipo de ensaio não é muito comum devido a sua dificuldade

18

de operação, pois é preciso medir duas marcações de tempo em um período muito

curto, necessitando assim de dois cronômetros e três operadores (um para abrir a

comporta e dois para marcar os tempos de escoamento) (ALENCAR, 2008).

Figura 05 – Desenho esquemático e dimensões da caixa L (Fonte: CASTRO, 2007 adaptado)

A EPG (2005) classifica a habilidade passante do CAA com base no menor vão

(espaço confinado) que ele é capaz de escoar sem apresentar nenhum tipo de

bloqueio ou segregação. Segundo a EPG (2005), o ensaio da caixa L (L-Box)

classifica o CAA duas categorias: PA 1, com 2 armaduras na caixa L – Ideal para

estruturas com menor vão entre 8 e 10cm (Ex. casas simples ou estruturas verticais

como pilares); e PA 2, com 3 armaduras na caixa L – usado para estruturas com

menor vão entre 6 e 8cm (estruturas mais complexas). Ambas as categorias devem

apresentar relação H2/H1 entre 0,80 e 1.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS:

Em observação a todos os benefícios trazidos pelo CAA, acredita-se que no futuro

próximo, com o grande desenvolvimento e disseminação da técnica, esse material

venha a ser utilizado na grande maioria das obras, representando um avanço

significativo no processo construtivo das estruturas de concreto armado. Devem-se

levar em consideração os benefícios do ponto de vista técnico, econômico e

ambiental que esse tipo de concreto pode trazer à sociedade, porem, sua utilização

e

Concreto

Barras de Aço

H1

H2

e e e

19

em maior escala (principalmente no Brasil) depende do desenvolvimento e

disseminação da técnica, pois sua aplicação depende de um profundo conhecimento

sobre suas propriedades e características.

6. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

ALENCAR, Ricardo; HELENE, Paulo; HONDA, Jane; Trabalhabilidade do Concreto Auto-Adensável: Ensaios para dosagem, controle de qualidade e aceitação em obra. In: Revista Concreto & Construções, São Paulo, n. 51, p. 73 – 85, 2008. ALMEIDA FILHO, F. M. (2006). Contribuição ao Estudo de Aderência Entre Barras de Aço e Concretos Auto-Adensáveis. Tese de Doutorado, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 291p., São Carlos-SP, Brasil. (a); ALMEIDA FILHO, F. M.; et al; Variabilidade de aderência e das propriedades mecânicas do concreto auto-adensável. In: Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, São Paulo, n. 1, p. 31-57, 2008. (b); BUSNELLO, Emerson Cremm; SANTOS, Antonio Damião dos; Propriedades do Concreto Auto-Adensável em pisos Industriais. In: Revista Concreto & Construções, São Paulo, v. 1, n. 51, p. 58-62, 2008; CASTRO, Alessandra Lorenzetti de. Aplicação de conceitos reológicos na tecnologia dos concretos de alto desempenho. 2007. 302 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos-SP; COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO - Florianópolis/SC. Ação nº 6. 2005. Disponível em: http://www.abcp.org.br/comunidade/interna.php?polo=7&pagina=resultadosr. Acesso em: 27 de set. 2009. EPG – European Project Group (BIBM; CEMBUREAU; ERMCO; EFCA; EFNARC) “The European Guidelines for Self-Compacting Concrete”. 63p., 2005; GEYER, A. L. B. e SÁ, R. R. Concreto Auto-Adensável: uma nova tecnologia à disposição da construção civil de Goiânia. Informativo técnico REALMIX. Ano I nº 1. 8 f 2005; GRANATO, J. E. Patologia das construções. In: Congresso Brasileiro do Concreto, 50. 2008, Salvador-BA. HOPPE FILHO, J; CINCOTTO, M. A.; PILEGGI, R.G. Técnicas de Caracterização Reológica de Concretos. In: Revista Concreto & Construção. São Paulo. nº 47. São Paulo, p. 108-124, 2007.

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MAYOR, Arcindo Vaquero y; Concreto Auto-Adensável: uma solução criativa. In: Revista Concreto & Construção, São Paulo, n. 46, p. 42-43, 2007; REPETTE, W. L. Concreto auto-adensável – características e aplicação, 2006. Disponível em: http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/135/artigo93195-1.asp. Acesso em: 10 jun. 2009. SOUZA, T. S. O estudo da Adsorção no Desenvolvimento de Aditivos Superplastificantes baseados em Éteres Policarbixílicos: Revista Concreto & Construções, São Paulo, nº 51, p. 29-34, set. 2008 TUTIKIAN, Bernardo Fonseca; DAL MOLIN, Denise Carpena; Concreto Auto-Adensável. 1ed. São Paulo: Pini, 2008. 140p. ZERBINO, Raúl; BARRAGÁN, Bryan; Propriedades reológicas Del hormigon autocompactable. Revista Concreto & Construções, São Paulo, n. 47, p. 61-66, 2007.