UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS

UNIDADE ACADÊMICA DE GRADUAÇÃO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

TATIANE ISABEL HENTGES

AVALIAÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE RESISTIVIDADE ELÉTRICA E AS

PROPRIEDADES DE CONCRETOS COM CINZA DE CASCA DE ARROZ E

ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE NO ESTADO FRESCO E ENDURECIDO

São Leopoldo

2015

TATIANE ISABEL HENTGES

AVALIAÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE RESISTIVIDADE ELÉTRICA E AS

PROPRIEDADES DE CONCRETOS COM CINZA DE CASCA DE ARROZ E

ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE NO ESTADO FRESCO E ENDURECIDO

Trabalho de Conclusão apresentado à Unidade

Acadêmica de Graduação em Engenharia

Civil da Universidade do Vale do Rio dos

Sinos - UNISINOS como requisito parcial

para a obtenção do título de Engenheira Civil.

Orientador: Prof. Dr. Marlova Piva Kulakowski

Banca examinadora: Prof. Dr. Cláudio S. Kazmierczak

Prof. Dr. Mauricio Mancio

São Leopoldo

2015

Dedico este trabalho aos meus pais, Ivo e

Zenaide, irmã Aline e irmão Alencar. Família

é base sólida na qual minha estrutura sempre

pode se apoiar.

AGRADECIMENTOS

Primeiramente agradeço a Deus pela vida e pelas oportunidades que tive.

Agradeço também aos meus pais, Ivo e Zenaide, as pessoas com quem terei sempre

uma dívida de amor impagável. Aos meus irmãos Aline e Alencar, parceiros a vida inteira.

Em especial ao meu irmão que dispôs de suas férias, seu tempo, suas forças, sua

atenção seu suor para me ajudar nesta pesquisa. Alencar, sem você eu não teria conseguido

fazer tudo o que está resumido neste trabalho.

Ao Eduardo, pelo companheirismo durante o curso e paciência durante o TCC.

Àquelas que estiveram praticamente todos os momentos do curso comigo, Bruna e a

Laura, vivendo alegrias e nervosismos, dividindo trabalhos, panquecas e festas, e que

acabaram se tornando melhores amigas.

À minha querida orientadora Marlova, base e incentivo do meu potencial científico

durante a graduação desde a iniciação científica.

Aos colegas que fiz durante a faculdade e se tornaram pessoas especiais. Na iniciação

científica a Jéssica, a Lucimar e o Vágner. No pensionato a Luci e a Mari. Durante o TCC a

Josi e a Pati. Nos estágios e trabalho, Cristina, Renato, Cássio, Allana, Jader, Marcella,

Marcia, Monique, Verônica. Na própria faculdade, a Luana e aNicolle. Vocês fizeram minha

vida colorida mesmo morando longe da família.

Aos laboratoristas do LMC: Ingrid, Maurício e Rodrigo que, muito além de excelentes

profissionais, foram amigos em todos os momentos.

Ao Carlos Eduardo Braun, por todo o auxílio na montagem dos equipamentos e

execução dos ensaios de resistividade elétrica no estado fresco. Aos bolsistas que também me

ajudaram na execução dos concretos.

Ao laboratório de engenharia elétrica, pelo empréstimo dos equipamentos.

Ao Laboratório de Caracterização e Valorização dos Materiais, pelas análises do

cimento e da cinza de casca de arroz.

À Britasinos, pela doação dos agregados, em especial à Angelica que foi quem

conseguiu essa concessão. À FAPERGS e à CNPQ, pelo auxílio financeiro à pesquisa.

A todos vocês, muito obrigada de coração!

“Nunca se arrependa de nada que te faça

sorrir” (anônimo).

RESUMO

Os métodos de controle de qualidade para aceitação do concreto em obra,

estabelecidos em norma técnica, não são capazes de medir características que forneçam as

informações necessárias para determinar e controlar a relação água/cimento (a/c) no

recebimento de um lote. O parâmetro que irá definir a aceitação provisória do concreto,

conforme a ABNT NBR 12.655:2006, é o abatimento de tronco de cone, que deve ter um

valor pré-estabelecido em projeto. Este ensaio, ao determinar a consistência do concreto pode

medir indiretamente variações no teor de água da mistura. No entanto, esta consistência não

reflete a medida da relação água/cimento, nem tão pouco pode dar indicativos de resistência à

compressão. Além disto, o emprego de aditivos pode alterar este parâmetro. A relação a/c é o

fator que influencia mais significativamente na resistência e durabilidade do concreto. O

objetivo deste trabalho é avaliar o emprego do método da resistividade elétrica para a

determinação a relação água/aglomerante (a/agl) do concreto no estado fresco, analisando a

influência da cinza de casca de arroz e do aditivo superplastificante nos resultados, e sua

relação com a resistência à compressão. Para tanto, foi utilizada uma sonda que mede a

resistividade elétrica dos concretos no estado fresco pelo método dos quatro pontos. Foram

executados concretos com quatro relações a/agl (0,35, 0,45, 0,55 e 0,65), com e sem aditivo

superplastificante, e com 0%, 10% e 20% de cinza de casca de arroz em substituição ao

cimento. Foi analisada a relação da resistividade elétrica no estado freso com a relação

água/cimento (ou água/aglomerante) e com os ensaios de resistência à compressão,

abatimento de tronco de cone, absorção capilar e com a resistividade no estado endurecido.

Os resultados mostram que a resistividade elétrica dos concretos no estado fresco sofre grande

variação com a alteração das relações a/c e a/agl e é alterada significativamente pela presença

do aditivo superplastificante e pela diminuição no teor de umidade, porém quase não sofre

alterações com a presença de cinza de casca de arroz. Há uma forte relação da resistividade

elétrica no estado fresco com a resistência à compressão e com a resistividade no estado

endurecido, porém não há relação direta com o abatimento e com a absorção capilar. Por fim,

foram elaboradas equações para determinação da relação a/c e a/agl a partir da resistividade e

diagramas correlacionando resistência à compressão, relação a/c e resistividade dos concretos

no estado fresco.

Palavras-chave: resistividade elétrica; aditivo superplastificante; cinza de casca de arroz.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Ação do aditivo nas moléculas de cimento e água .................................................. 17

Figura 2 – Mecanismo de repulsão (a) eletrostática de aditivo plastificante e (b) e (c) estérica

para aditivo superplastificante .................................................................................................. 18

Figura 3 – Diagrama esquemático do efeito dos superplastificantes no concreto .................... 19

Figura 4 – Medida do abatimento ............................................................................................. 28

Figura 5 – Resistência de meteriais (a) condutores e (b) semicondutores................................ 32

Figura 6 – Determinação da resitividade de materiais pelo arranjo de Wenner ....................... 34

Figura 7 – Densidade de corrente em um espaço esférico ....................................................... 35

Figura 8 – Densidade de corrente em um espaço semiesférico ................................................ 36

Figura 9 – Campo elétrico semiesférico na superfície terrestre ............................................... 36

Figura 10 – Resistividade ao longo do tempo de concretos no estado fresco .......................... 40

Figura 11 – Resistividade dos concretos estudados por Braun (2015) ..................................... 40

Figura 12 – Distribuição granulométrica da Cinza de casca de Arroz. .................................... 44

Figura 13 – Curva granulométrica do agregado graúdo ........................................................... 47

Figura 14 – Curva granulométrica do agregado miúdo ............................................................ 48

Figura 15 – Método de absorção por capilaridade ................................................................... 54

Figura 16 – Esquema da execução do ensaio ........................................................................... 55

Figura 17 – Ensaio de resistividade elétrica no estado endurecido .......................................... 56

Figura 18 – Esquema do circuito elétrico empregado no experimento .................................... 57

Figura 19 – Aparelhos utilizados nos ensaios de resistividade elétrica .................................... 57

Figura 20 – Ensaio de resistividade em andamento ................................................................. 58

Figura 21 – Equipamento utilizado nos ensaios de resistividade elétrica ................................ 59

Figura 22 – Corte esquemático do equipamento ...................................................................... 59

Figura 23 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (0% CCA) ................ 62

Figura 24 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (10% CCA) .............. 62

Figura 25 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (20% CCA) .............. 63

Figura 26 – Relação entre resistividade no estado fresco e relação a/c dos concretos com 0%

de CCA ..................................................................................................................................... 64

Figura 27 – Relação entre resistividade no estado fresco e relação a/agl dos concretos com

10% de CCA ............................................................................................................................. 64

Figura 28 – Relação entre resistividade no estado fresco e relação a/agl concretos com 20% de

CCA .......................................................................................................................................... 64

Figura 29 – Efeito isolado do fator “AD” na resistividade elétrica no estado fresco ............... 66

Figura 30 – Efeito isolado do fator “CCA” na resistividade elétrica no estado fresco ............ 66

Figura 31 – Efeito isolado do fator “a/c” na resistividade elétrica no estado fresco ................ 67

Figura 32 – Efeito isolado do fator “Tempo” na resistividade elétrica no estado fresco ......... 69

Figura 33 – Interação entre os fatores “CCA”, “a/c” e “AD” na reistividade elétrica no estado

fresco ........................................................................................................................................ 69

Figura 34 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (0% CCA) 70

Figura 35 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (10% CCA)

.................................................................................................................................................. 71

Figura 36 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (20% CCA)

.................................................................................................................................................. 71

Figura 37 – Taxa de absorção capilar e resistividade dos concretos estudados no estado fresco

.................................................................................................................................................. 72

Figura 38 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de

concretos com 0% de CCA ....................................................................................................... 76

Figura 39 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de

concretos com 10% de CCA ..................................................................................................... 76

Figura 40 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de

concretos com 20% de CCA ..................................................................................................... 77

Figura 41 – Evolução da resistividade dos concretos no estado endurecido ............................ 78

Figura 42 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (0% CCA)

.................................................................................................................................................. 83

Figura 43 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (10%

CCA) ......................................................................................................................................... 83

Figura 44 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (20%

CCA) ......................................................................................................................................... 84

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Classes de abatimento no ensaio de tronco de cone ............................................... 29

Tabela 2 – Fatores de controle com níveis variáveis de estudo................................................ 42

Tabela 3 – Caracterização química e física do cimento CPII F-32 .......................................... 43

Tabela 4 – Caracterização química da cinza de casca de arroz ................................................ 45

Tabela 5 – Característcas do aditivo superplastificante ........................................................... 46

Tabela 6 – Caracterização física do agregado graúdo .............................................................. 46

Tabela 7 – Composição Granulométrica do agregado graúdo ................................................. 46

Tabela 8 – Caracterização física do agregado miúdo ............................................................... 47

Tabela 9 – Composição Granulométrica do agregado miúdo .................................................. 48

Tabela 10 – Traços unitários e consumo de materiais para concretos sem aditivo .................. 50

Tabela 11 – Traços unitários e consumo de materiais para concretos com aditivo .................. 50

Tabela 12 – Resultados da calibração da sonda ....................................................................... 61

Tabela 13 – Resistividades médias dos concretos (.m) ......................................................... 63

Tabela 14 – Análise de variância (ANOVA) para a resistividade elétrica no estado fresco .... 65

Tabela 15 – Análise de variância (ANOVA) dos fatores “Tempo” e “a/agl” para a

resistividade elétrica no estado fresco ...................................................................................... 68

Tabela 16 – Porosidade efetiva dos concretos estudados ......................................................... 73

Tabela 17 – Resistência à compressão dos concretos estudados .............................................. 74

Tabela 18 – Análise de variância (ANOVA) para resistência à compressão ........................... 75

Tabela 19 – Comparação entre a relação a/c efetiva e a estimada (0% CCA sem aditivo) ...... 80

Tabela 20 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (10% CCA sem aditivo) . 80

Tabela 21 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (20% CCA sem aditivo) . 80

Tabela 22 – Comparação entre a relação a/c efetiva e a estimada (0% CCA com aditivo) ..... 81

Tabela 23 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (10% CCA com aditivo) 81

Tabela 24 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (20% CCA com aditivo) 81

Tabela 25 – Equações de ajustes da curva de Abrams, 28dias ................................................. 82

LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS

a/c Água/cimento

a/agl Água/aglomerante

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ANOVA Analysis of Variance

ASTM American Society for Testing and Materials

E Campo Elétrico

CCA Cinza de casca de arroz

Cm Centímetros

CP II – E Cimento Portland composto com escória

CP II - F – 32 Cimento Portland composto com fíler

CP II - Z Cimento Portland composto com pozolana

CP III-RS Cimento Portland de alto forno

CP IV Cimento Portland pozolânico

CP V – ARI Cimento Portland de alta resistência inicial

NaCl Cloreto de Sódio

σ Condutividade

i Corrente elétrica

J Densidade de corrente

EUA Estados Unidos da América

Hz Hertz

RILEM International union of laboratories and experts in construction materials,

systems and structures

± Mais ou menos

MAPA Ministério da cultura, pecuária e abastecimento

mm Milímetros

mS Microsiemens

NBR Norma Brasileira de Regulamentação

Ω Ohm

kg Quilograma

R Resistência elétrica

Resistividade elétrica

SEMAE Serviço Municipal de Agua e Esgotos (São Leopoldo/RS)

H Teor de umidade (%)

UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Unisinos Universidade do Vale do Rio dos Sinos

V Volts

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 12 1.1. JUSTIFICATIVA ............................................................................................................. 13 1.2. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 15

1.2.1. Objetivo geral .............................................................................................................. 15 1.2.2. Objetivos específicos ................................................................................................... 15 1.3. ESTRUTURA DA PESQUISA ........................................................................................ 15 1.4. DELIMITAÇÕES DO TRABALHO................................................................................ 16

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 17 2.1. CONCRETO COM ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE ............................................. 17

2.2. CONCRETOS COM CINZA DE CASCA DE ARROZ .................................................. 21

2.2.1. Cinza de casca de arroz .............................................................................................. 21 2.2.2. Concretos com cinza de casca de arroz no estado fresco ......................................... 23 2.2.3. Concretos com cinza de casca de arroz no estado endurecido ................................ 24 2.3. CONTROLE DO CONCRETO ........................................................................................ 25

2.3.1. Controle no estado endurecido................................................................................... 25

2.3.2. Controle no estado fresco ........................................................................................... 27 2.4. RESISTIVIDADE ELÉTRICA ........................................................................................ 30

2.4.1. Resistividade de materiais porosos e o uso na geofísica ........................................... 32

2.4.2. O princípio dos quatro pontos.................................................................................... 34 2.5. A RESISTIVIDADE ELÉTRICA NO CONCRETO ....................................................... 36

2.5.1. Estado endurecido ....................................................................................................... 36 2.5.2. Estado fresco ................................................................................................................ 38

3. PROGRAMA EXPERIMENTAL ............................................................................ 42 3.1. VARIÁVEIS DA PESQUISA .......................................................................................... 42

3.1.1. Fatores de controle com níveis variáveis ................................................................... 42

3.1.2. Fatores de controle com nível fixo ............................................................................. 42 3.1.3. Fatores não controlados .............................................................................................. 42

3.1.4. Variáveis de resposta .................................................................................................. 43 3.2. MATERIAIS ..................................................................................................................... 43

3.2.1. Cimento ........................................................................................................................ 43 3.2.2. Cinza de casca de arroz .............................................................................................. 44

3.2.3. Aditivo superplastificante ........................................................................................... 45 3.2.4. Agregado graúdo ......................................................................................................... 46 3.2.5. Agregado miúdo .......................................................................................................... 47 3.2.6. Relação água/cimento e água/aglomerante ............................................................... 48 3.3. PRODUÇÃO DOS CONCRETOS ................................................................................... 49

3.3.1. Determinação dos traços ............................................................................................. 49 3.3.2. Execução das misturas ................................................................................................ 51

3.3.3. Moldagem e cura dos corpos de prova ...................................................................... 51 3.4. MÉTODOS DE ENSAIO ................................................................................................. 52

3.4.1. Abatimento de tronco de cone .................................................................................... 52 3.4.2. Resistência à compressão axial .................................................................................. 53 3.4.3. Absorção de água por capilaridade ........................................................................... 53

3.4.4. Resistividade elétrica no estado endurecido ............................................................. 54 3.4.5. Resistividade elétrica no estado fresco ...................................................................... 56 3.4.6. Análise dos dados ........................................................................................................ 59

3.5. CALIBRAÇÃO DO EQUIPAMENTO E DETERMINAÇÃO DO FATOR

GEOMÉTRICO K .................................................................................................................... 60

3.5.1. Fator geométrico (k) teórico ....................................................................................... 60 3.5.2. Fator geométrico (k) medido ...................................................................................... 60

4. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ................ 62 4.1. RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO ................... 62

4.2. ABATIMENTO DE TRONCO DE CONE ...................................................................... 70 4.3. TAXA DE ABSORÇÃO DE ÁGUA CAPILAR ............................................................. 72 4.4. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO ................................................................................. 74 4.5. RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO ........ 78 4.6. ESTIMATIVA DA RELAÇÃO A/C E A/AGL A PARTIR DA RESISTIVIDADE

ELÉTRICA ............................................................................................................................... 79

4.7. ESTIMATIVA DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO A PARTIR DA

RESISTIVIDADE ELÉTRICA ................................................................................................ 82

5. CONCLUSÃO ............................................................................................................. 85 5.1. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................................................ 87

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 88

APÊNDICES ........................................................................................................................... 95

12

1. INTRODUÇÃO

O controle de qualidade do concreto é importante em obras pelo fato de, quando bem

conduzidas, prevenir uma possível mistura que não alcance a resistência determinada em

projeto, e que possa acarretar na demolição de uma parte da estrutura da edificação, atrasando

o tempo de construção e gerando aumento nos custos do empreendimento.

Para que um lote de concreto seja aceito quando o caminhão betoneira chega à obra, é

realizado o ensaio de abatimento de tronco de cone, o slump test, conforme especificado na

NBR 12655 (ABNT, 2006). Neste ensaio, obtém-se uma medida da consistência do concreto,

medida esta que deve ter sido pré-determinada pelo projetista estrutural. Porém, a consistência

não é um fator que corresponde à resistência final do concreto, como pode ser visto no

trabalho de Mascolo (2012) que, ao relacionar valores obtidos no ensaio de tronco de cone

com os valores da resistência à compressão de diferentes traços de concreto, demonstra que

não há uma relação direta de um ensaio com outro.

A adição de aditivos, como o superplastificante, é um dos fatores que pode alterar a

consistência do concreto sem interferir em sua resistência final. O ensaio de abatimento

também pode obter resultados diferentes conforme a habilidade daquele que o executa. Já a

resistência final à compressão do concreto pode variar por vários fatores como: tipo de

concreto, tipo de cura, traço da mistura, teor de agregados, adições e aditivos, grau de

adensamento, relação água/cimento (a/c). E estes últimos não podem ser medidos pelo ensaio

de abatimento e mesmo assim este é universalmente aceito devido à facilidade de execução

(NEVILLE; BROOKS, 2013).

A NBR 7212 (ABNT, 2012) normatiza os prazos de entrega de concretos executados

em centrais dosadoras. Porém, com os problemas de trânsito e logística atuais, é normal que o

transporte demore mais do que o estipulado, sendo necessária e recorrente a utilização de

aditivos para correção do abatimento da mistura, e também para que não sejam alterados

fatores como a relação a/c. Esta prática não diminui significativamente a resistência do

concreto e evita que vários metros cúbicos da mistura sejam descartados, processo que se

torna cada vez mais difícil tanto pelo volume quanto pela impacto ambientar (POLESELLO et

al, 2013).

Por sua vez, para obter melhorias técnicas no concreto e redução de custos, adições

minerais são adicionadas à mistura. A cinza de casca de arroz, uma pozolana que é originada

na geração de energia, vem sendo estudada por diversos autores com o objetivo de reduzir o

impacto ambiental causado pelo resíduo da produção do arroz e melhorar o desempenho do

13

concreto. Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2014), das 12,3 milhões

de toneladas de arroz colhidas no Brasil em 2014, 68% foram produzidas no Rio Grande do

Sul. Em média, 20% do volume de casca resultam em cinza com grandes teores de sílica

amorfa, o que possibilita sua utilização no concreto como pozolana.

Conforme Mehta e Monteiro (2008), a relação a/c apresenta forte influência na

resistência à compressão do concreto endurecido, sendo esta inversamente proporcional à sua

porosidade, ou seja, quanto maior a relação a/c do concreto, maior o número de vazios que

este apresenta e menor sua resistência mecânica. A adição ou substituição de alguns materiais,

como agregados miúdos e graúdos, pozolanas, escórias de alto forno, na mistura do concreto

também mostra grande relevância em seu comportamento final, porém o teor de água é o fator

de influência mais significativa.

Com base nisto, diversas pesquisas já foram realizadas com vistas à determinação da

relação a/c do concreto ainda no estado fresco. Com essa informação, poderia se evitar a

aceitação de concretos que não venham a alcançar a resistência projetada, bem como a recusa

de lotes que apenas não apresentaram a consistência desejada. Dentre os diversos métodos

testados, um dos mais atuais é o da resistividade elétrica (MANCIO et al., 2010), no qual a

resistência final do concreto pode ser estimada ainda no recebimento deste em obra com a

inserção de uma sonda na mistura, a qual determinará a resistividade elétrica do concreto em

questão.

Alguns poucos trabalhos já foram realizados com o método: em concretos produzidos

com cimentos americanos e com adição de cinza volante (MANCIO et al., 2010); em

concretos com cimentos brasileiros CP IV–32 e CP V–ARI (GASPARI, 2013); e, mais

recentemente, com concretos com os cimentos CP II-E-32, CP II-E-40; CP II-F-32, CP II-Z-

32, CP III-40, CP IV-32 e CP V-ARI (BRAUN, 2015). Porém ainda não existem trabalhos

que investiguem a influência de aditivos superplastificantes na resistitividade elétrica, nem da

cinza de casca de arroz. Nesta lacuna foi proposto o presente trabalho.

1.1. JUSTIFICATIVA

A eficiência do controle de qualidade do concreto se torna mais essencial à medida

que o empreendimento vai encarecendo e a resistência do concreto se tornando mais

solicitada. O treinamento de pessoal para a execução do ensaio de abatimento é

imprescindível tendo em vista que os resultados deste ensaio são facilmente influenciados

pela destreza e habilidade de quem o executa. Tais investimentos com o controle tecnológico

14

se tornam altamente rentáveis à medida que diminuem os custos decorrentes do desperdício

de material seja antes ou após a concretagem.

A utilização de pozolanas no concreto, como a cinza de casca de arroz é uma

alternativa para a redução de resíduos no meio ambiente que traz benefícios ao concreto.

Aditivos como os superplastificantes são, também, formas de melhorar propriedades do

concreto sem ser necessário grande aumento nos custos. Em função disso, esses materiais vêm

sendo empregados em concretos e necessitam de estudos.

Outro ponto importante a ser observado, colocado por Pacheco e Helene (2013), é que

o Brasil possui um dos mais rígidos controles de qualidade do concreto. Constantemente

surgem no mercado da construção civil materiais e equipamentos com melhorias e inovações

que permitem aumentar a confiança nos ensaios, como por exemplo prensas hidráulicas para

ensaios de corpos de prova com alta tecnologia ao controlar a velocidade e a carga aplicadas

nas amostras (CONCRETE SHOW, 2014; TÉCHNE, 2014). Porém, para o controle do

recebimento do concreto em obra são utilizados equipamentos simples, os quais não obtêm as

informações que realmente demostrarão a qualidade do produto.

A determinação da relação a/c do concreto, ainda no estado fresco, viria a preencher

tal lacuna deixada pelos métodos de controle existentes, principalmente dos ensaios de

abatimento que apenas informam a consistência e são facilmente influenciados por fatores

externos. Sabendo disso, em 1955 Hime e Willis testaram a separação de cimento e água por

meio de uma centrífuga. Em 1970, Bavelja desenvolveu um método de filtro-pressão para

retirar a água do cimento. Após isso, métodos como a titulação de cálcio, técnicas de pulsos

ultrassônicos, e até mesmo medidor nuclear foram desenvolvidos, alguns obtendo resultados

bastante precisos, porém todos demandavam, tempo longo demais para o canteiro de obras ou

corpo técnico especializado para serem executados. O método da determinação de massa de

água da amostra pelo micro-ondas se destacou, porém há restrições ao uso deste pelo tempo e

pelos minerais que podem conter em algumas misturas (MANCIO et al., 2010).

Mancio et al. (2010) na Califórnia (EUA) desenvolveram uma sonda que, pelo método

da resistividade elétrica, pode estimar a resistência à compressão do concreto no momento do

recebimento do caminhão betoneira, tendo em vista que a resistência elétrica do concreto é

influenciada pelo teor de água e íons solúveis na mistura. Por ser um método de fácil

execução e que apresenta influência da relação a/c da mistura, acredita-se que há potencial de

utilização no mercado.

15

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. Objetivo geral

O objetivo geral deste trabalho é avaliar a relação entre medidas de resistividade

elétrica de concretos com cinza de casca de arroz e aditivo superplastificante com

propriedades no estado fresco e endurecido.

1.2.2. Objetivos específicos

Os objetivos específicos são:

a) avaliar a influência da cinza de casca de arroz e do aditivo superplastificante na

resistividade elétrica do concreto no estado fresco;

b) estabelecer a relação das medidas de resistividade elétrica no estado fresco com a

relação água/aglomerante dos concretos estudados;

c) avaliar a relação da resistividade elétrica no estado fresco com o abatimento de

tronco de cone;

d) estabelecer relações entre a resistividade elétrica no estado fresco com a resistência

à compressão com resistividade no estado endurecido e com a absorção de água;

1.3.ESTRUTURA DA PESQUISA

Este trabalho é desenvolvido em cinco capítulos.

No primeiro capítulo se encontra a introdução, a justificativa, os objetivos, a estrutura

e as delimitações da pesquisa.

O segundo capítulo aborda a revisão bibliográfica dos assuntos pertinentes ao tema

pesquisado, enfocando em concretos com aditivo superplastificante, concretos com cinza de

casca de arroz, controle tecnológico do concreto nos estados endurecido e fresco, teoria da

resistividade elétrica e trabalhos abordando estudos de resistividade elétrica de concretos nos

estados endurecido e fresco.

O programa experimental do estudo, bem como os materiais e métodos que foram

utilizados na pesquisa estão contemplados no capítulo três.

O capítulo quatro apresenta os resultados obtidos na pesquisa, bem como a análise e

discussão destes.

16

No quinto e último capítulo são demonstradas as conclusões obtidas na pesquisa.

1.4. DELIMITAÇÕES DO TRABALHO

O desempenho do concreto pode ser influenciado por vários fatores e por isso são

estabelecidos limites durante o programa experimental Destacam-se neste trabalho:

Tipo de cimento: como o objetivo geral da pesquisa é verificar a influência da

utilização de aditivo superplastificante e a substituição de parte do cimento por cinza de casca

de arroz (CCA) na resistividade de concretos, frente à utilização de sonda no estado fresco;

decidiu-se trabalhar com apenas um tipo de cimento, o CPII F-32, pois não há adição

pozolânica na sua composição.

Percentuais de substituição de cimento por CCA: foram empregados apenas dois

percentuais de substituição do cimento pela cinza de casca de arroz, 10% e 20%.

Foi, também, empregado o uso de aditivo superplastificante em parte dos concretos

para verificar qual a influência deste na resistividade elétrica.

Foram, ainda, executados concretos com quatro relações a/c e a/agl: 0,35, 0,45, 0,55 e

0,65, que se embasam no estudo feito por Braun (2015).

Tipo de aditivo: o aditivo que foi utilizado para o estudo é o superplastificante

Glenium, à base de policarboxilato, da marca Basf.

Tipo de cinza de casca de arroz: cinza comercial. A cinza é oriunda de um mesmo lote

de produção.

17

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Na revisão bibliográfica estão apresentados assuntos pertinentes ao estudo como

concretos com aditivo superplastificante e com cinza de casca de arroz, o controle tecnológico

do concreto, teoria da resistividade elétrica, o uso desta na geofísica e trabalhos que utilizaram

esta para estudo do concreto.

2.1. CONCRETO COM ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

O aditivo superplastificante, conforme a NBR 11768 (ABNT 2011), é definido como

um produto que, quando adicionado às misturas de concreto, pode reduzir em até 12% a água

de amassamento para que se mantenha certa consistência, e pode também aumentar o índice

de consistência do concreto caso permaneça a quantidade de água.

O cimento tem uma forte tendência de flocular quando misturado com a água devido

às forças de Van der Waals. Esta forte ligação entre as moléculas de água e os grãos de

cimento prende a estrutura floculada durante a mistura do concreto, demandando uma maior

quantidade de água para que seja trabalhável. Este excesso de água será útil apenas para a

trabalhabilidade, pois originará poros que diminuirão a resistência e a durabilidade da

estrutura (HARTMANN et al., 2011).

Para impedir tal efeito, são adicionados aditivos químicos que se ionizam

imediatamente na água e impedem a dissolução dos componentes do cimento, ou seja, o

aditivo quebra a ligação da estrutura floculada e causa uma repulsão eletrostática entre os

grãos de cimento, retardando seu endurecimento e proporcionando melhor trabalhabilidade

sem a necessidade de adição de água na mistura, pois a água já adicionada está disponível

para tornar o concreto mais fluido (MEHTA, MONTEIRO, 2008; HARTMANN et al., 2011).

Na Figura 1 são representados esquemas das partículas de cimento misturadas à água antes e

após a adição de aditivo, demonstrando a desfloculação das moléculas.

Figura 1 – Ação do aditivo nas moléculas de cimento e água

Fonte: Mehta; Monteiro (2008, p. 294)

18

Esse efeito ocorre devido à estrutura química do aditivo. Nos aditivos plastificantes

que apresentam em sua ase condensados de formalde do-sulfonato de melamina ou de

naftaleno, o ácido sulfônico adsorve às partículas de cimento, carregando-as negativamente

(NEVILLE; BROOKS, 2013). Já nos superplastificantes à base de policaboxilatos as

principais forças de repulsão são os chamados efeitos estéricos. Da mesma forma que nos

plastificantes, as moléculas de policarboxilato são adsorvidas pelas partículas de cimento e,

por apresentarem maiores cadeias laterais de polímeros, desenvolvem efeito dispersante maior

que os plastificantes. (HARTMANN et al., 2011). Portanto, conforme colocam Mehta e

Monteiro (2008), enquanto a dosagem de aditivos plastificantes alcança uma redução de até

10% da água de amassamento do concreto, a dosagem de aditivos superplatificantes pode

reduzir de 20 a 30% da mesma. Na Figura 2, é ilustrada a diferença entre os aditivos

plastificantes (à base de naftaleno e melamina) e o aditivos superplastificantes (à base de

policarboxilato), quanto à sua ação nas partículas de cimento.

Figura 2 – Mecanismo de repulsão (a) eletrostática de aditivo plastificante e (b) e (c) estérica

para aditivo superplastificante

Fonte: Hartmann et al. (2011 p. 356)

Com essas propriedades, Collepardi (2005) mostra que os aditivos superplastificantes

proporcionam às misturas de concreto o resumo apresentado no esquema da Figura 3. Ou seja,

há várias possibilidades de melhorar as propriedades do concreto no estado endurecido sem

19

aumentar os custos ou até mesmo de reduzir os custos, reduzindo a utilização de materiais,

sem perder a qualidade.

Sem a inserção de aditivo, ocorre maior retração no concreto endurecido e produção

de calor na cura tanto para situações em que se objetiva (a) a obtenção de maior resistência,

aumentando-se a quantidade de cimento, quanto (b) no caso onde se procura uma maior

trabalhabilidade, aumentando tanto o cimento quanto a água. Collepardi (2005) completa

ainda mostrando que o aditivo superplastificante pode ser utilizado como (c) redutor de água,

aumentando a resistência e durabilidade do concreto, sem perda de trabalhabilidade. Pode,

também, ser utilizado para (d) economia de cimento e água, proporcionando a mesma

resistência, durabilidade, trabalhabilidade de concretos sem aditivos e diminuindo a retração,

a fluência e o calor de hidratação, que é bastante benéfico no caso de estruturas de grandes

dimensões ou climas quentes. Por fim, há a possibilidade de (e) manter todas as quantidades

de materiais e adicionar o aditivo, que manterá as características do concreto endurecido e

aumentará a trabalhabilidade deste no estado fresco, o que é muito importante no caso de

estruturas com alta taxa de armadura.

Figura 3 – Diagrama esquemático do efeito dos superplastificantes no concreto

Fonte: Adaptado de Collerpadi (2005)

Para concretos dosados de centrais, o limite de tempo de entrega conforme a NBR

7212 (ABNT, 2012) é de 60 minutos, sendo que o caminhão poderá ficar parado no máximo

20

30 minutos na obra. Para descarga, a norma determina que o prazo seja de até 60 minutos, ou

seja, o período total da entrega não pode ultrapassar 150 minutos. Porém, o transporte vem se

tornando um grande obstáculo a ser ultrapassado (POLESELLO et al., 2013), tanto em

grandes cidades, onde o trânsito não permite uma rápida mobilidade, quanto em cidades

menores, que muitas vezes estão localizadas há muitos quilômetros de distância da central

dosadora, fazendo com que o caminhão ultrapasse o tempo de entrega por não conseguir

alcançar altas velocidades devido ao seu peso e aos limites estipulados por lei.

Para o motivo das limitações da norma, Neville e Brooks (2013) explicam que a

trabalhabilidade diminui com o tempo, gerando perda do abatimento, que pode variar

conforme a “riqueza da mistura, o tipo de cimento, a temperatura do concreto e a

trabalha ilidade inicial”. Por isso, para situações de campo os autores recomendam que se

realizem os ensaios na situação mais real possível, principalmente quando as condições

ambientais são ou estão incomuns.

Uma solução para o problema da perda de trabalhabilidade é indicada no trabalho de

Polesello et al. (2013). Neste projeto foram comparados os resultados de resistência à

compressão de concretos onde o tempo de mistura foi de 0, 2, 4, 5 e 6 horas, ultrapassando o

tempo determinado na norma. Os resultados mostram que ocorre uma estabilidade nas

resistências mecânicas finais e que, portanto, esses tempos podem, sim, ser aceitos se for

mantida a mistura e a trabalhabilidade, esta última com o auxílio de aditivos

superplastificantes.

No estudo de Diamond (2006) avaliando a microestrutura do concreto, foram feitas

imagens por microscopia eletrônica de varredura de concretos com diferentes teores de

aditivos superplastificante à base de policarboxilato. O autor executou concretos referência

sem aditivo, concretos com adição média de aditivo superplastificante (que gerou aumento do

abatimento de tronco de cone) e concretos com grande adição do aditivo (que acarretou na

queda total no ensaio de abatimento). Apresentando as imagens da microestrutura, o autor

mostra que em todos os concretos estudados ocorrem áreas densas que exibem elevada

concentração de grãos de cimento não hidratados intercaladas com zonas altamente porosas

onde quase não são vistos grãos residuais de cimento não hidratados. Assim, concluiu-se que

a estrutura irregular não é produzida em consequência da condição floculada da pasta de

cimento nos concretos frescos convencionais.

21

2.2.CONCRETOS COM CINZA DE CASCA DE ARROZ

Neste item serão abordadas características da cinza de casca de arroz, sua produção e

geração e, por fim os efeitos de sua utilização em concretos no estado fresco e no estado

endurecido.

2.2.1. Cinza de casca de arroz

A cinza de casca de arroz é um resíduo da produção do arroz que apresenta alto índice

de atividade pozolânica devido à presença de sílica amorfa. A adição de pozolanas no

concreto proporciona grandes melhorias no estado endurecido por reduzir e preencher os

poros, aumentando a resistência à compressão e a vida útil do material. Porém, no estado

fresco, a elevada área superficial da cinza resulta em concretos menos trabalháveis, mais

coesos, demandando maior quantidade de água na mistura (DAL MOLIN, 2011).

2.2.1.1. Produção do arroz

O Brasil é o nono produtor mundial de arroz e mais da metade da produção nacional se

dá na região sul do país (MAPA, 2014). A safra de arroz 2013/2014 foi de aproximadamente

12,3 milhões de toneladas, o que corresponde a um aumento de 4,4% em relação à safra

anterior e o Rio Grande do Sul foi responsável por 68,0% desta produção (IBGE, 2014). Já a

safra 2014/2015 no Rio Grande do Sul apresentou um aumento médio de 3,27% e a produção

total ao final de maio de 2015 foi de 8.368.093 toneladas de arroz (IRGA, 2015).

Quando colhido, o grão de arroz apresenta grandes quantidades de impurezas e teor de

umidade entre 25-30% e, para evitar perdas após a colheita, a secagem deve ser realizada em

no máximo 24 horas. Para grandes culturas, onde não é possível a secagem imediata de toda a

colheita, é exigido que seja feita uma pré-limpeza para posterior secagem. Para o

beneficiamento, o arroz deve estar com 12-15% de umidade e para o armazenamento a

umidade máxima é de 13% (EMBRAPA, 2005; BIODIESELBR, 2014). Ainda segundo a

Embrapa (1999), no processo de beneficiamento do arroz polido, a primeira atividade é o

descascamento dos grãos.

2.2.1.2. Geração da cinza de casca de arroz

A casca do arroz representa entre 20 e 22% do peso total do grão (RICE HUSK ASH,

2008). Esta casca é utilizada nas usinas como biomassa, pois a queima da casca e os gases de

combustão geram aquecimento para a secagem. O site Biodieselbr (2014) apresenta uma

22

estimativa de que 50% da casca do arroz produzida em um ano é destinada à produção de

energia elétrica, tendo em vista que 15% são destinados à secagem e aproximadamente 35% é

utilizada como biomassa em pequenas indústrias.

Apesar da grande utilidade que este resíduo possui, ainda ocorre um grande volume de

descarte incorreto, o que acaba por contaminar o solo. A Fepam-RS, em sua diretriz técnica nº

002/2011, coloca as diretrizes para as empresas de beneficiamento do arroz quanto à “Gestão

de resíduos caracterizados como casca de arroz e cinzas resultantes do processo de queima da

casca”. Entre essas diretrizes consta a incorporação do res duo como parte do processo de

produção do clínquer.

Com esta diretriz técnica e com as pesquisas de utilização da cinza de casca de arroz

como super-pozolana para concreto, este cenário vem mudando a passos lentos no Rio Grande

do Sul. Só na região de Pelotas são geradas aproximadamente 35 mil toneladas de cinza de

casca de arroz por ano e 25% disso é utilizado na incorporação de produtos de indústrias

locais, 53% desse resíduo é escoado por via úmida para minimizar a poluição no local de

trabalho, porém acarreta no encarecimento da reciclagem final (POUEY, 2006).

2.2.1.3. Características

Dependendo das impurezas presentes na casca de arroz, a cinza totalmente queimada

pode ter coloração branca, roxa ou cinza e, quando a queima não for completa, permanecerá

grande parte de carbono, responsável pela cor preta. A reatividade da cinza é devida à grande

área superficial e ao elevado teor de sílica amorfa. (SIDDIQUE; KHAN, 2011). Porém a

reatividade da sílica irá depender de fatores como a temperatura e duração da queima e do

tempo destinado à moagem, quando houver.

Muthadhi e Kothandaraman (2010) encontraram como condição ótima de incineração

a temperatura de 500 ºC com duração de uma hora, pois essa resulta na maior densidade e

máxima finura, teor máximo de sílica amorfa e maior índice de atividade pozolânica, este

também foi o processo que demandou menos energia, pois temperaturas menores acabam

exigindo mais tempo de incineração e temperaturas maiores acabam por não demandar tanto

tempo a menos, exigindo mais energia para a produção e ainda assim não alcançando uma

cinza com a qualidade encontrada na primeira situação citada. Os autores ainda colocam que a

densidade da cinza é um indicativo qualitativo de seu estado amorfo, ou seja, quanto maior a

densidade, maior o teor de material amorfo. Esta relação se deve ao fato de cinzas mais

amorfas possuírem arranjos estruturais mais desordenados, acabando por desintegrar-se com

23

maior facilidade durante a queima, ocupando um menor volume para mesma massa que outras

cinzas com características mais cristalinas.

As condições de queima também têm grande influência na morfologia final das cinzas.

Silveira et al. (2014) estudaram cinzas geradas em fornos de leito fluidizado e cinzas

peneirada e natural gerada em forno de grelha deslizante, e os resultados mostram que a

primeira obteve resultados mais satisfatórios por apresentar maior teor de sílica amorfa, entre

outras características. Os pesquisadores relacionam estes resultados com a queima controlada

que este tipo de forno proporciona.

2.2.2. Concretos com cinza de casca de arroz no estado fresco

No estado fresco do concreto, o emprego de CCA pode ocasionar alterações

significativas. Segundo Safiuddin et al. (2012) A viscosidade e fluência de concretos com

cinza de casca de arroz também são alteradas, pois a grande área superficial da cinza diminui

a água disponível, aumentando a viscosidade e diminuindo a fluência em diversos ensaios. .

No estudo conduzido pelos autores, percebeu-se que a presença dessa pozolana também

afetou a resistência à segregação do concreto para substituições acima de 15% do cimento,

sendo que, abaixo deste teor ainda há alteração, porém sem grande influência.

No trabalho de Krug (2011), ao estudar CCA oriunda da queima em grelhas

deslizantes beneficiadas por peneiramento, foram executados concretos com percentuais de

0%, 10% e 20% de cinza de casca de arroz em substituição ao cimento e também com três

relações a/agl (0,41, 0,49 e 0,57). Os resultados das propriedades no estado fresco dos

concretos demonstraram que quanto maior a inserção da pozolana, maior também é a perda de

abatimento da mistura. A presença de cinza de casca de arroz resulta no aumento do tempo de

pega das misturas. Deve ser observado que esta CCA apresentava um elevado teor de carbono

(na ordem de 7%) e este aspecto deve ser considerado na demanda de água, pois o carbono é

hidórfilo, adsorvendo-a na sua superfície.

Viatronski e Kulakowski (2013) estudaram o comportamento da fluidez e o ponto de

saturação para o aditivo superplastificante de pastas de cimento com e sem substituição de

20% deste por CCA. Os resultados mostraram que a substituição de cimento por CCA

acarretou em pastas mais coesas e que nestas houve aumento de 80% do ponto de saturação

em comparação às de referência.

24

2.2.3. Concretos com cinza de casca de arroz no estado endurecido

Além da pesquisa sobre influência da cinza em concretos no estado fresco, Krug

(2011) observou que o tempo maior exigido neste estágio é também demandado no estado

endurecido, pois, na evolução da resistência à compressão, o concreto de referência obteve

resultados melhores que os demais até os 28 dias, porém aos 91 dias os traços com cinza de

casca de arroz atingiram valores quase 10% maiores que os de referência.

As características de moagem e queima controlada da cinza utilizada como pozolana

foram estudados por Isaia et al. (2010), onde os autores demonstram que há, sim, a viabilidade

da utilização de cinza de casca de arroz em concretos estruturais mesmo quando a moagem e

a temperatura não são controladas, pois os concretos cujas cinzas adicionadas apresentam tais

características sempre retornam qualidade superior. Apesar de confirmar tal viabilidade,

Meira (2009) mostra que as porcentagens de utilização de CCA natural não devem ultrapassar

valores em torno de 25%, pois este valor não se torna técnica e economicamente viável, tendo

em vista que, para alcançar a mesma resistência à compressão, há um grande aumento no

consumo de cimento e uma diminuição significativa na relação a/agl, tornando o concreto

menos trabalhável.

O motivo disso é que, quando a queima da cinza ocorre em altas temperaturas com

resfriamento lento, a cinza em geral apresenta uma parcela com fases mais cristalinas, que faz

com que sua reação não ocorra de forma tão eficiente quanto em estado amorfo. Ou seja,

quando não se conhece ou não se tem o controle da temperatura de queima e resfriamento da

casca de arroz, também não se pode prever a composição desta pozolana e, em consequência,

seu comportamento (SANTOS, 2006).

Fedumenti (2013), Sartori (2013) e Cecconello (2013) estudaram a influência da cinza

de casca de arroz em concretos com agregado graúdo reciclado e diferentes relações a/agl

analisando a resistência à compressão, absorção de água por capilaridade e dando ênfase em,

respectivamente, o transporte de íons cloreto, a carbonatação e a retração. Nos três trabalhos a

cinza de casca de arroz promoveu aumento da resistência à compressão e diminuição da

absorção de água devido à menor porosidade dos concretos com a pozolana. Esta

característica foi observada até mesmo nos concretos com agregado graúdo reciclado,

demostrando que a cinza pode melhorar a zona de interface do agregado com a pasta de

cimento. Todos os resultados foram melhorados quando houve a inserção da CCA, com

exceção dos coeficientes de carbonatação de concretos com maior relação a/agl, que foram

majorados significativamente conforme a porcentagem de CCA aumentava.

25

Tendo em vista todos esses aspectos de melhoria que a CCA proporciona, sua

incorporação no concreto resulta em economia devido ao aumento da durabilidade das

estruturas. Sendo assim, essa é mais uma característica da sustentabilidade desses concretos,

que já começa com a reutilização de um resíduo da produção do arroz.

2.3. CONTROLE DO CONCRETO

Atualmente existem vários métodos de controle de qualidade do concreto

principalmente no estado endurecido. No estado fresco, foram desenvolvidos vários métodos

de controle de recebimento do concreto auto-adensável, porém para concretos plásticos, que

são os mais utilizados atualmente, apenas o ensaio de abatimento de tronco de cone é

utilizado e normatizado pela ABNT.

2.3.1. Controle no estado endurecido

Neste item será tratado sobre os ensaios de controle do concreto no estado endurecido:

método da maturidade e resistência à compressão axial. O método da resistividade elétrica

será abordado no item 2.4.

2.3.1.1. Método da maturidade

Neste método, tendo em vista a evolução da temperatura do concreto ao longo do

tempo, é possível obter uma estimativa de sua resistência à compressão. Normatizado pela

ASTM C1074, o método da maturidade é considerado um ensaio não destrutivo para

verificação do concreto de elementos estruturais (EVANGELHISTA, 2002).

O grande objetivo deste método é a liberação das estruturas para as próximas etapas da

obra, como por exemplo a liberação de espaços ocupados por escoras, a remoção de formas

para serem utilizadas nos próximos pavimentos, aplicação de protensão e/ou cargas (ASTM

C1074, 2011). Nos ensaios executados neste método leva-se em conta que as amostras

utilizadas são representativas de toda a estrutura, considerando-se que a temperatura é

relativamente uniforme e sabendo-se a idade de cada parte do elemento estrutural tendo em

vista também a data em que foi concretado (MEHTA; MONTEIRO, 2008). A norma fornece

método de execução e estimativa da maturidade tanto coletando amostras e obtendo os dados

em laboratório, quanto fazendo-os no local da obra, instruindo como estes devem ser

executados.

26

Tutikian et al. (2012) obtiveram bons resultados quando utilizaram o método em obra

constituída de estrutura de concreto autoadensável. Os autores observam que, com mais

estudos, a indústria de pré-fabricados poderia se beneficiar bastante com a estimativa das

resistências mecânicas dos seus concretos.

Apesar de ser este um método bem aceito, ele não exige que sejam comparados os

resultados com resultados de resistência à compressão, o que tornaria os resultados mais

confiáveis tendo em vista que a liberação da retirada de fôrmas e escoras de qualquer

elemento estrutural é uma atividade que requer bastante atenção quando executada nas

primeiras idades, ainda mais quando o objetivo é a aplicação de cargas. A ASTM deixa claro

que este é um método que resulta em uma estimativa, ou seja, é apenas um indicativo da

resistência alcançada pelo concreto, porém há uma aceitação do ensaio como sendo suficiente

para o controle tecnológico, ainda mais quando o ensaio é executado com termopares

inseridos na estrutura. A recomendação geral é de que, ao medir a temperatura pelo método da

maturidade e esta coincidir com a calibração efetuada e seja indicativa para a liberação da

estrutura, que a mesma seja confirmada com a execução do ensaio de resistência à

compressão em corpos de prova.

2.3.1.2.Resistência à compressão axial

Segundo Pacheco e Helene (2013), o Brasil possui uma das normatizações mais

exigentes e rígidas de controle do concreto. As normas americanas, por exemplo, exigem que

seja feito apenas um exemplar por dia de concretagem. O controle recomendado pelo fib

Model Code 2010 e EuroCode II para produção contínua de concreto é que, a partir dos 50 m³

iniciais, seja retirado pelo menos um exemplar por semana quando este tiver controle de

produção certificado.

Já no Brasil, a formação de lotes de amostragem e a estimativa do fck é definida pela

NBR 12.655 Concreto de Cimento Portland – Preparo, controle e recebimento (ABNT, 2015)

e as quantidade de amostragem de concreto é definida pela NBR NM 33: 1998 Concreto –

Amostragem de concreto fresco. Nesta norma é determinado que, durante a operação de

descarga, deve ser coletada amostra “após a retirada dos primeiros 15% e antes de completar a

descarga de 85% do volume total da etonada”, sendo que neste intervalo devem ser retiradas

pelo menos duas amostras.

A aceitação final do concreto se dá pelo resultado do ensaio de compressão axial,

portanto é extremamente importante que sejam bem executados o adensamento e o ensaio de

ruptura dos corpos de prova, pois a má execução destes pode diminuir em até,

27

respectivamente, 50% e 5% a resistência característica das amostras. Outra fase determinante

nesse processo é o correto acabamento da superfície dos corpos-de-prova que também pode

diminuir em até 50% o resultado (ANDRADE; TUTIKIAN, 2011). Para evitar tais

problemas, o procedimento de moldagem e cura dos corpos de prova é normatizado pela NBR

5738 (ABNT, 2008) e o ensaio de resistência à compressão destas amostras é padronizado

pela NBR 5739 (ABNT, 2007).

Para o cálculo da resistência característica (fck) do concreto admite-se uma função

estat stica de erro, conhecida como “distri uição normal de Gauss”, a qual descreve a média e

o desvio padrão das amostras. Assume-se, assim, que há a probabilidade de até 5% dos

exemplares ensaiados não alcançarem a resistência de projeto sem que esses resultados sejam

significativamente influentes na resistência efetiva (fck,ef), tendo em vista o volume de

concreto ensaiado se comparado com o concreto que foi destinado à estrutura da edificação

(HELENE; TERZIAN, 1993).

2.3.2. Controle no estado fresco

O controle de aceitação do concreto no estado fresco é normatizado pela NBR 12.655:

Concreto de Cimento Portland – Preparo, controle e recebimento – Procedimento (ABNT,

2015). Nesta norma está prescrito que para aceitação em obra do concreto no estado fresco,

deve ser determinada a consistência a cada betonada pelo abatimento de tronco de cone (para

concretos plásticos) e o espalhamento e habilidade passante em fluxo livre (para concretos

autoadensáveis). Neste trabalho não serão abordados concretos autoadensáveis devido ao

enfoque nos concretos de consistência plástica.

Há também o controle de qualidade de concretos que apresentam misturas mais secas,

realizado pelo ensaio do Consistômetro de Vebê, porém este não será abordado também pelo

fato de ser realizado apenas em laboratório, não sendo normalmente aplicável em obras

(NEVILLE, BROOKS, 2013).

Neste item será tratado so re os ensaios “Bola de Kelly”, “A atimento de tronco de

cone” e a ordado ligeiramente so re métodos estudados para a determinação da relação

água/cimento de concretos no estado fresco.

Bola de Kelly

Mais simples que o ensaio de abatimento de tronco de cone, o ensaio de bola de Kelly

pode ser executado com o concreto estando em um carrinho de mão ou até mesmo já na

28

fôrma. Neste ensaio, um hemisfério de 152 mm pesando 14 kg é solto de uma altura mínima

de 23 cm sobre a mistura de concreto que não deve ter profundidade menor que 200 mm. Este

ensaio é utilizado para avaliar alterações nas misturas. Atualmente é rara sua utilização

(NEVILLE; BROOKS, 2013).

Abatimento de tronco de cone

O método para a execução do ensaio de abatimento é normatizado pela NBR NM 67

(ABNT, 1998), e nesta também é determinada a aparelhagem a ser utilizada. Bastante

simples, tais aparelhos são metálicos e consistem de um molde metálico com forma de tronco

de cone tendo a altura de 300 mm, com diâmetro superior de 100 mm e inferior de 200 mm.

Este molde ainda possui alças laterais e é denominado “Cone de A rams”, uma placa metálica

de base para apoio do molde, uma haste de compactação e um complemento para auxílio do

enchimento do molde. O resultado é medido em milímetros, conforme mostra a Figura 4.

Figura 4 – Medida do abatimento

Fonte: ABNT (1998, p. 8)

O método consiste basicamente em preencher o molde tronco-cônico com concreto,

inserindo a mistura neste em três camadas e aplicando, em cada camada, 25 golpes com a

haste metálica para o adensamento das camadas. Preenchido com concreto, retira-se o molde

em dez segundos, coloca-se o molde ao lado do concreto e, com auxílio da haste e de uma

régua (conforme a Figura 4) mede-se quanto este concreto baixou em altura, esta medida é

chamada de abatimento.

29

Este ensaio se tornou universalmente aceito pela sua simplicidade de execução, pela

possibilidade de dar uma noção da trabalhabilidade do concreto ensaiado, por permitir uma

inspeção visual caso ocorram misturas muito secas, pobres, variações na dosagem, ou até

mesmo casos em que o concreto já inicia o endurecimento pelo atraso da entrega na obra

(NEVILLE; BROOKS, 2013). Tais fatores podem causar problemas para a execução da

estrutura por impedir o correto adensamento nas formas, por prejudicar o trabalho executado

pela mão de obra, e até mesmo por diminuir a qualidade do concreto que será aplicado.

Porém, com o advento dos aditivos químicos, conseguiu-se enfrentar tais problemas e garantir

a trabalhabilidade e consistência das misturas por um período maior de tempo após a mistura

de todos os constituintes do concreto.

Visando proporcionar um concreto de boa trabalhabilidade, até 2012 o projetista

estrutural determinava o resultado que deve ser obtido no ensaio de abatimento, geralmente

permitindo uma margem de alguns centímetros de desvio. A partir de setembro deste ano, a

NBR 7212 (ABNT, 2012) passa a classificar as medidas encontradas no ensaio de abatimento

conforme a Tabela 1, determinando também os possíveis limites. Caso o concreto não alcance

ou ultrapasse o abatimento de projeto, ou até mesmo que o responsável técnico perceber

alguma variabilidade na mistura, o lote inteiro pode ser rejeitado.

Tabela 1 – Classes de abatimento no ensaio de tronco de cone

Classe Faixa de abatimento

S10 de 10 a 50 mm

S50 de 50 a 100 mm

S100 de 100 a 160 mm

S160 de 160 a 220 mm

S220 maior que 220 mm Fonte: ABNT (2012, p. 9)

Uma crítica à importância dada a este ensaio é apresentada no trabalho de Mascolo

(2012), onde o pesquisador discute que os resultados obtidos no ensaio de abatimento de

tronco de cone não têm relação alguma com os resultados finais de resistência à compressão

de todos os concretos estudados.

Para o controle de qualidade do concreto no estado fresco, o que se busca é uma

determinada trabalhabilidade ótima, porém não existem requisitos normativos de

determinação desta, pois esta pode variar conforme a obra (MEHTA; MONTEIRO, 2008). A

trabalhabilidade tem mais relação com a adequação do concreto desde as etapas de mistura e

30

transporte até o lançamento e acabamento final deste. Já a consistência está mais ligada à

homogeneidade, coesão e escoamento, ou seja, representa uma pequena parte de um conjunto

desejado (ROMANO; CARDOSO; PILLEGGI, 2011). Portanto, cada projeto determina o

ensaio a ser executado conforme as informações que se deseja obter para o controle

tecnológico.

Métodos para a determinação da relação água/cimento

Novos métodos vêm surgindo há décadas para o controle do concreto no estado fresco,

principalmente para a determinação do teor de água nas misturas. Inúmeros testes e ensaios

foram elaborados como titulação química de cloretos, pulsos ultrassônicos, equipamento

reflectómetro, método de turbidez, separação de componentes por flutuação, tecnologia

nuclear, método do micro-ondas e da resistividade elétrica. Nenhum destes métodos

conseguiu aplicabilidade em obra por vários motivos como dificuldade de execução que

exigia corpo técnico especializado, equipamentos caros e demanda de tempo maior do que

uma obra pode aceitar para a aceitação de um lote de concreto, porém destacaram-se os dois

últimos citados (BRAUN, 2015; MANCIO ET AL., 2010).

O método do micro-ondas apresentado por Nantung (1998) baseia-se em pesar

amostras de concreto no estado fresco e secá-las pelo aquecimento em um forno de micro-

ondas. A diferença entre as massas indica o percentual de água das amostras, tendo-se a

quantidade de cimento especifica para as misturas, pode-se determinar a relação

água/cimento.

O método da resistividade elétrica, que relaciona esta propriedade do concreto no

estado fresco com relação a/c. Tendo em vista o enfoque da pesquisa, neste trabalho o método

da resistividade elétrica do concreto será abordado no item 2.5.

2.4. RESISTIVIDADE ELÉTRICA

A oposição à passagem de corrente elétrica em um material é denominada resistência

elétrica e sua unidade é o ohm (). Para determinar o valor da resistência, aplica-se uma

diferença de potencial (V) entre dois pontos de um condutor e mede-se a corrente (i)

resultante, conforme a Equação 1 (sendo V e Volts e i em Ampéres) (HALLIDAY;

RESNICK; WALKER, 2012).

31

Equação 1

Onde:

R – Resistência elétrica;

V – Diferença de potencial, ou tensão;

i – corrente elétrica.

Já o material condutor que possui/exerce resistência é chamado de resistor ( ).

Este resistor apresentará maior ou menos resistência à passagem de corrente elétrica conforme

sua resistividade elétrica () e esta característica é definida como a dificuldade que uma

corrente elétrica tem ao passar por um meio. O valor da constante de resistividade de cada

material pode ser encontrado dividindo-se o campo elétrico (E) pela densidade de corrente

elétrica (J) (Equação 2). Com isso, a unidade de resistividade é ohm-metro (×m) (BAUER;

WESTFALL; DIAS, 2012).

Equação 2

Onde:

– Resistividade elétrica;

E – Campo elétrico;

J – Densidade de corrente elétrica.

O inverso da resistividade é denominado condutividade (σ), que é representado pelas

Equações 3 e 4 e tem como unidade (×m)-1

.

Equação 3

Equação 4

Onde:

σ – Condutividade elétrica.

A resistividade característica de soluções líquidas varia com a temperatura, ou seja,

quanto maior a temperatura, maior o movimento dos íons dissolvidos e, assim, mais

facilmente ocorre a passagem da corrente elétrica na solução, aumentando a condutividade e,

logo, diminuindo a resistividade. Em metais, porém, ocorre o efeito contrário, sendo que o

32

aumento da resistividade tem relação quase diretamente proporcional ao aumento temperatura

(HALLIDAY; RESNICK; WALKER, 2012).

Segundo Halliday, Rescnick e Walker (2012) outro fator que pode influenciar na

condutividade de materiais é o fato de ser um condutor ou semicondutor. Os primeiros

o edecem à “Lei de Ohm”, onde a resistência do material é constante e independente da

diferença de potencial aplicada, e com isso, o gráfico da corrente em função da tensão resulta

em uma reta conforme a Figura 5 (a). Já nos semicondutores ocorrem alterações quando há

mudanças nas tensões aplicadas aos materiais (ou soluções), sendo assim, haverá um gráfico

“corrente x tensão” diferente sempre que houver mudança de material, como mostra o

exemplo da Figura 5 (b), onde passa haver corrente elétrica a partir de uma diferença de

potencial maior que 1,5 V.

Figura 5 – Resistência de meteriais (a) condutores e (b) semicondutores

Fonte: Halliday; Resnick; Walker (2012, p. 143)

Tendo em vista que a alteração de materiais acarreta na alteração também da

resistividade, a geologia utiliza a prospecção geofísica como um método não destrutivo de

determinação de perfis geológicos e a engenharia utiliza o método da resistividade do

concreto para controlar a corrosão de armaduras de concreto armado.

2.4.1. Resistividade de materiais porosos e o uso na geofísica

Miranda et al. (2012) explicam que as rochas são materiais heterogêneos onde os

poros são as fases líquidas ou gasosas que preenchem a fase sólida, denominada matriz, e que

a resistividade destas varia conforme o volume de água e a profundidade da rocha, pois

quanto mais profunda, maior a concentração mineralógica e, logo, maior a solução de íons

(TELFORD; GELDART; SHERIFF, 1998). Confirmando isto, Oliveira (2004) descreve que

33

os solos são materiais trifásicos compostos por sólido, líquido e ar, e coloca ainda que a fase

gasosa é sempre considerada como corpo isolante.

A resistividade de rochas também é influenciada pelo tipo de matriz rochosa, sendo

que as rochas ígneas apresentam as resistividades mais elevadas e, as rochas sedimentares, as

mais baixas (MIRANDA et al., 2012)

Em soluções, a condução de elétrons, ou seja, a corrente elétrica ocorre por meio da

migração dos íons que estão dissolvidos na solução aquosa, este processo é denominado

condução eletrolítica (TELFORD; GELDART; SHERIFF, 1998). Outros dois processos, a

condução eletrônica (ôhmica) e a condução dielétrica ocorrem, respectivamente, em

condutores metálicos por meio dos elétrons livres e em materiais pouco condutores que

polarizam suas moléculas quando aplicada corrente alternada (OLIVEIRA, 2004; NETO,

2002).

Telford, Geldart e Sheriff (1998) e Miranda et al. (2012) apresentam a Lei de Archie

(Equação 5) para descrever a resistividade de rochas, porém Mancio et al. (2010) colocam que

esta equação é a que melhor se aplica para determinação da resistividade de materiais porosos

em geral mesmo que esta tenha sido originalmente destinada para a geofísica (ARCHIE,

1942). A utilização desta é ampla por considerar a porosidade do material e a resistividade do

fluido presente nos poros.

Equação 5

Onde:

ρb – Resistividade elétrica global do material;

ρf – Resistividade elétrica da solução,

a e m – constantes empíricas (MANCIO et al., 2010).

S – fração de saturação;

ϕ – porosidade;

n – valor dependente do preenchimento dos poros.

O valor de n é próximo de 2,0 quando o preenchimento dos poros com solução aquosa

está em mais de 30% (MANCIO et al. 2010; MIRANDA et al. 2012; LI; WEI; LI, 2003;

TELFORD; GELDART; SHERIFF, 1998).

34

Sendo assim, para materiais porosos saturados a fórmula para determinação da

resistividade do material fica como apresentado na Equação 6, tendo em vista que S será igual

à 1.

Equação 6

Na geofísica, a determinação da resistividade de rochas e solos é normatizada pela

ASTM G57-06: 2012.

2.4.2. O princípio dos quatro pontos

Sabendo-se que materiais não homogêneos apresentam diferentes resistividades em

sua constituição, é possível determinar mapas das regiões de diferentes resistividades,

utilizando-se corrente elétrica contínua, medindo-se a diferença de potencial entre dois pontos

superficiais por meio da aplicação de corrente através de outros dois pontos na superfície

conforme mostra a Figura 6 (MEHTA; MONTEIRO, 2008; MIRANDA et al. 2012;

TELFORD; GELDART; SHERIFF, 1998; CASCUDO, 1997).

Figura 6 – Determinação da resitividade de materiais pelo arranjo de Wenner

Fonte: Modificado de Mehta e Monteiro (2008, p. 424)

É habitual que na Geofísica denominem-se os eletrodos de injeção de eletricidade de

A e B e os de leitura são designados M e N. No arranjo de Wenner os espaçamentos “a”

apresentam a mesma dimensão. Existem outras formas similares a este arranjo e nessas os

espaçamentos adotados são sempre diferentes, com isso ocorre também mudança nos fatores

geométricos (MIRANDA et al., 2012).

O método dos quatro pontos aplica a equação da densidade de corrente com o objetivo

de obter a diferença de potencial obtida nos pontos M e N resultante da aplicação de corrente

35

elétrica pelos pontos A e B (MIRANDA et al., 2012; MANCIO et al., 2010). A fórmula geral

dos quatro pontos é apresentada abaixo na Equação 7. Reorganizando esta com o fator

geométrico de Wenner tem-se, por fim, as Equações 8 e 9 para a determinação da

resistividade elétrica.

[

] Equação 7

Equação 8

Equação 9

Onde:

k – fator geométrico do equipamento utilizado;

VM – Tensão medida no eletrodo M;

VN – Tensão medida no eletrodo N;

AM, BM, AN, BN – Espaçamento entre os eletrodos A e M, B e M, A e N e B e N.

É interessante observar que há uma pequena alteração na Equação geral quando

aplicada à geofísica. Pois no caso do concreto, o campo elétrico forma uma esfera conforme a

Figura 7 (quando mergulhado em um corpo de prova ou estrutura). Já no caso da geofísica,

como as dimensões da esfera terrestre sempre serão muito maiores do que a profundidade da

sonda, o campo elétrico forma uma semiesfera (Figura 8 e Figura 9).

Figura 7 – Densidade de corrente em um espaço esférico

Fonte: Mancio et al. (2010)

36

Figura 8 – Densidade de corrente em um

espaço semiesférico

Fonte: Miranda et al. (2012, p. 140)

Figura 9 – Campo elétrico semiesférico na

superfície terrestre

Fonte: Miranda et al. (2012, p. 142)

Sendo assim, na Equação 8, no lugar do denominador “4πa”, entra o valor “2πa”, pois

é metade de uma esfera (MANCIO et al., 2010; MIRANDA et al., 2012).

Jordani et al. (2015) ao realizar estudo piloto com equipamento cuja distância entre

eletrodos é de duas polegadas, concluem que a dimensão mínima da seção transversal à face

de leitura é de 100 mm.

2.5. A RESISTIVIDADE ELÉTRICA NO CONCRETO

Neste item será abordado o assunto de resistividade elétrica dos concretos no estado

endurecido e no estado fresco.

2.5.1. Estado endurecido

A questão da durabilidade das estruturas vem sendo cada vez mais estudada, passando

no ano de 2013 a ser considerada na NBR 15575 (ABNT, 2013) que abrange exigências

mínimas em termos de tempo que as estruturas de edificações devem durar sem que estas

deixem de cumprir as funções que lhe foram atribuídas. Para isso, com as manutenções

mínimas que devem ser previstas em projeto, as estruturas de concreto armado precisam

suportar os mecanismos de degradação aos quais estão sujeitas, pois dentre eles, os principais

têm como consequência a corrosão da armadura do concreto (MEDEIROS et al., 2011).

Segundo Figueiredo e Meira (2013), a corrosão é um fenômeno que possui natureza

eletroquímica, provocado pelo movimento de partículas eletricamente carregadas através de

um eletrólito, que neste caso é a solução presente nos poros do concreto no estado endurecido.

Segundo os autores, quanto maior a presença desse eletrólito, mais fácil ocorre a passagem de

37

corrente iônica (condutivdade) e isso acarreta na aceleração do processo de corrosão. Sendo

assim, concretos com menor porosidade possuem pouco eletrólito (solução iônica) e acabam

por apresentar maior resistividade, o que reduz a velocidade de corrosão.

Assim como em rochas, a resistividade elétrica do concreto no estado endurecido é

determinada pela porosidade, pela concentração de íons dissolvidos nos poros do concreto,

pela matriz cimentícia (que no caso do concreto são as propriedades dos materiais da mistura)

e também pelo ambiente em que a estrutura está inserida (RILEM, 2000). A distribuição e

volume dos poros preenchidos com água também tem influência significativa na resistividade

e acaba por ter relação com a resistência à compressão do concreto (TASHIRO; ISHIDA;

SHIMAMURA, 1987).

Com o objetivo de controlar o potencial de corrosão da armadura no concreto armado

por meio de um ensaio não destrutivo, foram criados dois métodos de determinação da

resistividade elétrica do concreto: o primeiro da RILEM, denominado “método dos quatro

pontos” e o segundo é o da ABNT onde são utilizados três eletrodos. A RILEM adaptou o

método da resistividade da norma ASTM G57, que é destinada à obtenção da resistividade

elétrica de solos. O método apresentado na RILEM TC 154-EMC vem sendo mais empregado

devido à possibilidade de ser utilizado na própria estrutura enquanto que a NBR 9240 pode

ser aplicada em corpos de prova moldados ou testemunhos extraídos (CASCUDO, 1997).

Xiao e Wei (2011) usaram o método da resistividade elétrica e da maturidade para

determinar a resistência à compressão nas idades iniciais de pastas de cimento com diferentes

teores de relação a/c e, para uma relação a/c, com três diferentes temperaturas de cura. Os

resultados mostram que todas as resistividades aumentam ao longo do tempo, que a

resistividade das pastas é maior para menores relações a/c, e esta diferença se torna ainda

maior ao longo do tempo. Quanto à cura, as pastas com temperatura de 30 ºC apresentaram

maior resistividade elétrica se comparadas com as pastas que tiveram cura a 20 ºC e 15 °C,

sendo que esta última teve a menor resistividade. Os autores colocam que a resistividade é um

método não destrutivo que pode estimar a resistência à compressão de concretos.

Medeiros-Junior et al. (2014) compararam a resistividade elétrica aos 28 e aos 91 dias

de concretos com quatro tipos de cimento (CP II-F-32, CP III-RS-40, CP IV-32 e CP V-ARI)

se observaram que a presença de grandes quantidades de escória de alto forno fez com que o

CP III RS 40 se destacasse quanto à maior resistividade. Os autores colocam que isto pode ser

devido ao refinamento dos poros que a adição mineral proporciona ao concreto.

Foram executados ensaios de resistividade elétrica nos concretos utilizados para a obra

do novo canal do Panamá para a especificação e previsão de uma vida útil de 100 anos. Havia

38

sido solicitado que se utilizasse o ensaio da ASTM C1202-12 e que os concretos tivessem

difusão de cloretos menor de 1000 Coulombs, porém com o intuito de utilizar sempre a

mesma amostra foram executados os ensaios de resistividade elétrica. Ao final do trabalho,

Andrade et al. (2014) demonstram haver uma relação proporcional entre os dois ensaios e até

mesmo entre o ensaio de difusão natural de cloretos e o de resistividade elétrica. Ensaios de

resistividade elétrica também foram utilizados como parâmetro de projeto no Metrô se São

Paulo (CASCUDO, 1997).

Lubeck (2008) e Rosa (2005), ao estudarem concretos com grandes teores de escória

de alto forno, compararam os resultados de resistência à compressão com a resistividade

elétrica, analisando-se os resultados obtidos, percebe-se que para ambos os ensaios ocorre

melhoria nos valores com a idade e também que relações a/c menores sempre retornam

concretos mais resistentes. Porém, concretos sem adições retornaram sempre maiores

resistências à compressão, enquanto que os concretos com escória apresentaram valores de

resistividade elétrica muito maiores que os de referência.

Todos os autores concluem que o ensaio de resistividade elétrica é um método não

destrutivo que pode estimar a resistência e a vida útil de concretos (ANDRADE et al., 2014;

XIAO; WEI, 2011).

2.5.2. Estado fresco

O concreto no estado fresco é considerado uma solução e, como colocado no item

2.4.1, a migração dos íons dissolvidos é responsável pela condução de elétrons (TELFORD;

GELDART; SHERIFF, 1998). Portanto, em termos de resistividade elétrica, concretos no

estado fresco podem apresentar características semelhantes às rochas e aos concretos no

estado endurecido, sendo que a condutividade elétrica em rochas será maior quanto maior for

a concentração de minerais dissolvidos nos poros (MIRANDA et al., 2012). A resistividade

elétrica do concreto no estado endurecido será menor quanto maior a relação a/c da mistura

(LI; WEI; LI, 2003; WEI; LI, 2006). Já na mistura de concreto no estado fresco, a

resistividade poderá depender dos materiais adicionados e da quantidade de água presente na

mistura (MANCIO et al., 2010).

Estudos da resistividade elétrica foram feitos em pastas de cimento por Wei e Li

(2006) para verificação da hidratação do cimento. Os pesquisadores utilizaram um dispositivo

onde a resistividade elétrica foi medida por indução, sem haver contato da amostra com o

equipamento. Neste trabalho, Wei e Li observaram que há uma diminuição da resistividade

39

elétrica num período inicial, e relacionaram este com o início da hidratação do cimento, onde

há a liberação de íons na fase líquida. Para maiores idades, os autores afirmam que a

resistividade é fortemente relacionada com o volume e a tortuosidade dos poros.

Antes disso, Li, Wei e Li. (2003) já mostraram esse comportamento em pastas de

cimento, e concluíram que há diferentes períodos de resistividade conforme a inclinação das

curvas de resistividade x tempo, como por exemplo o período inicial, que os autores

denominaram dissolução e o período final no ponto crítico mínimo (M). Neste trabalho,

também não houve contato da amostra com o equipamento. Os autores ainda colocam que

quanto maior a relação água/cimento das pastas, menor a resistividade das mesmas.

Pastas podem ser consideradas como um meio poroso saturado de solução e, quanto

maior o teor de cimento, maior também o volume de sólidos na solução, o que acaba por

dificultar a passagem de corrente elétrica. Já em concretos podem haver diferentes

“porosidades” para mesmas relações a/c, da mesma forma que para diferentes relações a/c

pode haver mesma porosidade. Ou seja, maiores porosidades retornam maiores resistividades,

pois a solução dos poros acaba por apresentar menos concentração de íons que farão a

migração de elétrons.

No trabalho de Mancio et al., (2010) foi utilizada uma sonda desenvolvida com base

no arranjo de Wenner, e esta sonda foi utilizada para determinar a resistividade elétrica nas

primeiras duas horas após a mistura de concretos com quatro diferentes relações a/c (0.3, 0.4,

0.5 e 0.6) e com 0% e 25% de cinza volante. A resistividade elétrica teve resultados menores

para os concretos com menor relação a/c (Figura 10), e a utilização de cinza volante teve a

tendência de aumentar a resistividade dos concretos no estado fresco em 35%. Os autores

atribuem essa menor condutividade, com a presença da cinza, à dissolução mais lenta que é

característica da pozolana, resultando em uma menor concentração iônica do fluido presente

nos poros da mistura.

A Figura 10 mostra a evolução da resistividade nas primeiras duas horas de concretos

no estado fresco para as quatro diferentes relações a/c sem cinza volante estudadas por

Mancio et al. (2010).

40

Figura 10 – Resistividade ao longo do tempo de concretos no estado fresco

Fonte: Adaptado de Mancio et al. (2010)

Com a mesma finalidade que os trabalhos citados (WEI; LI, 2006; LI; WEI; LI, 2003;

MANCIO et al., 2010), Braun (2015) executou concretos com seis tipos de cimentos

comerciais brasileiros e quatro relações a/c (0,35, 0,45, 0,55 e 0,65) e também obteve

resultados que comprovam a relação entre a resistividade elétrica dos concretos no estado

fresco e sua relação a/c, como pode ser visualizado na Figura 11, que apresenta os valores de

resistividade estudados para os concretos trabalhados. Em todos concretos houve aumento da

resistividade com o acréscimo da relação a/c. Os concretos compostos por cimentos com altos

teores de escória e pozolana também apresentaram resistividades maiores se comparados aos

com baixo teor de adições.

Figura 11 – Resistividade dos concretos estudados por Braun (2015)

Fonte: Braun (2015, p. 115)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Resis

tiv

idad

e (Ω

-m)

Tempo (minutos) a/c 0,3 a/c 0,4 a/c 0,5 a/c 0,6

41

Tanto no trabalho de Mancio et al. (2010) quanto no de Braun (2015), os autores

elaboraram equações para a determinação da relação a/c dos concretos a partir da resistividade

elétrica que estes retornaram. Apenas Braun (2015) apresenta as equações, porém em ambos

os trabalhos as elas alcançaram valores muito próximo dos teores reais de água, apresentando

erros médios de aproximadamente 4,22% para Mancio et al. (2010) e 5,17% para Braun

(2015). Esses valores demonstram o grande potencial do método da resistividade elétrica para

o controle do concreto no estado fresco.

Em ambos os trabalhos, foi executada análise estatística dos fatores de controle

envolvidos, onde a relação a/c apresentou efeito significativo e o tempo no qual as

resistividade foram medidas não apresentou influência significativa.

Dos concretos estudados por Braun (2015), observa-se com maior atenção aos

concretos executados com CPII-F e CPII-Z que terão maior relação com a pesquisa do

presente trabalho. No primeiro tipo de cimento, o CPII-F, pode haver em sua composição até

10% de material carbonático, já o CPII-Z é caracterizado pela presença, além do mesmo teor

de material carbonático, de 6% a 14% de material pozolânico (ABNT, 1997). A presença de

pozolana nos concretos estudados no trabalho do autor (CPII-Z), se comparada com concretos

sem adição (CPII-F), acarreta em um aumento médio da resistividade elétrica no estado fresco

de aproximadamente 16%.

42

3. PROGRAMA EXPERIMENTAL

No programa experimental apresentado neste capítulo são descritos o planejamento

prévio, os materiais e os métodos dos experimentos.

3.1. VARIÁVEIS DA PESQUISA

Para o alcance dos objetivos propostos neste trabalho, foram impostas as seguintes

variáveis de pesquisa: fatores de controle, variáveis fixas e variáveis de resposta.

3.1.1. Fatores de controle com níveis variáveis

Os fatores de controle e os níveis de estudo deste trabalho estão apresentados na

Tabela 2. Estes fatores totalizam 24 traços.

Tabela 2 – Fatores de controle com níveis variáveis de estudo

Fatores de

controle Relação a/agl Teor de CCA (%) Aditivo

Níveis de

estudo 0,35 0,45 0,55 0,65 0 10 20 Sem Com

Fonte: Elaborada pela autora

3.1.2. Fatores de controle com nível fixo

Os fatores de controle que permaneceram fixos neste estudo são:

- Tipo de cimento: Cimento CP II F-32;

- Tipo de adição mineral: cinza de casca de arroz proveniente de um único local e lote;

- Tipo de aditivo: aditivo superplastificante à base de policarboxilato.

3.1.3. Fatores não controlados

Os fatores que não poderão ser controlados na execução dos concretos são:

- Temperatura de moldagem e cura;

- Umidade de moldagem e cura.

43

3.1.4. Variáveis de resposta

As variáveis de resposta para os ensaios realizados são:

- Resistividade elétrica dos concretos no estado fresco;

- Resistividade elétrica dos concretos no estado endurecido até os 63 dias;

- Resistência à compressão aos 7, 28 e 63 dias;

- Abatimento dos concretos;

- Absorção de água por capilaridade aos 28 dias.

3.2. MATERIAIS

Na sequência são apresentados os materiais que foram empregados para a realização

dos ensaios desta pesquisa.

3.2.1. Cimento

O cimento que foi utilizado na pesquisa é o CP II-F-32, lote 23/12/2014, por não

possuir adições reativas, facilitando a compreensão da influência da utilização da cinza de

casca de arroz. A Tabela 3 apresenta a caracterização química e física do cimento CPII F-32,

sendo esta retirada do site do fabricante.

Tabela 3 – Caracterização química e física do cimento CPII F-32

(continua)

Parâmetro Resultados Al2O3 (%) 4,40 SiO2 (%) 18,49

Fe2O3 (%) 2,59 CaO (%) 59,93 MgO (%) 4,76 SO3 (%) 2,78

Perda ao Fogo (%) 4,92 CaO Livre (%) 1,37

Resíduo Insolúvel (%) 1,74 Equivalente Alcalino (%) 0,62 Expansão à Quente (mm) 0,00

Início de Pega (h:min) 3:10 Fim de Pega (h:min) 4:00

Água Cons.Normal (%) 27,30 Blaine (cm²/g) 3.410

#200 (%) 2,2 #325 (%) 14,6

fc 1 dia (MPa) 14,9

44

(conclusão)

Parâmetro Resultados fc 3 dias (MPa) 28,6 fc 7 dias (MPa) 33,8 fc 28 dias (MPa) 42,0

Massa Específica (g/cm³) 3,1030 Fonte: Cimento Itambé

3.2.2. Cinza de casca de arroz

Conforme colocado na bibliografia, a queima e a moagem da cinza de casca de arroz

apresentam influência benéfica em concretos, por isso, a cinza utilizada neste trabalho teve

sua queima controlada em forno de leito fluidizado, sendo oriunda da cidade de Alegrete, RS.

A massa específica da cinza, determinada no Laboratório de Valorização de Materiais (LVM)

da Unisinos, é de 2,2836 g/cm³ e a área específica é 85.639 cm²/g, determinada pelo método

de adsorção de nitrogênio BET. A dimensão média da partícula, determinada por

granulometria de difração laser, realizada no LCVM da Unisinos, com o equipamento

Microtac S3500, é de 6,22 µm e a distribuição granulométrica é apresentada no gráfico da

Figura 12.

Figura 12 – Distribuição granulométrica da Cinza de casca de Arroz.

Fonte: Fedumentti (2013)

0,01 0,1 1 10 100 1000

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

cinza de casca de arroz

Pas

sante

(%

)

Tamanho (m)

45

A caracterização química da CCA é apresentada na Tabela 4. O índice de atividade

pozolânica da CCA com aditivo superplastificante foi de 132%.

Tabela 4 – Caracterização química da cinza de casca de arroz

Parâmetro Teor (%)

SiO2 94,99

K2O 1,01

SO3 0,57

Cl 0,43

CaO 0,33

MnO 0,20

Al2O3 0,18

P2O5 0,10

Fe2O3 0,06

TiO2 0,01

MgO 0,01

ZnO 0,00

P.F. 2,12

Fonte: Silveira et al. (2014)

Conforme apresentado na Tabela 4, a cinza de casca de arroz utilizada neste trabalho

apresenta uma soma de SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 de 95,23% do total de sua composição, muito

superior ao 50% que é o mínimo exigido pela NBR 12653 (ABNT, 2014) para estas

pozolanas. Pela norma esta é classificada como classe E e apresenta perda ao fogo 2,12%

quando o máximo exigido é de 6% para a classe.

3.2.3. Aditivo superplastificante

O aditivo que foi adicionado em parte dos concretos é superplastificante à base de

policarboxilato. Foi determinado o teor máximo de aditivo a ser adicionado com base na

massa de cimento e no teor de sólidos para que não houvesse alteração na relação

água/cimento dos concretos.

Segundo o fabricante, este aditivo “é baseado em uma cadeia de éter policarboxílico

modificado que atua como dispersante do material cimentício, propiciando super plastificação

e alta redução água, tornado o concreto com maior trabalhabilidade sem alteração do tempo

de pega”. O fa ricante ainda disponibiliza os dados apresentados na Tabela 5.

46

Tabela 5 – Característcas do aditivo superplastificante

Teste Método BASF Especificação Unidade

Aparência TM 761B Líquido branco turvo Visual

pH TM 112 B 5 - 7 -

Densidade TM 103 B 1,067 - 1,107 g/cm3

Sólidos TM 613 B 28,5 - 31,5 %

Viscosidade TM 117 < 150 cps

Fonte: NTC Brasil (2015)

3.2.4. Agregado graúdo

O agregado graúdo empregado na pesquisa foi brita basáltica proveniente da cidade de

Campo Bom, Rio Grande do Sul. Este foi uma doação de empresa de concretagem da região

do vale do rio dos Sinos que disponibilizou os dados de massa específica e granulometria e

que estão apresentados na Figura 13, na Tabela 6 e na Tabela 7. A massa específica e a

absorção foram executadas conforme a NBR NM 53 (ABNT, 2009) e, a granulometria,

conforme NBR NM 248 (ABNT, 2003).

Tabela 6 – Caracterização física do agregado graúdo

GRANULOMETRIA (NBR NB 248: 2003)

Módulo de finura 6,12

Dimensão máxima (mm) 12,5

MASSA ESPECÍFICA (NM 53:2009)

Agregado seco (g/cm³) 2,86

Saturado superfície seca (g/cm³) 2,74

Massa específica (g/cm³) 2,67

Absorção (%) 2,3

Fonte: Empresa doadora

Tabela 7 – Composição Granulométrica do agregado graúdo

Abertura da Peneira

(mm)

Massa retida

(%)

Massa retida

Acumulada (%)

<19 1 1

<12,5 11 12

<9,5 32 44

<6,3 29 73

<4,75 25 98

<2,38 1 99

<1,19 1 100

Fonte: Empresa doadora

47

Figura 13 – Curva granulométrica do agregado graúdo

Fonte: Elaborada pelos dados da empresa doadora

3.2.5. Agregado miúdo

O agregado miúdo utilizado foi areia de origem quartzosa também doação de empresa

de concretagem da região do vale do rio dos Sinos. A areia é proveniente da do Rio Jacuí na

cidade de Esteio, Rio Grande do Sul. As caracterizações físicas também foram

disponibilizadas pela empresa seguindo as normas NBR NM 248 (ABNT 2003) para a

composição granulométrica e NBR NM 52 (ABNT 2009) para massa específica e absorção.

Estes dados são apresentados na Figura 14, na Tabela 8 e na Tabela 9.

Tabela 8 – Caracterização física do agregado miúdo

GRANULOMETRIA (NBR NB 248: 2003)

Módulo de finura 2,28

Dimensão máxima (mm) 2,32

MASSA ESPECÍFICA (NM 52:2009)

Agregado seco (g/cm³) 2,62

Saturado superfície seca (g/cm³) 2,64

Massa específica (g/cm³) 2,63

Absorção (%) 0,30

Fonte: Empresa doadora

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

2,4 4,8 6,3 9,5 12,5 19 25 31,5 37,5 50 63 75

Po

rce

nta

gem

Acu

mu

lad

a (%

)

Abertura das Peneiras (mm)

Brita empregada4,75/12,59,5/25

48

Tabela 9 – Composição Granulométrica do agregado miúdo

Abertura da Peneira

(mm)

Massa retida

(%)

Massa retida Acumulada

(%)

<6,3 1 1

<4,8 4 5

<2,4 9 14

<1,2 33 47

<0,6 20 67

<0,3 31 98

<0,15 2 100

Fonte: Empresa doadora

Figura 14 – Curva granulométrica do agregado miúdo

Fonte: Elaborada pelos dados da empresa doadora

3.2.6. Relação água/cimento e água/aglomerante

Foram adotadas as relações água/cimento utilizadas no trabalho de Braun (2015),

sendo elas 0,35, 0,45, 0,55 e 0,65. Para poder estabelecer curva de comportamento da relação

entre resistividade e relação a/c é necessário no mínimo quatro pontos.

A água que empregada nos ensaios é procedente da rede de abastecimento público do

SEMAE, localizada na cidade de São Leopoldo, Rio Grande do Sul.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

<0,15 0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 6,3 9,5

Po

rce

nta

gem

Acu

mu

lad

a (%

)

Abertura das Peneiras (mm)

Areia empregada

Zona Ótima

Zona Utilizável

49

3.3. PRODUÇÃO DOS CONCRETOS

Neste item será descrita a elaboração dos concretos desde os cálculos para as

determinações dos traços, apresentando fatores fixados, os consumos de materiais

empregados, a forma de execução das misturas e, por fim, apresentada a forma de moldagem

e cura dos corpos de prova.

3.3.1. Determinação dos traços

Para a determinação dos traços, fixou-se o teor de argamassa em 55% e o teor de

umidade (H) em 9% para os concretos que não receberam aditivo superplastificante em sua

mistura, e 7,5% para os concretos que receberam. Não foi fixado abatimento, em função de

que o objetivo era avaliar a influência do aditivo superplastificante neste ensaio, assim, o teor

de aditivo adicionado às misturas foi de 0,4% em relação à massa de cimento, considerando-

se ainda 70% de sólidos na composição do aditivo, conforme indica o fabricante.

Apesar disso, percebeu-se que a mudança no teor de umidade também acabou por

influenciar na mudança de resistividade das misturas, essa alteração é discutida no capítulo 4.

A substituição de cimento por cinza de casca de arroz foi calculada em massa com

compensação de volumes, tendo em vista as diferenças de massa específica de cada material.

Ou seja, para um mesmo volume dos dois materiais, a cinza de casca de arroz que possui

massa específica menor foi adicionada com menor massa do que a massa de cimento. Foi

utilizada a Equação 10 para essa determinação.

Equação 10

Onde:

MCIM – massa de cimento

MCCA – massa de cinza de casca de arroz

γCIM – massa específica do cimento

γCCA – massa específica da cinza de casca de arroz

50

Tendo-se as massas específicas de cada material, foram definidos os traços unitários e

os consumos de cada concreto. Os traços unitários e os consumos são apresentados na Tabela

10 para os concretos sem aditivo e na Tabela 11 para os concretos com aditivo.

Tabela 10 – Traços unitários e consumo de materiais para concretos sem aditivo

Traço

Unitário (kg)

CCA

(%) a/agl

C

(kg/m³)

CCA

(kg/m³)

Areia

(kg/m³)

Brita

(kg/m³)

Água

(kg/m³)

1:1,14:1,75 0 0,35 562 0 640 983 197

1:1,75:2,25 0 0,45 435 0 761 978 196

1:2,36:2,75 0 0,55 355 0 837 975 195

1:2,97:3,25 0 0,65 300 0 890 973 195

1:1,14:1,75 10 0,35 506 34 640 983 210

1:1,75:2,25 10 0,45 391 27 761 978 209

1:2,36:2,75 10 0,55 319 22 847 987 211

1:2,97:3,25 10 0,65 270 18 899 983 210

1:1,14:1,75 20 0,35 449 61 640 983 224

1:1,75:2,25 20 0,45 348 47 761 978 223

1:2,36:2,75 20 0,55 284 39 857 998 227

1:2,97:3,25 20 0,65 240 33 907 992 226 Fonte: Elaborada pela autora

Tabela 11 – Traços unitários e consumo de materiais para concretos com aditivo

Traço

Unitário (kg)

CCA

(%) a/agl

C

(kg/m³)

CCA

(kg/m³)

Areia

(kg/m³)

Brita

(kg/m³)

Água

(kg/m³)

1:1,57:2,10 0 0,35 482 0 755 1013 169

1:2,30:2,70 0 0,45 374 0 859 1008 168

1:3,03:3,30 0 0,55 305 0 925 1006 168

1:2,77:3,90 0 0,65 257 0 970 1004 167

1:1,57:2,10 10 0,35 434 33 767 1028 183

1:2,30:2,70 10 0,45 336 25 854 1003 179

1:3,03:3,30 10 0,55 274 21 925 1006 179

1:2,77:3,90 10 0,65 232 18 970 1004 179

1:1,57:2,10 20 0,35 386 66 745 998 189

1:2,30:2,70 20 0,45 299 51 850 997 189

1:3,03:3,30 20 0,55 244 42 925 1006 190

1:2,77:3,90 20 0,65 206 35 970 1004 190 Fonte: Elaborada pela autora

51

3.3.2. Execução das misturas

Os concretos foram executados no durante vários dias de verão e com isso as

temperaturas variaram entre 21 ºC e 38 ºC e as umidades relativas do ar ficaram entre 48% e

92%. Estas variações podem acarretar em mudanças no abatimento dos concretos.

As misturas foram executadas no Laboratório de Materiais de Construção da Unisinos

em betoneira de eixo vertical com capacidade aproximada em 70 litros. Nesta, primeiramente

foi aplicada uma imprimação de argamassa com mesmo traço do concreto que seria

misturado, evitando qualquer possível alteração nos ensaios devido a perdas pela aderência de

massa nas paredes. Após a imprimação, foram colocados os materiais na ordem a seguir:

1 – Colocação do agregado graúdo;

2 – Colocação de 50% de água;

3 – Colocação do cimento e da porcentagem de CCA, quando fosse o caso;

4 – Colocação do agregado miúdo;

5 – E por fim, os outros 50% de água e aditivo, quando fosse o caso.

Tendo sido misturados todos os materiais, após quatro minutos da adição da água foi

verificada a consistência do concreto executando-se o ensaio de abatimento de tronco de cone

conforme NBR NM 67 (ABNT, 1998). Este tempo foi padronizado para todos os concretos.

Concluída a determinação da consistência, o concreto utilizado neste ensaio foi

colocado de volta na betoneira para aproveitamento deste volume considerável de concreto e

o material foi novamente misturando-se por mais um minuto para se obter uma mistura

homogênea.

3.3.3. Moldagem e cura dos corpos de prova

Após a homogeneização da mistura foi colocado concreto nos recipientes plásticos

cilíndricos para o ensaio de resistividade elétrica no estado fresco e foram moldados nove

corpos de prova cilíndricos de 100 x 200 mm em duas camadas de doze golpes cada, para os

ensaios de resistência à compressão axial, dois corpos de prova prismáticos de 75 x 75 x 285

mm em duas camadas de 23 golpes, para os ensaios de resistividade elétrica no estado

endurecido, e mais dois corpos de prova prismáticos de 60 x 60 x 180 mm em duas camadas

de 12 golpes, para os ensaios de absorção de água por capilaridade.

52

Após 24 horas, todos os corpos de prova foram removidos de suas fôrmas,

identificados e levados para cura submersa em tanques de água saturada de cal em sala com

temperatura constante de 21 ± 2 ºC.

Os corpos de prova cilíndricos foram removidos dos tanques no dia de cada ensaio,

conforme a idade determinada. Os corpos de prova prismáticos para ensaio de resistividade

elétrica permaneceram submersos todo o tempo, sendo removidos apenas no momento da

execução dos ensaios.

Os corpos de prova prismáticos para o ensaio de absorção de água foram removidos da

saturação quando o primeiro traço completou 28 dias. Neste dia, todos os corpos de prova

foram cortados para a obtenção das três amostras de 30 mm de espessura. Foi feita limpeza

com água do que ficou aderido e as amostras dos traços que ainda não haviam completado 28

dias foram levadas de volta para a cura submersa. Conforme as amostras completavam os 28

dias, estas eram removidas e levadas para secagem e interrupção da cura em estufa à 100 ºC

até a data do ensaio.

3.4. MÉTODOS DE ENSAIO

Neste estudo foram executados os ensaios de abatimento de tronco de cone,

compressão axial, absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica no estado

endurecido e no estado fresco. Foi, também, feita análise estatística dos resultados.

3.4.1. Abatimento de tronco de cone

O ensaio de abatimento do tronco de cone foi executado conforme a NBR NM 67

(ABNT, 1998), onde foram determinados os abatimentos relativos de cada traço logo após

cada moldagem. Estes ensaios foram executados no laboratório de materiais de construção da

Unisinos. O tempo em que este ensaio foi realizado após a mistura dos materiais foi

padronizado em 4 minutos para todos os traços, buscando-se uma maior precisão na obtenção

final dos resultados.

53

3.4.2. Resistência à compressão axial

Este ensaio foi realizado no LMC da Unisinos conforme a norma NBR 5739 (ABNT,

2007) aos 7, 28 e 63 dias, sendo ensaiadas três amostras para cada idade. Antes da execução

deste ensaio, todos os corpos de prova tiveram a base e o topo retificados e, após, foram

determinadas três dimensões de altura e duas de diâmetro, para que fosse aplicado o fator de

correção determinado pela norma conforme necessário.

3.4.3. Absorção de água por capilaridade

Para a determinação da absorção de água por capilaridade foi executado o ensaio

descrito pela RILEM TC 116 PCD e modificado por Werle (2010), porém, sendo utilizados

corpos de prova prismáticos de dimensões 60 x 60 x 180 mm. Destes, foram retiradas três

amostras de 30 mm de cada corpo de prova, excluindo-se as extremidades. Adotou-se o

emprego de corpos de prova prismáticos para que todas as fatias empregadas tivessem o

mesmo sentido de moldagem, isolando desta forma, o eventual efeito de exsudação do

concreto, conforme observado em Hentges e Kulakowski (2012).

Antes da execução do ensaio, as amostras foram secas em estufa para evitar qualquer

possível umidade. Assim que houve a estabilização da massa, as amostras foram colocadas

em dessecador para a redução da temperatura e, então foi executada a impermeabilização das

amostras, onde estas foram cobertas na parte superior com balões, pois o látex não adere à

superfície permitindo a saída de ar e impedindo a entrada de umidade, e as laterais foram

vedadas com fita de alta aderência. Desta forma, apenas a face inferior teve contato com o

meio externo. Até o momento do ensaio as amostras foram mantidas no dessecador para que

permanecessem em temperatura ambiente, sem absorver umidade.

Assim como apresentado na Figura 15, durante o ensaio as amostras foram colocadas

em cima de estrados, dentro de bandejas plásticas com água para garantir a imersão de 3 mm.

Para evitar que o nível diminuísse, foi providenciado abastecimento constante com

aparelhagem própria do laboratório e, composta por reservatório e torneira com vazão

constante e regulável. Para que o nível não aumentasse de 3 mm, as bandejas possuem

abertura lateral para extravasão da água.

54

Figura 15 – Método de absorção por capilaridade

Fonte: Werle (2010, p. 76)

O ensaio se inicia medindo-se as massas das amostras secas e colocando-as nos

estrados. As próximas medidas são executadas aos 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 30 e 60 minutos e 2, 3,

4, 5, 6, 24, 48, 72 e 96 horas. Nestas, ao retirar as amostras da água, é feita uma leve secagem

com pano úmido para a retirada do excesso de água.

Com este ensaio, podem ser obtidos gráficos da absorção capilar de água (em massa)

ao longo do tempo, taxas de absorção e resistência capilar. A fase de absorção de água das

amostras resulta em uma reta ascendente ao longo do tempo. A inclinação desta reta, dividida

pela área do corpo de prova resulta na taxa de absorção, em g/cm²*min1/2

.

3.4.4. Resistividade elétrica no estado endurecido

A resistividade elétrica do concreto no estado endurecido foi determinada com a

utilização de equipamento Resipod, da empresa Proceq, que é desenvolvido com base no

método dos quatro eletrodos (ou método dos quatro pontos) com o arranjo de Wenner.

O ensaio decorre conforme descrito no item 2.4.2, ou seja, é aplicada corrente elétrica

alternada pelos dois eletrodos externos e a diferença de potencial é determinada pelos dois

eletrodos internos, a medida de resistividade é obtida por voltímetros conectados ao

equipamento, conforme mostra a Figura 16.

Ao se pressionar os eletrodos do equipamento sobre a superfície do material a ser

ensaiado, é liberada uma frequência de 40 Hz e tensão máxima de 38 Volts. O espaçamento

entre eletrodos é de 50 mm.

55

Figura 16 – Esquema da execução do ensaio

Fonte: Proceq (2013, p. 4)

A profundidade que as linhas de fluxo de eletricidade da corrente alcançam na amostra

de concreto possui aproximadamente a mesma medida que o espaçamento entre os eletrodos.

Por isso, foram moldadas amostras de 75 x 75 x 285 mm, evitando qualquer influência

externa nos resultados.

Para a realização dos ensaios de resistividade elétrica, as amostras foram mantidas

saturadas em solução de água com cal e em temperatura controlada na sala de cura. No

momento do ensaio, a superfície das amostras foi seca com pano úmido para remover o

excesso de água, evitando uma possível passagem de corrente elétrica pela área externa dos

corpos de prova. Teve-se o cuidado, ainda, de utilizar um estrado plástico como base para as

amostras, conforme mostra a Figura 17, pois a sala de cura possui umidade interna de 95% e

percebeu-se que a superfície onde eram realizados os ensaios exercia influência sobre os

resultados, dados sempre em k.cm.

56

Figura 17 – Ensaio de resistividade elétrica no estado endurecido

Fonte: Elaborada pela autora

Para evitar a influência de possíveis erros de moldagem ou mistura, foram executadas

duas amostras para cada traço e nos resultados foi utilizada a média de resistividade destas.

Evitando, também, interferências que a rugosidade superficial dos corpos de prova poderia

ocasionar na aplicação ou leitura da corrente elétrica pelos eletrodos, foram executadas

leituras sempre na face inferior (base) das amostras.

3.4.5. Resistividade elétrica no estado fresco

A resistividade elétrica do concreto no estado fresco foi determinada com sonda

desenvolvida da mesma forma que a utilizada no trabalho de Braum (2015). Conforme

ilustrado na Figura 18, esta sonda é conectada pelos eletrodos A e B em série a uma fonte de

alimentação externa e a um resistor de resistência conhecida (R = 150 Ω). A fonte fornece

uma corrente alternada (AC) com amplitude de 1,5 V com frequência de 1,0 KHz. Foi

conectado, ainda, um voltímetro em paralelo com o resistor conhecido e outro voltímetro em

paralelo aos eletrodos centrais M e N para determinação das diferenças de potencial,

respectivamente, do resistor conhecido (V0) e do concreto (VC). A Figura 19 mostra os

aparelhos conectados à sonda.

57

Figura 18 – Esquema do circuito elétrico empregado no experimento

Fonte: Elaborada pela autora

Figura 19 – Aparelhos utilizados nos ensaios de resistividade elétrica

Fonte: Elaborada pela autora

Para a execução do ensaio, logo após a mistura e execução do ensaio de abatimento de

tronco de cone, foi colocado concreto em dois recipientes cilíndricos plásticos de

aproximadamente 30 x 40 cm para obter resultados de duas amostras. Os recipientes foram

58

preenchidos com concreto a uma altura suficiente para que a área dos eletrodos fosse

completamente submergida quando a sonda for inserida verticalmente na amostra.

No momento da inserção da sonda no centro da amostra (Figura 20), a corrente flui

através do concreto e são medidas as diferenças de potencial exibidas nos voltímetros. Essas

resistências foram medidas três vezes a cada dez minutos durante aproximadamente duas

horas, intercalando-se as duas amostras de cinco em cinco minutos, e os resultados

apresentados representam as médias destas três leituras. Pouco antes de cada leitura, foi

executada uma remistura do concreto, com auxílio em uma colher de pedreiro (Figura 20),

para evitar que uma possível exsudação de água interfira nos resultados.

Figura 20 – Ensaio de resistividade em andamento

Fonte: Elaborada pela Autora

A resistividade do concreto (ρc) é uma propriedade do material e é independente da

geometria da amostra, esta é dada por: ρc= k x Rc, onde k é o fator geométrico determinado

conforme a geometria da sonda (determinado no item 3.4).

A sonda que foi utilizada nesta pesquisa (Figura 21) foi desenvolvida da mesma forma

que a utilizada no trabalho de Braun (2015). Esta sonda foi desenvolvida com base no arranjo

de Wenner a partir do princípio dos quatro pontos apresentado no capítulo 2.4. Seus eletrodos

são de aço inoxidável e estão separados por um material plástico não-condutor a uma

distância de 25,4 mm entre eixos.

59

Figura 21 – Equipamento utilizado nos ensaios de resistividade elétrica

Fonte: Elaborada pela autora

O equipamento é constituído de barras de PVC rosqueadas aos eletrodos. As barras

plásticas formam pequenos tubos, onde é possível a passagem dos cabos condutores. O

diâmetro externo das barras 20 mm. A Figura 22 apresenta o corte esquemático do

equipamento. Cada eletrodo apresenta 20 mm de diâmetro externo, 5 mm de espessura dois

orifícios internos, sendo um deles no centro, com 4 mm de diâmetro, para a passagem dos fios

condutores, e outro junto à uma das roscas por onde é a conexão do fio com o eletrodo e a

superfície metálica (BRAUN, 2015).

Figura 22 – Corte esquemático do equipamento

Fonte: Braun (2015, p. 76)

A parte central do equipamento foi preenchida com resina epóxi bicomponente para

selar qualquer possível infiltração de água, evitando que ocorram alterações nos resultados.

Foi ainda conectado à extremidade do equipamento uma peça ligada aos 4 fios

condutores, sendo que esta permite uma possível substituição do cabo externo. Na parte

externa, o ca o utilizado é “ lindado” quanto a poss veis interferências eletromagnéticas.

3.4.6. Análise dos dados

O tratamento e a análise estatística dos dados foi realizado através da análise de

variância (ANOVA) do Software Statistica 10 como forma de investigação da diferença

60

significativa ou não a um nível de 5% entre os efeitos dos fatores de controle sobre a

resistividade elétrica dos concretos, bem como a interação entre eles.

Os fatores de controle envolvidos na análise foram: a presença ou não de aditivo

superplastificante (AD), o teor de substituição de cimento por cinza de casca de arroz (CCA)

e a relação água/cimento ou água/aglomerante (a/c). A variável de resposta foi a resistividade

elétrica dos concretos no estado fresco.

3.5. CALIBRAÇÃO DO EQUIPAMENTO E DETERMINAÇÃO DO FATOR

GEOMÉTRICO K

A calibração do equipamento é necessária para a determinação do fator geométrico

(k). Tendo o fator geométrico e conhecendo-se corrente elétrica (i) inserida no concreto

através da sonda, pode-se obter a resistividade do material com base na medição da tensão nos

dois eletrodos internos (BRAUN, 2015).

O fator geométrico pode ser obtido teoricamente utilizando-se a Equação 8 ou

determinado experimentalmente através de soluções conhecidas de cloreto de sódio (NaCl).

3.5.1. Fator geométrico (k) teórico

Teoricamente, o fator geométrico (k) pode ser obtido com a Equação 11 apresentada

abaixo, que representa o divisor da Equação 8.

Substituindo-se a incógnita “a” pela distância de projeto da sonda entre eletrodos que

neste caso é de 2,54 mm, obtém-se o coeficiente de 0,319.

Equação 11

( )

3.5.2. Fator geométrico (k) medido

Experimentalmente, a calibração da sonda foi executada conforme indicam os

trabalhos de Mancio et al. (2010) e Braun (2015). Com isso, foram diluídos diferentes três

diferentes teores de sal na água da rede de abastecimento local a uma temperatura de 23 2 ºC

61

no mesmo recipiente plástico cilíndrico utilizado nos ensaios de resistividade elétrica no

estado fresco (aproximadamente 30 x 40 cm).

Com o auxílio de um condutivímetro foi adicionado cloreto de sódio na água até que

se tivessem as condutividades de 10 mS/cm, 2 mS/cm e 1 mS/cm, que correspondem às

resistividades de 1 Ω.m, 5 Ω.m e 10 Ω.m, respectivamente. A cada condutividade alcançada

foram feitas três leituras de diferença de potencial dadas pelos voltímetros.

As leituras de resistividade obtidas, os coeficientes geométricos determinados e o

coeficiente final estão apresentados na Tabela 12.

Tabela 12 – Resultados da calibração da sonda

Resisitividade r (Ω-m) k1

Baixa ( 1 .m)

0,998004 0,48004

0,999001 0,46563

0,998502 0,46563

Média ( 5 .m)

5,125577 0,42230

5,122951 0,42221

5,130836 0,42430

Alta ( 10 .m)

9,487666 0,40900

9,389671 0,41119

9,478673 0,40896

k médio 0,434

Fonte: Elaborada pela autora

O fator geométrico encontrado é 36% maior do que o fator calculado, porém deve-se

observar que este valor depende unicamente das dimensões do equipamento.

Acredita-se que isto pode ter ocorrido em função da variação das dimensões de projeto

e efetivamente existentes após a produção das peças e montagem da sonda, pois a resina

empregada para garantir a solidarização e vedação da mesma pode ter introduzido erros nas

medidas.

Para o cálculo da resistividade elétrica foi adotado o fator geométrico obtido

experimentalmente.

62

4. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Tendo em vista a grande quantidade de dados obtidos, a partir da resistividade elétrica

no estado fresco, as demais variáveis de resposta serão apresentadas relacionando-as com a

resistividade elétrica no estado fresco.

4.1.RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO

A evolução da resistividade dos concretos estudados ao longo dos 120 minutos de

ensaio é apresentada nos gráficos da Figura 23, da Figura 24 e da Figura 25.

Figura 23 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (0% CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

Figura 24 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (10% CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 20 40 60 80 100 120 140

(

m)

t (min)

0% CCA - Sem Aditivo

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 20 40 60 80 100 120 140

(

m)

t (min)

0% CCA - Com Aditivo

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 20 40 60 80 100 120 140

(

m)

t (min)

10% CCA - Sem Aditivo

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 20 40 60 80 100 120 140

(

m)

t (min)

10% CCA - Com Aditivo

63

Figura 25 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (20% CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

Nos gráficos constam as médias das três leituras das duas amostras de cada traço

estudado sendo que cada amostra teve suas leituras feitas a cada dez minutos, ficando cinco

minutos de intervalo entre as duas.

Vê-se, na legenda, que os pontos mais claros são sempre da amostra número dois e, os

pontos mais coloridos, da amostra um. Sendo assim, percebe-se que as duas amostras

apresentaram valores sempre muito semelhantes entre si, e que as diferenças que acabaram

aparecendo em algumas podem ser decorrentes de misturas desiguais entre as duas ao longo

do ensaio, o que pode ter acarretado na exsudação de água em alguma delas.

Com base nesses resultados, obtiveram-se as médias de resistividade elétrica no estado

fresco de cada concreto, apresentadas na Tabela 13 e visualizadas nos gráficos da Figura 26,

da Figura 27 e da Figura 27.

Tabela 13 – Resistividades médias dos concretos (.m)

Relação

a/agl

Sem aditivo Com aditivo

0%CCA 10%CCA 20%CCA 0%CCA 10%CCA 20%CCA

0,35 3,26 3,46 3,97 5,28 4,96 5,06

0,45 4,69 4,39 4,93 6,78 6,51 6,58

0,55 5,29 5,35 5,39 7,51 8,62 7,91

0,65 6,36 6,59 5,85 9,75 9,27 9,43

Fonte: Elaborada pela autora

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 20 40 60 80 100 120 140

(

m)

t (min)

20% CCA - Sem Aditivo

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 20 40 60 80 100 120 140

(

m)

t (min)

20% CCA - Com Aditivo

64

Figura 26 – Relação entre resistividade no

estado fresco e relação a/c dos concretos com

0% de CCA

Fonte: Elaborada pela autora

Figura 27 – Relação entre resistividade no

estado fresco e relação a/agl dos concretos

com 10% de CCA

Fonte: Elaborada pela autora

Figura 28 – Relação entre resistividade no estado fresco e relação a/agl concretos com 20% de

CCA

Fonte: Elaborada pela autora

Pode-se observar, tanto nas Figura 23, 24 e 25 quanto nas Figuras 26, 27 e 28, que

para todos os traços estudados o aumento da relação água/cimento ou água/aglomerante

resultou em um acréscimo na resistividade elétrica, efeito que já era esperado por ser igual ao

estudado por Mancio et al. (2010) e Braun (2015). A presença de aditivo superplastificante e a

y = 18,688x2 - 4,5762x + 4,7112 R² = 0,9749

y = -8,9522x2 + 18,854x - 2,1763 R² = 0,9827

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

(

m)

a/c

0% CCA

y = -22,476x2 + 37,506x - 5,5136 R² = 0,9827

y = 7,8392x2 + 2,5265x + 1,6239 R² = 0,9994 3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

(

m)

a/c

10% CCA

y = 0,1914x2 + 14,246x + 0,0738 R² = 0,9993

y = -12,643x2 + 18,734x - 1,0132 R² = 0,9931 3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

(

m)

a/c

20% CCA

65

redução no teor de umidade das misturas também resultou em aumento nos valores, pois a

resistividade elétrica dos concretos com aditivo ficou em média 47% maior em relação aos

concretos sem aditivo. Já a cinza de casca de arroz apresenta alterações nos valores na ordem

de 1%.

Foram ajustadas curvas polinomiais para modelar o efeito da relação a/agl sobre a

resistividade elétrica dos concretos estudados. A partir destas curvas é possível estimar a

relação a/c ou a/agl de concretos no estado fresco com base na resistividade elétrica medida..

As equações, bem como as estimativas das relações a/c ou a/agl a partir destas, são

apresentadas no item 4.8.

A análise de variância da resistividade elétrica no estado fresco é apresentada na

Tabela 14, onde é apresentada a influência significativa do efeito isolado de cada um dos

fatores estudados e da interação entre eles sobre a variável de resposta.

Os fatores de controle envolvidos na análise foram: a presença ou não de aditivo

superplastificante (AD), o teor de substituição de cimento por cinza de casca de arroz (CCA)

e a relação água/cimento ou água/aglomerante (a/c). A variável de resposta foi a resistividade

elétrica dos concretos no estado fresco.

Tabela 14 – Análise de variância (ANOVA) para a resistividade elétrica no estado fresco

Efeito SQ GL MQ F p Efeito

Significativo

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004 Sim

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771 Não

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014 Sim

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865 Não

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499 Sim

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435 Não

Error 0,7698 6 0,1283

Fonte: Elaborada pela autora

Onde: SQ = soma quadrada; gl = grau de liberdade; MQ = média quadrada; F= razão entre modelo e erro; P = nível de probabilidade; Preto= não

significativo; Vermelho = significativo.

Como pode ser visto, os fatores que apresentaram efeito significativo na resistividade

dos concretos – representados em vermelho e que apresentam valor „p‟ menor ou igual a 0,05

– foram a presença de „aditivo‟ e a „relação água/cimento‟ e a interação entre „aditivo‟ e

„relação água/cimento‟. Sendo assim, „cinza de casca de arroz‟ foi o único fator que não

apresentou influência significativa nestes resultados.

66

As médias dos efeitos isolados dos fatores „aditivo‟, „cinza de casca de arroz‟ e

„relação a/c so re a variável de resposta „resistividade‟ são apresentados, respectivamente, na,

Figura 29, Figura 30 e Figura 31.

Figura 29 – Efeito isolado do fator “AD” na

resistividade elétrica no estado fresco

Fonte: Elaborada pela autora

Figura 30 – Efeito isolado do fator “CCA” na

resistividade elétrica no estado fresco

Fonte: Elaborada pela autora

O efeito significativo do fator isolado „aditivo‟ na resistividade elétrica dos concretos

pode ser melhor visualizado no gráfico da Figura 29. Neste caso, houve aumento de 47,3%

nos valores médios de resistividade dos concretos sem aditivo para os com aditivo

superplastificante. Assim, a análise de variância confirma o valor que já havia sido citado

anteriormente. Apesar de não ter sido alterada a relação água/cimento ou água/aglomerante

das misturas, o efeito de repulsão estérica do aditivo superplastificante que causa afastamento

das partículas acaba por dificultar a passagem de corrente elétrica, diminuindo a

condutividade da solução, aumentando a resistividade.

Juntamente com o aditivo superplastificante, outro fator que auxiliou no aumento da

resistividade final das misturas é o teor de umidade (H), que foi diminuído nos concretos com

aditivo. Analisando-se a Equação 6 da página 34, percebe-se que o aumento da porosidade,

que corresponde ao teor de umidade e que está apresentada no denominador da equação,

resulta na diminuição da resistividade final. De forma contrária, a redução na porosidade (H)

ocasiona o aumento da resistividade final. Isso é confirmado quando analisado o gráfico da

Figura 29, onde a maior resistividade corresponde aos concretos de menor teor de umidade.

Ocorre também que, devido à diminuição do consumo de cimento nos concretos com

aditivo (ver Tabela 10 e Tabela 11), em função da redução do teor de umidade destes, há uma

67

menor concentração de íons dissolvidos na água que são responsáveis pela condução elétrica

em soluções aquosas, sendo esta outra possível causa da diminuição da condutividade elétrica.

Já o efeito da CCA não apresentou significância nas médias de resistividade final. A

substituição de 10% de cimento por CCA representou um aumento de 0,21%, e quando se

aumenta a substituição para 20% o acréscimo nos valores de resistividade é de 0,18%. Ao

comparar com os concretos sem cinza, a incorporação de 20% de CCA gera um aumento de

0,40% na resistividade. Essa influência tão baixa pode ser vista na quase linearidade do

gráfico da Figura 30. Estes resultados não coincidem com os trabalhos citados no item 2.5.2,

pois tanto no trabalho de Mancio et al. (2010), onde houve substituição de 25% de cimento

por cinza volante, quanto no trabalho de Braun (2015), onde a presença de pozolana ocorre no

cimento CPII-Z e CPIV, ocorreu aumento da resistividade quando houve essa diminuição de

cimento (ou de clínquer) e inserção de pozolana. Neste caso, provavelmente a CCA esteja

fornecendo íons condutivos à solução aquosa que se comportam de forma análoga aos íons

dissolvidos das partículas de cimento.

Figura 31 – Efeito isolado do fator “a/c” na resistividade elétrica no estado fresco

Fonte: Elaborada pela autora

Apesar de estar apresentado como “Relação a/c”, este fator envolve, tam ém, as

relações a/agl.

Percebe-se, tam ém, o efeito significativo do fator „relação a/c‟ no gráfico da Figura

31. O aumento médio da resistividade média dos concretos quando a relação a/agl passou de

0,35 para 0,45 foi de 31,6%, 18% quando foi de 0,45 para 0,55, e 17,8% quando a relação

68

a/agl de 0,55 aumentou para 0,65. A diferença final das médias de resistividade é de 81,2%

dos concretos com relação a/agl 0,35 para os concretos com relação a/agl 0,65. Sendo assim,

há uma importante relação entre o aumento da resistividade elétrica no estado fresco e o

acréscimo de água nas misturas, resultados que são reforçados pelas as colocações dos

trabalhos de Mancio et al. (2010) e de Braun (2015), ou seja, quanto menor a relação a/c ou

a/agl, maior é a concentração iônica e maior é condutividade da solução, diminuindo a

resistividade. Este efeito ocorre de forma inversa com o aumento da relação a/agl, onde os

íons dissolvidos estão mais dispersos na água.

Neste estudo, foi mantido o teor de umidade (H (%)) dos concretos constante, ou seja,

nos concretos sem aditivos o H foi fixado em 9,0% e nos concretos com aditivo o H foi fixado

em 7,5%. Com isso houve uma diminuição no consumo de cimento para o aumento da relação

a/agl, ou seja, em menores relações a/agl havia mais cimento e, com isso, mais íons solúveis

(principalmente OH-, K

+, SO4

2-, e Ca

2+) nos poros do concreto que são responsáveis pela

migração de elétrons na solução, gerando maior condutividade elétrica na mistura (menor

resistividade). De forma contrária, nas misturas de maior relação a/agl, havia menor

quantidade de cimento e os íons disponíveis estiveram mais dispersos no mesmo volume de

água, gerando uma maior dificuldade na passagem de corrente elétrica, aumentando a

resistividade da solução. Desta forma, pode-se associar a resistividade elétrica no estado

fresco também com o consumo de cimento dos concretos.

Foi, por último, analisado o efeito isolado dos fatores “Tempo” e “a/agl” sobre as

médias de resistividade dos concretos, bem como a interação entre eles. Esses efeitos são

apresentados na Tabela 15 e o efeito do tempo pode ser visualizado na Figura 32.

Tabela 15 – Análise de variância (ANOVA) dos fatores “Tempo” e “a/agl” para a

resistividade elétrica no estado fresco

Efeito SQ GL MQ F p Efeito

Significativo

T (min) 3,15 10 0,32 0,165 0,998346 Não

a/agl 847,09 2 423,55 221,097 0,000000 Sim

T (min)*a/agl 5,27 20 0,26 0,138 0,999998 Não

Error 695,38 363 1,92

Onde: SQ = soma quadrada; gl = grau de liberdade; MQ = média quadrada; F= razão entre modelo e erro; P = nível de probabilidade; Preto= não

significativo; Vermelho = significativo.

Fonte: Elaborada pela autora

69

Figura 32 – Efeito isolado do fator “Tempo” na resistividade elétrica no estado fresco

Fonte: Elaborada pela autora

Percebe-se, portanto, que o tempo não apresenta influência significativa sobre a

resistividade elétrica no estado fresco, mesmo que essa tenha apresentado relativa diminuição

nos traços com aditivo e com cinza de casca de arroz, visualizada na Figura 24 e na Figura 25.

Esses resultados confirmam o que foi apresentado nos trabalhos de Mancio et al. (2010) e

Braun (2015), onde análises estatísticas também mostraram que o tempo não teve efeito

significativo sobre a resistividade elétrica dos concretos no estado fresco.

O efeito da interação entre os três fatores “AD”, “CCA” e “a/c” sobre a resistividade

pode ser visualizado no gráfico da Figura 33.

Figura 33 – Interação entre os fatores “CCA”, “a/c” e “AD” na reistividade elétrica no estado

fresco

Fonte: Elaborada pela autora

70

No gráfico à esquerda da Figura 33 as médias de resistividade dos concretos sem

aditivo aparecem todas com valores menores, porém elevando-se conforme o aumento da

relação água/aglomerante. À direita estão as resistividades médias dos concretos com aditivo

superplastificante, as quais apresentam em geral valores maiores e, também, sendo elevados

quando do aumento da relação água/aglomerante. A influência da CCA fica um pouco mais

visível para cada traço apresentado separadamente, porém ainda com pouca interferência nos

resultados se comparada à importância dos outros dois fatores, principalmente pelo fato de

que as resistividades de concretos com CCA mantiveram-se no mesmo nível dos concretos

sem a adição.

4.2. ABATIMENTO DE TRONCO DE CONE

A Figura 34, a Figura 35 e a Figura 36, apresentam a variação da resistividade elétrica

e do abatimento de tronco com o aumento da relação água/cimento (ou a/agl). A resistividade

é representada pela linha azul com seu eixo à esquerda e o abatimento é apresentado pelas

barras vermelhas com eixo à direita.

Figura 34 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (0% CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65a/c

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

0%CCA - Sem Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

0%CCA - Com Aditivo

71

Figura 35 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (10% CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

Figura 36 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (20% CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

A primeira observação a ser realizada é que estes concretos foram moldados no verão

e podem ter sofrido influência das condições ambientais adversas. Na tomada de decisão para

definir parâmetros a serem seguidos na execução do programa experimental, como já citado,

optou-se por manter constante o teor de umidade H(%), em níveis diferentes para os concretos

com e sem aditivo, baseado em registros de trabalhos anteriores, como Krug (2011),

Gonçalves (2011) e Fedumenti (2013). Procurou-se adotar um H (%) elevado nos concretos

sem aditivo (9%), no entanto o abatimento obtido foi ainda muito baixo. Já nos concretos com

aditivo, cujo teor em relação à massa de cimento foi mantido constante e com a adoção de um

H igual a 7,5%, o aditivo agiu de forma esperada apenas nas relações a/agl mais baixas, onde

o consumo de cimento é maior. O aditivo empregado atua nas partículas de cimento e, se o

consumo deste for baixo, menor será a quantidade de aditivo empregada e menor vai ser o seu

efeito na consistência do concreto.

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65a/c

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

10%CCA - Sem Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65a/c

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

10%CCA - Com Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65a/c

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

20%CCA - Sem Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

20%CCA - Com Aditivo

72

Também é possível observar, de maneira contrária ao esperado, que o aumento no teor

de CCA levou a um aumento na consistência do concreto. Procurou-se manter o volume de

pasta constante, no entanto, como pode ser observado nos consumos efetivos praticados e

apresentados na Tabela(A) 1 e na Tabela(A) 2 do Apêndice, ocorreu um aumento médio de

5% no volume de pasta ao empregar 10% de CCA e de 10% ao empregar 20% de CCA. Este

aumento no volume de pasta pode explicar o aumento da consistência dos concretos com

CCA.

Com os gráficos apresentados, é possível visualizar que não existe uma relação direta

da resistividade elétrica do concreto no estado fresco com o abatimento de tronco de cone dos

concretos estudados, reforçando o fato de que o controle do recebimento e a aceitação

provisória do concreto pelo abatimento de tronco cone ainda confere um caráter subjetivo à

questão.

4.3. TAXA DE ABSORÇÃO DE ÁGUA CAPILAR

São apresentadas na Figura 37, através das barras vermelhas, as taxas de absorção

capilar dos concretos estudados obtidas pelo ensaio de absorção capilar e, nas linhas azuis, a

resistividade elétrica dos mesmos. São apresentadas, também, na Tabela 16 as porosidades

efetivas de cada traço. Estes resultados referem-se à média de três amostras retiradas de um

corpo de prova prismático, conforme descrito no item 3.4.3.

Figura 37 – Taxa de absorção capilar e resistividade dos concretos estudados no estado fresco

Fonte: Elaborada pela autora

Observa-se que não houve uma relação direta da evolução da taxa de absorção capilar

com o aumento da relação a/agl dos concretos, apesar de todas as amostras com relação a/agl

0

2

4

6

8

10

12

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,3

50

,45

0,5

50

,65

0,3

50

,45

0,5

50

,65

0,3

50

,45

0,5

50

,65

0,3

50

,45

0,5

50

,65

0,3

50

,45

0,5

50

,65

0,3

50

,45

0,5

50

,65

ρ (Ω

m)

Taxa

de

ab

sorç

ão

(g/c

m²*

min

^1/2

)

Relação a/c

abs

ρ

Com Aditivo Sem Aditivo

0% CCA 0% CCA 10% CCA 10% CCA 20% CCA 20% CCA

73

0,35 terem apresentado taxa de absorção menor do que as amostras de relação a/gl 0,65.

Assim, não houve uma relação linear com os resultados de resistividade elétrica no estado

fresco. Percebe-se também um leve aumento médio de 8,2% na taxa de absorção capilar dos

concretos com aditivo para os sem aditivo, porém, os primeiros apresentaram picos de

elevação da taxa de absorção nos concretos com relação a/c e a/agl 0,55 e 0% e 20% de CCA,

onde esses valores ficaram em 0,16 e 0,17 g/cm²×min1/2

, respectivamente, sendo que os

demais concretos com aditivo permaneceram abaixo de 0,14 g/cm²×min1/2

.

A taxa de absorção (em g/cm²*min1/2

) dos concretos com relação a/agl 0,35 foi, em

média 0,101, para a relação a/agl 0,45 foi de 0,121, para a/agl 0,55 foi 0,139 e para os

concretos com relação a/agl 0,65, a taxa de absorção média é de 0,137. Sendo assim, o

aumento da taxa quando a relação a/agl passou de 0,35 para 0,45 foi de 20%, de 0,45 para

0,55 o acréscimo foi de 15,6% e de 0,55 para 0,65 houve decréscimo 1,7%.

A partir do ensaio de absorção de água foi possível calcular a porosidade efetiva

vinculada à absorção capilar do concreto, cujos dados são apresentados na Tabela 16.

Tabela 16 – Porosidade efetiva dos concretos estudados

CCA

(%) a/agl Aditivo Pef (%) Aditivo Pef (%)

0 0,35 Sem 13,74 Com 10,79

0 0,45 Sem 13,75 Com 11,66

0 0,55 Sem 13,97 Com 14,08

0 0,65 Sem 14,86 Com 12,50

10 0,35 Sem 13,58 Com 12,75

10 0,45 Sem 15,15 Com 12,25

10 0,55 Sem 14,88 Com 13,27

10 0,65 Sem 15,91 Com 13,79

20 0,35 Sem 16,73 Com 13,80

20 0,45 Sem 17,43 Com 16,66

20 0,55 Sem 15,69 Com 15,20

20 0,65 Sem 15,71 Com 14,92

Fonte: Elaborada pela autora

A porosidade efetiva dos concretos apresentou uma relação direta com a relação a/agl

apenas nos concretos sem CCA e sem aditivo, observando-se um aumento das porosidades

médias de 6,7% da relação a/c 0,35 para 0,45, 0,2% quando o a/c passou de 0,45 para 0,55 e

0,7% da a/c 0,55 para 0,65.

No entanto, quando foi empregada CCA, nos concretos com e sem aditivo, houve um

aumento médio da porosidade efetiva na ordem de 6% para o teor de CCA de 10% e de 20%

74

para o teor de CCA de 20%. Nos concretos com CCA a microestrutura pode se modificar,

fazendo com que haja um refinamento de poros, levando a um aumento dos poros menores,

responsáveis pela sucção capilar. Também pode ser observado que, em média, os concretos

com aditivos apresentaram menor porosidade efetiva, na ordem de 11%, justamente pela

diminuição do teor de umidade H destas misturas em relação aos concretos sem aditivo.

4.4. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Os resultados do valor potencial de resistência à compressão dos concretos para as

idades de 7, 28 e 63 dias estudados são apresentados na Tabela 17. Foram adotados os

maiores valores de resistência como resultado final, em função de estes representarem o

potencial dos traços, e de que todas as amostras apresentaram valores semelhantes.

Tabela 17 – Resistência à compressão dos concretos estudados

CCA

(%) a/agl Aditivo

fc 7

(MPa)

fc 28

(MPa)

fc 63

(MPa) Aditivo

fc 7

(MPa)

fc 28

(MPa)

fc 63

(MPa)

0 0,35 Sem 40,1 53,1 51,6 Com 51,5 54,0 68,8

0 0,45 Sem 27,8 39,3 46,2 Com 35,3 47,6 43,7

0 0,55 Sem 34,3 37,5 36,2 Com 22,9 32,5 32,0

0 0,65 Sem 21,3 28,3 27,5 Com 16,6 23,7 25,2

10 0,35 Sem 45,5 54,1 52,8 Com 41,4 56,9 58,7

10 0,45 Sem 35,2 43,4 46,3 Com 26,4 37,8 43,6

10 0,55 Sem 26,1 30,3 32,2 Com 19,0 32,8 34,4

10 0,65 Sem 18,9 31,0 29,0 Com 13,0 19,5 26,2

20 0,35 Sem 37,9 53,3 51,4 Com 38,2 49,6 51,8

20 0,45 Sem 25,9 41,3 40,0 Com 22,6 33,4 38,3

20 0,55 Sem 25,5 40,1 43,0 Com 18,1 27,6 32,4

20 0,65 Sem 19,1 30,0 36,7 Com 11,2 19,7 22,6

Fonte: Elaborada pela autora

Observa-se que o aumento da relação a/c ou a/agl resulta na diminuição da resistência

à compressão, como já era esperado em função do aumento da porosidade dos concretos.

Porém, os concretos com maiores relações a/agl foram também os que apresentaram, em

geral, maior acréscimo de resistências ao longo do tempo. Em média o aumento da resistência

à compressão dos 7 para os 63 dias foi de 31,8% para os concretos com relação a/agl 0,35,

51,7% nos concretos com fator a/agl 0,45, 49,5% para os com relação a/agl 0,55 e 71,8% nos

concretos com 0,65 de relação a/agl.

75

Para as mesmas idades, a substituição de cimento por cinza de casca de arroz resultou

num aumento médio da resistência à compressão de 51,8% quando teor de substituição foi de

10% e de 67,0% quando esse teor foi elevado para 20%. Já nos concretos que não tiveram esta

adição o aumento médio da resistência à compressão foi de 34,7%. Porém, o principal

aumento de resistência dos concretos se deu dos 7 para os 28 dias, como pode ser visto nos

gráficos da Figura 38, da Figura 39, e da Figura 40 que apresentam a relação entre as

resistências à compressão aos 7, 28 e 63 dias e a resistividade elétrica. Como já visto, o

aditivo eleva significativamente os resultados de resistividade elétrica, portanto foram

elaborados dois gráficos para melhorar a visualização dos resultados.

A fim de verificar se a diferença entre os valores obtidos é significativa, realizou-se

uma ANOVA dos dados de resistência à compressão (Tabela 18), sendo analisada a influência

dos fatores de controle aditivo (AD); cinza de casca de arroz (CCA), relação água/cimento ou

água/aglomerante (a/c) e idade (IDD), bem como o efeito da interação entre eles.

Tabela 18 – Análise de variância (ANOVA) para resistência à compressão

Efeito SQ GL MQ F p

AD 247,014 1 247,014 50,90 0,0000

CCA 304,343 2 152,171 31,36 0,0000

a/c 13320,0 3 4440,01 914,99 0,0000

IDD 3936,92 2 1968,46 405,66 0,0000

AB 269,043 2 134,521 27,72 0,0000

AC 496,772 3 165,591 34,12 0,0000

AD 52,831 2 26,4155 5,44 0,0063

BC 257,897 6 42,9829 8,86 0,0000

BD 58,6244 4 14,6561 3,02 0,0232

CD 36,8415 6 6,14025 1,27 0,2842

ABC 298,195 6 49,6992 10,24 0,0000

ABD 94,4553 4 23,6138 4,87 0,0016

ACD 115,017 6 19,1695 3,95 0,0018

BCD 112,622 12 9,38519 1,93 0,0440

ABCD 128,044 12 10,6703 2,20 0,0205

Resíduo 349,38 72 4,8525

Total (corrigido) 20078,0 143

Fonte: Elaborada pela autora

Onde: SQ = soma quadrada; gl = grau de liberdade; MQ = média quadrada; F= razão entre modelo e erro; P = nível de probabilidade; Preto= não

significativo; Vermelho = significativo.

76

A Figura 38, a Figura 39 e a Figura 40 apresentam a relação linear entre resistência à

compressão e a resistividade elétrica no estado fresco dos concretos com, respectivamente,

0%, 10% e 20% de CCA.

Figura 38 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de

concretos com 0% de CCA

Fonte: Elaborada pela autora

Figura 39 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de

concretos com 10% de CCA

Fonte: Elaborada pela autora

y = -0,1123x + 8,3032 R² = 0,8416

y = -0,125x + 9,835 R² = 0,9847

y = -0,1167x + 9,6048 R² = 0,9326

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70

(

.m)

fc (MPa)

Sem aditivo - 0% CCA

y = -0,1127x + 10,897 R² = 0,8818

y = -0,1271x + 12,35 R² = 0,9027

y = -0,0888x + 11,103 R² = 0,8468

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70

(

.m)

fck (MPa)

Com aditivo - 0% CCA

y = -0,1153x + 8,5661 R² = 0,9791

y = -0,108x + 9,2313 R² = 0,8347

y = -0,1138x + 9,5055 R² = 0,923

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70

(

.m)

fc (MPa)

Sem aditivo - 10% CCA

y = -0,1578x + 11,277 R² = 0,9561

y = -0,1218x + 11,814 R² = 0,9033

y = -0,1401x + 13,047 R² = 0,9697

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70

(

.m)

fck (MPa)

Com aditivo - 10% CCA

77

Figura 40 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de

concretos com 20% de CCA

Fonte: Elaborada pela autora

Percebe-se que existe uma boa relação entre resistência à compressão e resistividade

elétrica no estado fresco dos concretos, em função de que o coeficiente de determinação R²

aos 7 dias foi de aproximadamente 84% para os concretos sem aditivo, e acima de 88% para

os concretos com aditivo; aos 28 dias esses valores se elevam para acima de 83% e 90%,

respectivamente; e, para os 63 dias, o coeficiente de determinação fica acima de 82% para os

concretos sem aditivo e acima de 84% para os com aditivo superplastificante.

As relações lineares obtidas confirmam a hipótese de que pode ser obtida uma

previsão da resistência à compressão dos concretos a partir da medida de resistividade elétrica

no estado fresco. Como se pode ver na Figura 38, Figura 39 e na Figura 40, os concretos de

maior relação água/aglomerante são aqueles de maior resistividade elétrica, e são também

aqueles que apresentaram menores valores de resistência à compressão. Da mesma forma,

aqueles com menores resistividades, são os que resultaram em maiores resistências á

compressão.

y = -0,1001x + 7,7438 R² = 0,9555

y = -0,082x + 8,4065 R² = 0,9506

y = -0,1157x + 9,9789 R² = 0,8248

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70

(

.m)

fc (MPa)

Sem aditivo - 20% CCA

y = -0,1566x + 10,777 R² = 0,9363

y = -0,143x + 11,909 R² = 0,9554

y = -0,1508x + 12,717 R² = 0,9843

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70

(

.m)

fck (MPa)

Com aditivo - 20% CCA

78

4.5.RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO

A resistividade elétrica dos concretos estudados foi medida ao longo do tempo até a

idade de 63 dias, esta evolução é apresentada na Figura 41.

Figura 41 – Evolução da resistividade dos concretos no estado endurecido

Fonte: Elaborada pela autora

Observa-se que a tendência de comportamento da evolução da resistividade elétrica no

estado endurecido foi similar para todos os concretos estudados, pois todos eles apresentaram

aumento ao longo do tempo. Porém, percebe-se nitidamente que o fator de maior influência

nestes resultados foi a CCA, confirmando que a CCA contribui para o desenvolvimento de

resistências e transformação da microestrutura em idades mais avançadas (KRUG, 2011).

0

200

400

600

800

1000

1200

0 20 40 60

(

.m)

Idade (dias)

a/c e a/agl 0,35

0

200

400

600

800

1000

1200

0 20 40 60

(

.m)

Idade (dias)

a/c e a/agl 0,45

0

200

400

600

800

1000

1200

0 20 40 60

(

.m)

Idade (dias)

a/c e a/agl 0,55

0

200

400

600

800

1000

1200

0 20 40 60

(

.m)

Idade (dias)

a/c e a/agl0,65

79

Quando verificado o aumento nestes resultados ao longo do tempo, percebe-se ainda

mais a influência da pozolana, pois a resistividade dos concretos sem CCA dos 7 para os 28

dias aumentou em média 35,7%, nos concretos com 10% de CCA o acréscimo de 122,5% e

nos traços com 20% de CCA, este aumento na resistividade foi de 253,8%. Aos 63 dias, a

cinza de casca de arroz se destacou ainda mais, pois se comparados com as resistividades

apresentadas aos 7 dias, os concretos com 0%, 10% e 20% de CCA apresentaram aumento

médio de 71%, 198,9% e 535,8%, respectivamente.

Mais uma vez é possível relacionar esses resultados com a relação água/aglomerante e

com o consumo de cimento, pois este material, enquanto na forma de solução, auxilia a

migração de elétrons através de seus íons dissolvidos que, após a cura, viram uma matriz

cimentícia rígida que passa a impedir a passagem de corrente elétrica. Sendo assim, pode-se

explicar que as maiores relações a/agl dos concretos estudados possuíam menor concentração

íons dissolvidos no estado fresco (menos condutividade) e maior porosidade no estado

endurecido (menor resistividade).

É importante lembrar também que as amostras tiveram cura submersa em solução de

água com cal e que no momento dos ensaios elas foram secas apenas superficialmente. Esta

situação aumenta a condutividade de concretos com maiores relações a/agl, pois seus poros

estão preenchidos com solução iônica que conduz eletricidade. Caso a cura fosse de outra

forma, onde as amostras estivessem secas, provavelmente ocorreria o efeito contrário, em

função de que os poros estariam preenchidos com ar, que é resistivo (Proceq, 2015). relação

entre Resistividade elétrica no estado fresco e absorção capilar

4.6. ESTIMATIVA DA RELAÇÃO A/C E A/AGL A PARTIR DA RESISTIVIDADE

ELÉTRICA

Para a determinação da estimativa de relação água/cimento e água/aglomerante dos

concretos no estado fresco, foram elaboradas equações com base nas curvas dos gráficos

apresentados na Figura 26, na Figura 27 e na Figura 28, que serão apresentadas a seguir. Nas

tabelas em seguida às equações, estão apresentadas as médias das relações a/agl estimadas

com cada equação com base nos valores de resistividade medidos durante as duas horas de

ensaios das duas amostras. São, também, apresentadas as médias de desvio padrão, os

coeficientes de variação e os erros médio, máximo e mínimo dos resultados estimados em

relação aos valores efetivos.

80

Concretos com 0% de CCA sem aditivo superplastificante

√

Equação 12

Tabela 19 – Comparação entre a relação a/c efetiva e a estimada (0% CCA sem aditivo)

Relação a/c

efetiva Relação a/c

estimada Desvio

Padrão Coeficiente

de Variação Erro médio

(%)

0,35 0,34 ± 0,016 0,008 2,22% 2,12% 0,45 0,47 ± 0,048 0,024 5,22% 4,27%

0,55 0,53 ± 0,026 0,013 2,53% 4,23%

0,65 0,66 ± 0,032 0,016 2,44% 2,44% Fonte: Elaborada pela autora

Concretos com 10% de CCA sem aditivo superplastificante

√

Equação 13

Tabela 20 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (10% CCA sem aditivo)

Relação

a/agl

efetiva

Relação

a/agl

estimada

Desvio

Padrão Coeficiente

de Variação Erro médio

(%)

0,35 0,35 ± 0,044 0,022 6,37% 3,42% 0,45 0,45 ± 0,020 0,010 2,21% 1,81%

0,55 0,55 ± 0,018 0,009 1,69% 1,23%

0,65 0,65 ± 0,018 0,009 1,42% 1,21% Fonte: Elaborada pela autora

Concretos com 20% de CCA sem aditivo superplastificante

√

Equação 14

Tabela 21 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (20% CCA sem aditivo)

Relação

a/agl

efetiva

Relação

a/agl

estimada

Desvio

Padrão Coeficiente

de Variação Erro médio

(%)

0,35 0,35 ± 0,018 0,009 2,59% 1,86% 0,45 0,46 ± 0,022 0,011 2,45% 2,89%

0,55 0,54 ± 0,050 0,025 4,74% 4,69%

0,65 0,64 ± 0,048 0,024 3,76% 3,10% Fonte: Elaborada pela autora

81

Concretos com aditivo superplastificante e 0% de CCA

√

Equação 15

Tabela 22 – Comparação entre a relação a/c efetiva e a estimada (0% CCA com aditivo)

Relação a/c

efetiva Relação a/c

estimada Desvio

Padrão Coeficiente

de Variação Erro médio

(%)

0,35 0,33 ± 0,064 0,032 9,61% 7,52% 0,45 0,47 ± 0,080 0,040 8,49% 7,51%

0,55 0,53 ± 0,024 0,012 2,36% 4,11%

0,65 0,66 ± 0,026 0,013 1,92% 1,91% Fonte: Elaborada pela autora

Concretos com aditivo superplastificante e 10% de CCA

√

Equação 16

Tabela 23 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (10% CCA com aditivo)

Relação

a/agl

efetiva

Relação

a/agl

estimada

Desvio

Padrão Coeficiente

de Variação Erro médio

(%)

0,35 0,35 ± 0,018 0,009 2,66% 2,69% 0,45 0,43 ± 0,016 0,008 1,77% 3,83%

0,55 0,58 ± 0,042 0,021 3,66% 4,70%

0,65 0,64 ± 0,148 0,074 11,56% 9,65% Fonte: Elaborada pela autora

Concretos com aditivo superplastificante e 20% de CCA

√

Equação 17

Tabela 24 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (20% CCA com aditivo)

Relação

a/agl

efetiva

Relação

a/agç

estimada

Desvio

Padrão Coeficiente

de Variação Erro médio

(%)

0,35 0,35 ± 0,018 0,009 2,58% 2,15% 0,45 0,45 ± 0,028 0,014 3,04% 2,87%

0,55 0,55 ± 0,026 0,013 2,39% 1,87%

0,65 0,65 ± 0,054 0,027 4,19% 3,56% Fonte: Elaborada pela autora

82

Os resultados apresentados confirmam o grande potencial do ensaio de resistividade

elétrica em determinar a relação a/agl do concreto ainda no estado fresco. Em geral, a maioria

dos resultados estimados de relação a/agl foram iguais aos valores efetivos, principalmente

nos concretos sem aditivo e com 10% de CCA e com aditivo e 20% de CCA, o que mostra

que para adições de CCA feitas no concreto é possível encontrar, por esse método, a relação

a/agl no estado fresco.

Os baixos valores de desvio padrão e coeficiente de variação, que ficaram em média

0,019 e 3,83%, respectivamente, demonstram a acuidade dos ensaios. Os valores médios de

erro ficaram entre 1,21% e 9,65%, e apresentaram uma média de 3,57%, o que confirma a

qualidade e exatidão do método. Estes resultados foram semelhantes aos encontrados nos

trabalhos de Mancio et al. (2010) e Braun (2015).

Nos trabalhos citados houve uma tendência de minoração do erro percentual quando a

relação a/agl foi diminuída, tendência esta que não foi observada para os concretos estudados

neste trabalho, mesmo que o menor erro médio tenha sido o dos concretos com relação a/c

0,35, não há uma tendência de aumento de erro com o aumento da relação. O que se pode

observar, porém, é que os maiores erros médios foram obtidos nos concretos com aditivo

(9,65% e 7,52% nos concretos com 0% e 10% de CCA, respectivamente).

4.7. ESTIMATIVA DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO A PARTIR DA

RESISTIVIDADE ELÉTRICA

A partir dos valores observados de resistência à compressão para cada relação a/c ou

a/agl dos concretos estudados, foram elaboradas equações matemáticas da curva de Abrams

aos 28 dias para cada concreto estudado, apresentadas na Tabela 25. As curvas ajustadas para

os concretos com 0%, 10% e 20% de CCA são ilustradas na Figura 42, na Figura 43 e na

Figura 44, respectivamente. Estas estão correlacionadas com as curvas ajustadas de

resistividade elétrica já apresentadas no item 4.2.

Tabela 25 – Equações de ajustes da curva de Abrams, 28dias

Aditivo CCA (%) Equação R² (%)

Sem 0 LOG(fc) = 2,0440-0,9120*a/c 94,2

Sem 10 LOG(fc) = 2,0159-0,8071*a/agl 92,0

Sem 20 LOG(fc) = 2,0177-0,8322*a/agl 93,0

Com 0 LOG(fc) = 2,1485-1,1895*a/c 95,1

Com 10 LOG(fc) = 2,2963-1,5468*a/agl 96,8

Com 20 LOG(fc) = 2,1646-1,3394*a/agl 98,3

Fonte: Elaborada pela autora

83

Figura 42 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (0% CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

Figura 43 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (10%

CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

84

Figura 44 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (20%

CCA)

Fonte: Elaborada pela autora

Observa-se, nos diagramas apresentados, que o aumento da relação a/c ou a/agl gera

um aumento também da resistividade elétrica e uma diminuição na resistência à compressão

dos concretos estudados. Os concretos com aditivo superplastificante e com menor teor de

umidade apresentaram maiores resistividade e, em geral, menores resistências, porém as

curvas ajustadas destes concretos apresentam uma inclinação maior, o que demonstra a

possibilidade de resistências maiores que os concretos de referência para relações a/agl

menores.

Com esses diagramas, percebe-se que é possível partindo-se de uma resistividade

elétrica determinada no estado fresco do concreto é possível obter a relação a/c ou a/agl desse

material com grande aproximação e, com isso, pode-se estimar a resistência à compressão que

este concreto alcançará aos 28 dias de idade. Ressalta-se que devem ser elaborados diagramas

específicos para diferentes tipos de cimento, teores de umidade e adições.

85

5. CONCLUSÃO

A resistividade elétrica demonstrou-se bastante eficaz para determinar a relação

água/cimento ou água/aglomerante de concretos no estado fresco.

Com os resultados encontrados neste trabalho, é possível perceber que a resistividade

elétrica do concreto no estado fresco é fortemente influenciada pela relação água/cimento e

água/aglomerante dos concretos, sendo que quanto maior a relação a/agl da massa, maior

também a resistividade elétrica, o que pode ser explicado pela alteração na concentração de

íons dissolvidos nas misturas, que acarreta também na mudança da condutividade elétrica

destas. Esta característica é visualizada também na relação entre o consumo de cimento com a

resistividade elétrica no estado fresco, onde os concretos com maior consumo de cimento

apresentaram menores resistividades, o que também pode ser explicado pela concentração de

íons solúveis nos poros do concreto.

A cinza de casca de arroz não tem influência significativa na resistividade elétrica no

estado fresco, pois a tendência de comportamento observada nos concretos sem CCA é

repetida nos concretos com a substituição de 10% ou de 20% de cimento por cinza de casca

de arroz.

O aditivo superplastificante e apresentam forte influência no aumento da resistividade

das misturas, o que pode ser atribuído ao maior afastamento das partículas que diminui a

condutividade elétrica. Pode estar ocorrendo, também, um efeito retardador na dissolução das

partículas de cimento na solução aquosa, fazendo com que diminua a presença de íons

disponíveis na solução, que poderiam vir a aumentar a condutividade elétrica. O teor de

umidade também é um fator que deve ser considerado em função de que o seu aumento causa

diminuição na resistividade elétrica. O efeito causado pela combinação destes dois fatosres

ampliou os valores de resistividade elétrica em quase 50%.

Quando comparados com outros ensaios realizados nos concretos, obtiveram-se

resultados bastante satisfatórios, e em sua maioria já esperados.

Não foi encontrada correlação entre os resultados dos ensaios de abatimento de tronco

de cone e os valores de resistividade elétrica. O que pode ter influenciado no comportamento

do a atimento são os fatores não controlados „umidade relativa do ar‟ e „temperatura‟, pois

estes ensaios foram realizados no verão, onde ocorrem temperaturas bastante altas com

umidades muito baixas em alguns dias e com uma chuva essas características alteravam

significativamente. Porém, deve-se lembrar que estas situações também ocorrem em obra e da

mesma forma podem afetar o ensaio de abatimento.

86

Há uma forte relação entre a resistividade elétrica dos concretos no estado fresco com

a resistência à compressão para todas as idades estudadas, sendo que os concretos com menor

resistividade são aqueles que, em geral, apresentam maiores resistências à compressão. Isso se

relaciona também com o consumo de aglomerante (cimento + CCA), pois os concretos com

maior resistência à compressão são aqueles que apresentaram maior consumo de aglomerante.

Sendo assim, pode-se inferir que a menor resistividade elétrica do concreto no estado fresco

corresponde a uma maior concentração de íons solúveis nos poros e indica que esta mistura

apresenta maior consumo de aglomerante, o que irá retornar uma maior resistência à

compressão.

Para a resistividade elétrica no estado endurecido, os fatores que mais influenciaram

nos resultados foram a cinza de casca de arroz e a idade. Quando estes resultados são

comparados com a resistividade no estado fresco, percebe-se uma correlação mais forte entre

os concretos com 10% de cinza de casca de arroz. Outro ponto importante a ser observado é o

efeito da relação a/c ou a/agl que se inverte nas resistividades dos concretos do estado fresco

para o estado endurecido, pois neste último, as amostras de maior relação a/agl são as que

apresentaram menor resistividade. Esse efeito pode ser devido à hidratação do cimento, pois

os traços que apresentaram menor resistividade no estado fresco são aqueles que tiveram

maior consumo de aglomerante, ou seja, o cimento que no estado fresco aumentada a

condutividade da mistura, no estado endurecido para a se tornar uma resistência à passagem

de corrente elétrica.

As porosidades efetivas médias apresentaram leves aumentos nos valores conforme o

aumento da relação a/agl. Já a taxa de absorção capilar não apresentou relações lineares com a

relação a/agl, apesar de ser sempre mais baixa para concretos com menor relação. Sendo

assim, também não houve relação direta com a resistividade elétrica.

Neste trabalho foi possível elaborar equações para a obtenção da relação a/agl dos

concretos tendo-se apenas a resistividade elétrica no estado fresco. Estas equações retornaram

desvios padrão e erros médios muito baixos, o que demonstra a eficiência do método.

Foi possível, por fim, elaborar diagramas de correlação entre resistividade elétrica e a

resistência à compressão aos 28 dias, obtendo-se equações a partir de curvas de Abrams

ajustadas. Estas equações se baseiam na relação a/agl dos concretos. Observa-se nos

diagramas a possibilidade da estimativa com grande aproximação da relação a/c ou a/agl dos

concretos ainda no estado fresco e, tendo-se este dado, pode-se estimar a resistência que este

material poderá alcançar aos 28 dias.

87

Estes resultados demonstram que a calibração de algum equipamento portátil ou que

não necessite de tanta aparelhagem pode vir a ser utilizado para o recebimento e aceitação de

lotes de concreto em obra. A utilização deste equipamento não excluiria a necessidade de

execução dos ensaios atualmente realizados para o controle do concreto, pois a consistência,

por exemplo, é muito importante para o adensamento do concreto nas fôrmas, bem como a

amostragem de material para ensaio de resistência à compressão em idades avançadas, que

demonstram valores reais da estrutura. O equipamento possibilitaria uma melhor verificação,

onde seria possível obter dados que são relevantes para resultados finais, como resistência à

compressão e durabilidade.

5.1.SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Surgem novas possibilidades de estudos ao longo do trabalho, são elas:

Elaboração de equipamento portátil para utilização em obra, aplicando-o em situações

reais de recebimento de lotes de concreto;

Análise da influência sobre a resistividade elétrica no estado fresco da adição de cinza

de casca de arroz em concretos mantendo-se os cosumos de cimento;

Verificação do comportamento de aditivos plastificantes frente à resistividade elétrica

dos concretos no estado fresco;

Análise de diferentes relações a/c e a/agl mantendo-se os consumos de cimento dos

concretos.

Análise de diferentes adições de aditivos plastificantes e superplastificantes para

teores de umidade (H) constantes.

88

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APÊNDICES

96

Tabela(A) 1 – Quantitativos dos concretos sem aditivos.

CC

A (

%)

a/c

Cim

en

toC

CA

Are

iaB

rita

Cim

en

to

(Kg)

CC

A

(Kg)

Are

ia

(Kg)

Bri

ta

(Kg)

Água

(L)

00

,35

10

1,1

41

,75

0,0

42

2,3

02

5,4

39

,03

7,8

13

91

53

8--

--

00

,45

10

1,7

52

,25

0,0

41

7,2

40

30

,17

38

,78

7,7

63

91

33

4--

--

00

,55

10

2,3

62

,75

0,0

41

4,0

50

33

,17

38

,63

7,7

33

91

23

1--

--

00

,65

10

2,9

73

,25

0,0

41

1,8

50

35

,23

38

,53

7,7

13

91

22

9--

--

10

0,3

50

,90

,06

81

,14

1,7

50

,04

22

,12

1,5

12

5,1

93

8,7

8,2

74

01

64

05

10

0,4

50

,90

,06

81

,75

2,2

50

,04

17

,13

1,1

72

9,9

73

8,5

48

,23

40

14

36

5

10

0,5

50

,90

,06

82

,36

2,7

50

,04

13

,97

0,9

53

2,9

93

8,4

38

,21

40

13

33

5

10

0,6

50

,90

,06

82

,97

3,2

50

,04

11

,80

,83

5,0

83

8,3

68

,19

40

12

31

5

20

0,3

50

,80

,13

61

,14

1,7

50

,04

21

,93

2,9

92

4,9

83

8,3

98

,72

41

17

42

9

20

0,4

50

,80

,13

61

,75

2,2

50

,04

17

,02

2,3

22

9,7

83

8,2

98

,74

11

53

71

0

20

0,5

50

,80

,13

62

,36

2,7

50

,04

13

,91

,93

2,8

23

8,2

38

,69

41

14

34

10

20

0,6

50

,80

,13

62

,97

3,2

50

,04

11

,75

1,6

34

,92

38

,19

8,6

84

11

33

21

0

Vo

lum

e

past

a (

L)

Vo

lum

e

tota

l

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tiv

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L)

Teo

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past

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%)

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to

teo

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past

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TE

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AÇ

O U

NIT

ÁR

IO (

Kg

)V

olu

me

teó

rico

(m³)

CO

NS

UM

O (

m³)

97

Tabela(A) 2 – Quantitativos dos concretos com aditivo.

CC

A (

%)

a/c

Cim

ento

CC

AA

reia

Bri

taC

imen

to

(Kg)

CC

A

(Kg)

Are

ia

(Kg)

Bri

ta

(Kg)

Águ

a

(L)

00

,35

10

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72

,10

,04

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,12

02

9,9

54

0,1

46

,69

39

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33

----

00

,45

10

2,3

2,7

0,0

41

4,7

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,01

39

,93

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53

91

12

9--

--

00

,55

10

3,0

33

,30

,04

12

,06

03

6,5

83

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96

,63

39

11

27

----

00

,65

10

3,7

73

,90

,04

10

,18

03

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43

9,7

6,6

23

91

02

5--

--

10

0,3

50

,90

,06

81

,57

2,1

0,0

41

9,1

21

,29

29

,74

39

,86

7,1

40

14

35

5

10

0,4

50

,90

,06

82

,32

,70

,04

14

,79

13

3,8

33

9,7

17

,07

40

12

31

6

10

0,5

50

,90

,06

83

,03

3,3

0,0

41

2,0

60

,82

36

,58

39

,79

7,0

84

01

12

86

10

0,6

50

,90

,06

83

,77

3,9

0,0

41

0,1

80

,69

38

,34

39

,77

,07

40

11

27

6

20

0,3

50

,80

,14

1,5

72

,10

,04

19

,12

2,5

72

9,5

33

9,5

87

,54

11

53

61

1

20

0,4

50

,80

,14

2,3

2,7

0,0

41

4,7

91

,99

33

,64

39

,49

7,4

84

11

33

21

1

20

0,5

50

,80

,14

3,0

33

,30

,04

12

,06

1,6

43

6,5

83

9,7

97

,54

41

12

30

11

20

0,6

50

,80

,14

3,7

73

,90

,04

10

,18

1,3

93

8,3

43

9,7

7,5

24

11

12

81

1

Vo

lum

e

tota

l

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(L

)

Vo

lum

e

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L)

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O

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(K

g)

Vo

lum

e/t

raço

(m

³)

CO

NS

UM

O (

m³)

98

Tabela(A) 3 – Resultados de resistência à compressão.

Aditivo CCA (5) a/agl Idade (dias) fc (MPa) Idade (dias) fc (MPa) Idade (dias) fc (MPa)

0 0 0,35 7 36,7 28 53,1 63 51,6

0 0 0,35 7 40,1 28 51,3 63 51,4

0 0 0,45 7 27,8 28 35,0 63 46,2

0 0 0,45 7 25,7 28 39,3 63 40,3

0 0 0,55 7 34,3 28 37,5 63 36,2

0 0 0,55 7 28,7 28 36,4 63 36,2

0 0 0,65 7 21,3 28 28,3 63 27,0

0 0 0,65 7 18,4 28 27,4 63 27,5

0 10 0,35 7 43,7 28 49,6 63 48,5

0 10 0,35 7 45,5 28 54,1 63 52,8

0 10 0,45 7 34,1 28 43,4 63 46,3

0 10 0,45 7 35,2 28 42,9 63 45,4

0 10 0,55 7 26,1 28 30,0 63 32,2

0 10 0,55 7 22,6 28 30,3 63 30,7

0 10 0,65 7 18,9 28 31,0 63 28,9

0 10 0,65 7 18,0 28 27,8 63 29,0

0 20 0,35 7 37,9 28 53,3 63 44,9

0 20 0,35 7 36,5 28 52,4 63 51,4

0 20 0,45 7 24,9 28 34,7 63 36,4

0 20 0,45 7 25,9 28 41,3 63 40,0

0 20 0,55 7 25,5 28 33,7 63 39,1

0 20 0,55 7 24,9 28 40,1 63 43,0

0 20 0,65 7 19,1 28 30,0 63 36,7

0 20 0,65 7 17,9 28 29,5 63 32,5

1 0 0,35 7 49,7 28 49,8 63 68,8

1 0 0,35 7 51,5 28 54,0 63 60,0

1 0 0,45 7 35,3 28 46,0 63 43,7

1 0 0,45 7 34,5 28 47,6 63 43,7

1 0 0,55 7 22,9 28 32,5 63 28,8

1 0 0,55 7 22,6 28 30,3 63 32,0

1 0 0,65 7 15,5 28 23,7 63 24,9

1 0 0,65 7 16,6 28 21,9 63 25,2

1 10 0,35 7 36,7 28 45,4 63 56,2

1 10 0,35 7 41,4 28 56,9 63 58,7

1 10 0,45 7 26,4 28 37,8 63 41,3

1 10 0,45 7 22,7 28 37,7 63 43,6

1 10 0,55 7 18,6 28 32,8 63 33,4

1 10 0,55 7 19,0 28 31,8 63 34,4

1 10 0,65 7 13,0 28 19,4 63 26,2

1 10 0,65 7 11,8 28 19,5 63 24,8

1 20 0,35 7 36,6 28 49,6 63 51,5

1 20 0,35 7 38,2 28 47,8 63 51,8

1 20 0,45 7 22,6 28 30,1 63 35,4

1 20 0,45 7 22,5 28 33,4 63 38,3

1 20 0,55 7 18,1 28 27,1 63 32,4

1 20 0,55 7 18,1 28 27,6 63 31,7

1 20 0,65 7 10,5 28 19,7 63 22,6

1 20 0,65 7 11,2 28 18,2 63 21,7

99

Tabela(A) 4 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 0% CCA sem aditivo

0% CCA sem aditivo

T (min) a/c 0,35 a/c 0,45 a/c 0,55 a/c 0,65

Vo V Vo V Vo V Vo V

10 0,5813 0,0272 0,5601 0,0390 - - - -

15 0,5989 0,0286 0,5497 0,0384 0,5385 0,0423 0,5017 0,0489

20 0,5986 0,0295 0,5486 0,0383 0,5342 0,0427 0,5081 0,0487

25 0,5981 0,0284 0,5532 0,0393 0,5426 0,0438 0,5114 0,0503

30 0,6030 0,0299 0,5543 0,0457 0,5477 0,0435 0,5110 0,0504

35 0,6003 0,0296 0,5530 0,0389 0,5384 0,0438 0,5131 0,0515

40 0,5954 0,0302 0,5545 0,0392 0,5413 0,0448 0,5156 0,0509

45 0,6023 0,0299 0,5494 0,0403 0,5393 0,0470 0,5117 0,0510

50 0,6031 0,0311 0,5501 0,0388 0,5418 0,0444 0,5159 0,0511

55 0,6009 0,0298 0,5565 0,0413 0,5484 0,0451 0,5192 0,0516

60 0,6040 0,0316 0,5628 0,0395 0,5430 0,0454 0,5208 0,0521

65 0,6101 0,0305 - - 0,5507 0,0446 0,5210 0,0513

70 0,6067 0,0316 - - 0,5471 0,0451 0,5217 0,0508

75 0,6125 0,0310 - - 0,5565 0,0455 0,5247 0,0510

80 0,6055 0,0313 - - 0,5512 0,0446 0,5201 0,0506

85 0,6127 0,0309 - - 0,5531 0,0446 0,5270 0,0507

90 0,6082 0,0312 - - 0,5499 0,0446 0,5219 0,0497

95 0,6148 0,0310 - - 0,5594 0,0456 0,5265 0,0519

100 0,6103 0,0320 - - 0,5588 0,0447 0,5360 0,0519

105 0,6176 0,0306 - - 0,5596 0,0442 0,5182 0,0515

110 0,6121 0,0307 - - 0,5531 0,0449 0,5308 0,0501

115 0,6158 0,0304 - - 0,5593 0,0441 0,5279 0,0506

120 0,6145 0,0303 - - 0,5568 0,0441 0,5312 0,0504

100

Tabela(A) 5 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 10% CCA sem

aditivo

10% CCA sem aditivo

T (min) a/agl 0,35 a/agl 0,45 a/agl 0,55 a/agl 0,65

Vo V Vo V Vo V Vo V

10 0,7135 0,0304 0,5695 0,0381 0,5643 0,0440 0,5000 0,0514

15 0,5937 0,0316 0,5670 0,0362 0,5320 0,0441 0,4967 0,0508

20 0,6022 0,0313 0,5686 0,0378 0,5388 0,0431 0,5096 0,0516

25 0,5961 0,0322 0,5667 0,0377 0,5371 0,0441 0,5075 0,0521

30 0,6012 0,0311 0,5676 0,0377 0,5345 0,0433 0,5121 0,0510

35 0,5970 0,0319 0,5670 0,0378 0,5392 0,0445 0,5139 0,0528

40 0,5879 0,0318 0,5656 0,0382 0,5360 0,0444 0,5094 0,0523

45 0,5967 0,0324 0,5661 0,0360 0,5353 0,0430 0,5127 0,0524

50 0,5975 0,0323 0,5695 0,0391 0,5314 0,0448 0,5081 0,0518

55 0,5900 0,0318 0,5641 0,0382 0,5363 0,0444 0,5081 0,0515

60 0,6028 0,0313 0,5658 0,0380 0,5321 0,0451 0,5126 0,0531

65 0,5973 0,0327 0,5660 0,0380 0,5364 0,0448 0,5257 0,0523

70 0,6040 0,0314 0,5654 0,0384 0,5268 0,0419 0,5134 0,0534

75 0,6004 0,0330 0,5684 0,0384 0,5390 0,0441 0,5167 0,0519

80 0,6063 0,0320 0,5695 0,0381 0,5309 0,0438 0,5145 0,0516

85 0,6137 0,0334 0,5673 0,0387 0,5393 0,0445 0,5179 0,0528

90 0,6104 0,0326 0,5723 0,0396 0,5455 0,0440 0,5127 0,0528

95 0,6098 0,0338 0,5661 0,0398 0,5394 0,0444 0,5201 0,0518

100 0,6107 0,0320 0,5629 0,0387 0,5403 0,0446 0,5160 0,0521

105 0,6115 0,0331 0,5713 0,0390 0,5457 0,0443 0,5208 0,0518

110 0,6131 0,0320 0,5659 0,0380 0,5451 0,0456 0,5202 0,0517

115 0,6177 0,0339 0,5737 0,0390 0,5439 0,0448 0,5245 0,0510

120 0,6152 0,0322 0,5670 0,0387 0,5466 0,0454 0,5234 0,0514

101

Tabela(A) 6 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 20% CCA sem

aditivo

20% CCA sem aditivo

T (min) a/agl 0,35 a/agl 0,45 a/agl 0,55 a/agl 0,65

Vo V Vo V Vo V Vo V

10 0,5638 0,0343 0,5432 0,0401 0,5243 0,0443 0,5112 0,0466

15 0,5711 0,0354 0,5495 0,0404 0,5316 0,0438 0,5107 0,0479

20 0,5725 0,0366 0,5514 0,0412 0,5315 0,0455 0,5153 0,0479

25 0,5719 0,0349 0,5502 0,0422 0,5379 0,0439 0,5172 0,0480

30 0,5757 0,0349 0,5516 0,0415 0,5345 0,0463 0,5131 0,0469

35 0,5645 0,0347 0,5512 0,0427 0,5382 0,0435 0,5246 0,0475

40 0,5650 0,0349 0,5541 0,0426 0,5302 0,0451 0,5249 0,0468

45 0,5706 0,0357 0,5441 0,0404 0,5356 0,0434 0,5233 0,0468

50 0,5767 0,0356 0,5529 0,0408 0,5325 0,0448 0,5210 0,0475

55 0,5871 0,0355 0,5554 0,0419 0,5406 0,0439 0,5222 0,0467

60 0,5712 0,0353 0,5483 0,0416 0,5412 0,0446 0,5266 0,0468

65 0,5722 0,0328 0,5474 0,0411 0,5404 0,0439 0,5263 0,0465

70 0,5691 0,0351 0,5510 0,0423 0,5360 0,0437 0,5291 0,0460

75 0,5820 0,0341 0,5493 0,0412 0,5413 0,0445 0,5244 0,0474

80 0,5733 0,0347 0,5527 0,0423 0,5414 0,0453 0,5293 0,0472

85 0,5799 0,0350 0,5486 0,0411 0,5418 0,0461 0,5192 0,0458

90 0,5785 0,0356 0,5517 0,0430 0,5445 0,0438 0,5294 0,0467

95 0,5882 0,0350 0,5526 0,0419 0,5433 0,0467 0,5286 0,0473

100 0,5751 0,0355 0,5534 0,0418 0,5466 0,0446 0,5317 0,0474

105 0,5776 0,0355 0,5551 0,0423 0,5449 0,0450 0,5325 0,0473

110 0,5863 0,0359 0,5555 0,0430 0,5357 0,0441 0,5353 0,0473

115 0,5835 0,0350 0,5574 0,0428 0,5483 0,0442 0,5305 0,0469

120 0,5903 0,0349 0,5596 0,0428 0,5458 0,0437 0,5344 0,0471

102

Tabela(A) 7 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 0% CCA com

aditivo

0% CCA com aditivo

T (min) a/c 0,35 a/c 0,45 a/c 0,55 a/c 0,65

Vo V Vo V Vo V Vo V

10 0,5466 0,0414 - - 0,4640 0,0563 - -

15 0,5492 0,0427 0,4906 0,0470 0,4734 0,0546 0,4256 0,0653

20 0,5592 0,0416 0,4928 0,0499 0,4799 0,0562 0,4408 0,0686

25 0,5530 0,0428 0,4987 0,0466 0,4839 0,0547 0,4422 0,0676

30 0,5450 0,0411 0,4869 0,0507 0,4785 0,0558 0,4457 0,0680

35 0,5472 0,0444 0,4992 0,0477 0,4725 0,0534 0,4501 0,0689

40 0,5496 0,0415 0,4658 0,0486 0,4823 0,0555 0,4485 0,0694

45 0,5462 0,0451 0,4657 0,0472 0,4794 0,0536 0,4591 0,0695

50 0,5458 0,0430 0,4548 0,0470 0,4747 0,0550 0,4554 0,0696

55 0,5379 0,0449 0,4728 0,0475 0,4859 0,0538 0,4608 0,0696

60 0,5409 0,0421 0,3924 0,0441 0,4751 0,0568 0,4566 0,0691

65 0,5452 0,0457 0,4346 0,0450 0,4798 0,0540 0,4559 0,0694

70 0,5435 0,0448 0,3164 0,0365 0,4795 0,0547 0,4627 0,0692

75 0,5426 0,0451 0,3619 0,0362 0,4759 0,0551 0,4647 0,0685

80 0,5378 0,0443 0,3126 0,0393 0,4783 0,0535 0,4547 0,0701

85 0,5429 0,0462 - - 0,4768 0,0558 0,4681 0,0691

90 0,5400 0,0444 - - 0,4718 0,0539 0,4584 0,0663

95 0,5423 0,0461 - - 0,4806 0,0557 0,4750 0,0688

100 0,5422 0,0439 - - 0,4762 0,0536 0,4729 0,0693

105 0,5320 0,0461 - - 0,4725 0,0559 0,4768 0,0677

110 0,5436 0,0442 - - 0,4866 0,0558 0,4744 0,0700

115 0,5300 0,0465 - - 0,4713 0,0570 0,4766 0,0693

120 0,5413 0,0447 - - 0,4772 0,0536 0,4770 0,0669

103

Tabela(A) 8 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 10% CCA com

aditivo

10% CCA com aditivo

T (min) a/agl 0,35 a/agl 0,45 a/agl 0,55 a/agl 0,65

Vo V Vo V Vo V Vo V

10 - - 0,5019 0,0488 0,4466 0,0580 0,4381 0,0644

15 0,5531 0,0436 0,5018 0,0504 0,4494 0,0620 0,4244 0,0680

20 0,5536 0,0450 0,5121 0,0488 0,4598 0,0604 0,4484 0,0672

25 0,5627 0,0434 0,5007 0,0516 0,4629 0,0648 0,4358 0,0694

30 0,5612 0,0421 0,5050 0,0496 0,4658 0,0614 0,4560 0,0678

35 0,5482 0,0420 0,4994 0,0508 0,4636 0,0639 0,4447 0,0681

40 0,5612 0,0437 0,5055 0,0506 0,4636 0,0608 0,4519 0,0673

45 0,5414 0,0434 0,5022 0,0521 0,4632 0,0625 0,4527 0,0683

50 0,5622 0,0397 0,5081 0,0493 0,4590 0,0613 0,4606 0,0663

55 0,5483 0,0422 0,5081 0,0520 0,4643 0,0614 0,4611 0,0690

60 0,5570 0,0407 0,5012 0,0498 0,4659 0,0617 0,4592 0,0665

65 0,5482 0,0435 0,5021 0,0507 0,4655 0,0599 0,4656 0,0692

70 0,5615 0,0409 0,5059 0,0508 0,4647 0,0636 0,4652 0,0646

75 0,5549 0,0431 0,5072 0,0501 0,4732 0,0610 0,4649 0,0703

80 0,5605 0,0403 0,5053 0,0495 0,4785 0,0613 0,4741 0,0655

85 0,5527 0,0438 0,5109 0,0510 0,4661 0,0616 0,4732 0,0686

90 0,5473 0,0403 0,5082 0,0499 0,4761 0,0625 0,4787 0,0623

95 0,5477 0,0430 0,5126 0,0518 0,4767 0,0649 0,4813 0,0644

100 0,5596 0,0410 0,5112 0,0508 0,4725 0,0606 0,4864 0,0602

105 0,5550 0,0433 0,5132 0,0524 0,4778 0,0638 0,4837 0,0623

110 0,5527 0,0399 0,5159 0,0517 0,4822 0,0614 0,4927 0,0606

115 0,5471 0,0431 0,5119 0,0522 0,4815 0,0627 0,4847 0,0633

120 0,5426 0,0392 0,5209 0,0508 0,4840 0,0611 0,4918 0,0588

104

Tabela(A) 9 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 20% CCA com

aditivo

20% CCA com aditivo

T (min) a/agl 0,35 a/agl 0,45 a/agl 0,55 a/agl 0,65

Vo V Vo V Vo V Vo V

10 0,5419 0,0407 0,4948 0,0517 0,4632 0,0578 0,4258 0,0668

15 0,5490 0,0417 0,4988 0,0500 0,4683 0,0573 0,4373 0,0663

20 0,5517 0,0421 0,5045 0,0518 0,4735 0,0601 0,4458 0,0676

25 0,5584 0,0415 0,5096 0,0519 0,4745 0,0583 0,4434 0,0685

30 0,5542 0,0419 0,5022 0,0523 0,4776 0,0610 0,4371 0,0649

35 0,5449 0,0421 0,5068 0,0495 0,4773 0,0576 0,4380 0,0659

40 0,5489 0,0419 0,4984 0,0525 0,4802 0,0598 0,4459 0,0660

45 0,5397 0,0441 0,5088 0,0501 0,4812 0,0574 0,4590 0,0662

50 0,5426 0,0425 0,5035 0,0519 0,4737 0,0576 0,4494 0,0673

55 0,5447 0,0430 0,5079 0,0484 0,4794 0,0588 0,4639 0,0681

60 0,5470 0,0424 0,4985 0,0520 0,4778 0,0583 0,4605 0,0672

65 0,5375 0,0431 0,5140 0,0500 0,4831 0,0590 0,4657 0,0669

70 0,5508 0,0436 0,5025 0,0530 0,4777 0,0578 0,4607 0,0682

75 0,5362 0,0423 0,5151 0,0503 0,4903 0,0581 0,4742 0,0672

80 0,5405 0,0434 0,5016 0,0514 0,4847 0,0589 0,4754 0,0682

85 0,5376 0,0431 0,5173 0,0508 0,4870 0,0586 0,4653 0,0645

90 0,5506 0,0433 0,5060 0,0523 0,4907 0,0602 0,4667 0,0655

95 0,5374 0,0418 0,5171 0,0511 0,4880 0,0570 0,4731 0,0644

100 0,5336 0,0423 0,5088 0,0529 0,4897 0,0592 0,4801 0,0659

105 0,5492 0,0414 0,5162 0,0510 0,4910 0,0582 0,4810 0,0661

110 0,5544 0,0429 0,5087 0,0523 0,4905 0,0588 0,4761 0,0669

115 0,5474 0,0410 0,5171 0,0503 0,4958 0,0571 0,4814 0,0664

120 0,5494 0,0431 0,5102 0,0520 0,4988 0,0608 0,4756 0,0652