(TC-034) MÉTODOS DE DOSAGEM DE …©todos_dosagem...Aplicar métodos para concretos comuns chega-se...

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José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção IIIDosagem de CAR/CAD

Prof. Ronaldo A Medeiros-JuniorProf. José de Almendra Freitas Jr.

MÉTODOS DE DOSAGEM DE CONCRETOS DE ALTA RESISTÊNCIA e

ALTO DESEMPENHOCAD / CAR

Materiais de Construção III(TC-034)

Ministério da EducaçãoUniversidade Federal do ParanáSetor de TecnologiaDepartamento de Construção Civil


CAD/CAR:

� Mais duráveis e mais resistentes;

� Dosados por métodos específicos;

� Aplicar métodos para concretos comuns

chega-se a consumos de cimento absurdos

..…800 …900 Kg/m3;

Ronaldo A Medeiros-Junior

BurjDubai

José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção IIIDosagem de CAR/CAD Ronaldo A Medeiros-JuniorConcreto convencional não atendia requisitos Concreto convencional não atendia requisitos

mais desafiadoresmais desafiadores

Introdução

•Esbeltas•Duráveis

•Seguras


IntroduçãoNovas misturas em Novas misturas em

laboratóriolaboratório

Ronaldo A Medeiros-Junior•Aditivos

•Adições•Fibras

•Técnicas de execução•Cura térmica

•Controle tecnológico


Introdução

Ronaldo A Medeiros-JuniorDesafio: Desafio: tornar uma opção cada vez mais viável tornar uma opção cada vez mais viável

(economicamente) (economicamente) �� atravessar barreira do mercadoatravessar barreira do mercado

CAD

Programa de manutenção Projeto

Arquitetônico

Projeto estrutural

Controles de qualidade

Construção propriamente dita

Construção de Alto Desempenho


CONCEITOS

CARCARCADCAD

Ronaldo A Medeiros-Junior•80 MPa

•Slump 20 mm

•Pilar de grande densidade de armaduras

Alta resistência, porém baixa trabalhabilidade = prováveis falhas de concretagem

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CONCEITOS

CARCARCConcreto de oncreto de AAlta lta RResistênciaesistência• alta resistência

(NBR-8953, fck > 50 MPa)

CADCADCConcreto de oncreto de AAlto lto DDesempenhoesempenho

• alta durabilidade (ensaios específicos)

• alta resistência



CONCEITOS

CADCAD

Concreto que atenda uma combinação especial entre

desempenho e requisitos de uniformidade que geralmente não

são atingidos rotineiramente com o uso de componentes

convencionais e práticas normais de mistura, lançamento e cura

(ACI, 1998).



Estruturas duráveis

•Resistem com segurança às solicitações externas na sua combinação mais desfavorável, porém com desempenho

de serviço acima do mínimo.

Ronaldo A Medeiros-JuniorNBR 6118 � Estabelece um desempenho mínimo que deve ser seguido, representado a partir do conceito de Estado Limite de Serviço (ELS), como a especificação de limites de aberturas de

fissuras, de deformações excessivas, entre outros.


CAD/CAR – características básicas da composição

Ronaldo A Medeiros-Junior• Baixa relação água/aglomerante;• Alto consumo de aglomerante (cimento + adições);• Baixo quantidade total de água por m3;• Necessidade de aditivos superplastificantes (SP);• Trabalhabilidade governada pelo SP, não pela água;• Frequente uso de adições minerais ao cimento: (sílica ativa, argila calcinada ou metacaulim)• Otimização da granulometria (aumento da compacidade) e agregados de boa qualidade.

Densificar o concreto

Prof. Dr. Ronaldo Medeiros-Junior | Materiais de Construção 1Estrutura Interna

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Vazios na pasta endurecida:

São de extrema importância

Maior quantidade de vazios e maiores

diâmetros médios:

� > porosidade

� > permeabilidade

� < resistências mecânica

� < resistência química

� > retração

� > fluência

FASE 2 – VAZIOS E POROS

Materiais de Construção III


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� Espaço interlamelar no C-S-H;

� Vazios capilares;

� Vazios de ar incorporado;

� Vazios de ar aprisionado;

Onde estão?


3


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Espaço interlamelar no C-S-H 1 a 4 nm

Vazios capilares 0,01 a 1 µm

Ar incorporado 0,05 a 1 mm

Ar aprisionado 0,5 a 5 mm

1 nm � 10-9 m

Que tamanho?



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Intervalos dimensionais dos sólidos e poros na pasta endurecida




Ronaldo A Medeiros-JuniorOnde ocorre preferencialmente a ruptura no concreto

Concreto 1 Concreto 2


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A ZT é a interface entre o agregado e a pasta Espessura de aproximadamente 1/20 mm

É o “elo” mais frágil do concreto

As rupturas em concretos comuns iniciam na zona de transição

A ZONA DE TRANSIÇÃO:



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Baixa resistência mecânica da ZT:

Concentração de “etringita” - cristais grandes, porosos c/ baixa resistência mecânica

Filme de água - aumenta a/c (exsudação interna)

Os cristais de hidróxido de cálcio se posicionam paralelamente à superfície do agregado, favorecendo a existência de planos de clivagem.

(Paulon, V.; 1991)



18(Mehta e Monteiro, 1994)


agregado

Zona de transição Pasta de Cimento


4


19

Zona de Transição

(Mehta e Monteiro,2006)




20

Corante azul indicando a maior porosidade da zona de transição no entorno dos grãos dos agregados graúdos.

www.cmc-concrete.com




21

Exsudação é a tendência da água de amassamento vir à superfície do concreto recém lançado, devido ao sua densidade (1g/cm3) ser menor que a dos agregados

(≈2,4g/cm3) e a do cimento (≈ 3,1g/cm3).

Fenômeno faz com que o fator a/c da superfície fique enorme, reduzindo a resistência mecânica na região.

A ZONA DE TRANSIÇÃO: Exsudação interna

(Granato, Basf)



22(Mehta e Monteiro,2006)

A ZONA DE TRANSIÇÃO: Exsudação interna

Exsudação interna é a não visível.

É a água que ao subir fica presa sob os agregados e vergalhões

de aço.

A exsudação interna prejudica a aderência da pasta de cimento aos agregados e

vergalhões de aço.



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(José Freitas Jr.)


Exsudação interna



24Silia Fume Association

Exsudação internaA ZONA DE TRANSIÇÃO:


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Concreto convencional Concreto de alta resistência - CAR




Ronaldo A Medeiros-Junior• Apresenta maior porosidade � (exsudação da água/efeito parede)• Maior relação a/ag na ZT• Orientação preferencial dos cristais (disposição aproximadamente ordenada)• Diminuição das forças de adesão com o agregadoTamanho do agregado graúdo?


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Superfície Específica = áreas dos grãos

Área dos grãos: soma das áreas de todos os grãos contidos em uma unidade de massa.



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Superfície específica :




Ronaldo A Medeiros-Junior• Apresenta maior porosidade � (exsudação da água/efeito parede)• Maior relação a/ag na ZT• Orientação preferencial dos cristais (disposição aproximadamente ordenada)• Diminuição das forças de adesão com o agregadoTamanho do agregado graúdo?

Estabelece a espessura da ZT, porque quanto menormenor o tamanho do grão, maior área deverá ser molhada e, para a mesma quantidade de água,

menor será a sua espessura



Ronaldo A Medeiros-JuniorPara que o concreto atue como material composto homogêneo, em que as três fases tenham aproximadamente o mesmo comportamento resistente, énecessário que a resistência da ZT, assim como do agregado, seja da mesma ordem de grandeza. A resistência da pasta pode ser controlada pela relação a/c

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Diminuir relação a/Diminuir relação a/Diminuir relação a/Diminuir relação a/agagagag

• Aditivos superplastificantes;• Adições (reduzem a água da mistura, diminuemexsudação).

CAD/CAR – propriedadesRonaldo A Medeiros-Junior

Diminuir porosidade da pastaDiminuir porosidade da pastaDiminuir porosidade da pastaDiminuir porosidade da pasta

• Adições (melhoram a ZT (efeito filer), contribuem com ahidratação do CP, reagem com Ca(OH)2 (cristal mais frágil)e produzem C-S-H).

Seleção adequada dos agregadosSeleção adequada dos agregadosSeleção adequada dos agregadosSeleção adequada dos agregados

• Limitar dimensão máxima;• Distribuição granulométrica;• Forma mais arredondada possível.


MICROESTRUTURA DO CAD/CARFASE AGREGADO • Rocha com alta resistência;• Lamelaridade prejudica;

FASE PASTA MATRIZ• Baixas relações A/A minimizam vazios;• Sílica ativa, mais C-S-H e efeito microfiler;

ZONA DE TRANSIÇÃO• Baixas relações A/A e a SA melhoram ZT.

(Aïtcin, 2000)



Pontos positivos

• Resistência à compressão por custo, peso e volume;• Diminuição peças estruturais, mais espaços livres;• Redução do peso das estruturas;• Redução deformações imediatas;• Redução fluência;• Aumento durabilidade, menor permeabilidade;• Redução volume de concreto necessário;• Maior rapidez de execução.

Alta ResistênciaE-Tower - fck 125 MPa (42 andares, 162 m)

IncorporadoraMunir Abbud

CAD/CAR – propriedadesRonaldo A Medeiros-Junior


Pontos negativos

• Dificuldade de aplicação - maior coesão - sílica ativa;- perda de abatimento;

• Controle de qualidade mais apurado;• Necessidade de cura controlada, devido ao baixo consumo de água;• Alto calor de hidratação - consumos cimento até > 500 kg/m3;• Retração - autógena – água solidifica ao hidratar o cimento;

- por secagem - saída da água dos vazios capilares;

Controle de temperatura

CONCREBRAS

CAD/CAR – propriedades

Termopares inseridos

no concreto e aparelho de medição



HISTÓRICO DO CAD/CAR

Final anos 70 – superplastificante possibilitou reduçãoágua/aglomerante com trabalhabilidade

Anos 80 – sílica ativa, aumento de resistência


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HISTÓRICO DO CAD/CAR

EDIFÍCIO LOCAL ANO fck (MPa)

Water Tower Place Chicago 1975 62

Grand Arche de la Défense Paris 1988 65

Two Union Square Seattle 1989 115

One Wacker Place Chicago 1990 80

225 W. Wacker Drive Chicago 1989 96

Petronas Towers Kuala Lumpur 1998 80

Taipei 101 (megacolunas) Taipei , China Nacion. 2005 70

Burj Dubai Dubai 2008 80

Park City Musashi Kosugi Kanagawa - Japão 2007 150



HISTÓRICO DO CAD/CAR NO BRASIL

Anos 90 – inibidor de hidratação, aumenta tempo de eficiência dos SP

EDIFÍCIO LOCAL ANO fck (MPa)

Evolution Towers Curitiba 2000 60

Palácio da Justiça Curitiba 2005 50

Museu Oscar Niemeyer Curitiba 1968 40

Museu Oscar Niemeyer Curitiba 2000 35 aos 7 dias

Cent. Empresarial Antártica Ponta Grossa 2008 90

Suarez Trade Salvador 1993 60

Cent. Empresarial Nações Unidas São Paulo 1995 60

Ponte sobre o Rio Maranhão Goiás 1997 50

e-Tower São Paulo 2003 125



Instituto de Educação, 1968(Atual M.O.N.) fck 40 MPa

CAD/CAR em Curitiba

Museu Oscar Niemeyer, 2000 fck 35 MPa aos 7 dias

CAR para possibilitar protensão no prazo

CESBE

CESBE

(J. A. Freitas Neto)



CAR em Curitiba

Evolution Towers 2000fck 60 MPa

Pilares do Corporativo com fck 60 MPaCAR para aumenta vãos internos

Irmãos Thá S/A

Irmãos Thá S/A



CAD/CAR em Curitiba

Palácio da Justiça, 2005.

Estrutura inteira emfck 50 MPa

Para se alcançar uma maior durabilidade.

Engenharia e Construção



CAD/CAR no Paraná

Centro Empresarial Antártica - Ponta Grossa , 2008 (em construção) Pilares fck 90 MPa - Recorde brasileiro

CAR para melhorar as garagens

(Christófolli, Jorge L.)(Vicente Babur Ltda)


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Estruturas mais leves, peças estruturais menores: 1/3 das aplicações

Burj Califa Burj Califa (Dubai)(Dubai)

Evolution Towers Evolution Towers CuritibaCuritiba

Principais aplicações do CAD/CAR:



Principais aplicações do CAD/CAR:

Estruturas mais duráveis: 2/3 das aplicações

PONTE ESTAIADASOBRE O RIO NEGRO

PONTE ESTAIADAOTAVIO FRIAS DE OLIVEIRA



Elementos estruturais de flexão: VIGAS E LAJES

Peças expostas a esforços de flexão:

Flexão = compressão e tração na mesmo peça.

Concreto somente suporta esforços de compressão.

Esforços de tração são suportados pelas armaduras.



Elementos estruturais de flexão: VIGAS E LAJES

Corte A-A’

armaduras inferiores

armaduras superiores

Compressão: suportada pelo concreto e pelas armaduras superiores

Tração: suportada pelas armaduras inferiores



Elementos estruturais de compressão: PILARESCargas predominantes de compressão, que são

suportadas pelas armaduras e o concreto.

←←←←←←←← ConcretoConcreto

←←←←←←←← ArmadurasArmaduras

CargasCargas



Uso de CAD/CAR nos elementos estruturais :

Pilares: Elementos estruturais de compressão, concreto colabora muito com a resistência da peça.

Uso de CAD/CAR é claramente vantajoso do ponto de vista técnico e possivelmente do ponto de

vista econômico.

Vigas e lajes: Elementos estruturais de flexão, o concreto colabora para a resistência da peça... Mas o

aço tem grande importância.Uso de CAD/CAR não é tão claramente vantajoso,

nem do ponto de vista técnico ou do econômico.


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Blocos de coroamento:

Para absorver a carga dos pilares em CAD/CAR, os blocos das fundações devem ter sua camada superior (altura das esperas das armaduras) em

concreto com o mesmo fck do pilar.

C30

CAD C60

Evolution Towerspilares em CAD C60

Cuidados com calor de hidratação (uso de

gelo?) e evitar junta fria entre os concretos

diferentes.

Uso de CAD/CAR nos elementos estruturais :



Projeto estrutural:

� Diagrama tensão/deformação tende ao diagrama triangular;

DIFERENÇAS ENTRE OS CONCRETOS CONVENCIONAIS E O CAD / CAR

(T. F

. AG

UIR

RE

e P

. BA

RB

OS

A)



Produção em usinas:

� Controle rigorosíssimo da umidade nos agregados e nos aditivos;

� Agregados selecionados criteriosamente

� Sequência na betoneira: agregados, aglomerantes (CP + SA), 80% da água. Mistura 5 minutos. Saldo da água com a aditivos SP e inibidor (evita absorção do SP pelos grãos dos agregados)

� Caminhões betoneiras com 60% da capacidade para melhor mistura e minimizar problemas com a aderência do concreto ao balão;




Execução da obra:� Formas e concretagens mais caprichadas;

�Cuidados para não misturar concretos com diferentes resistências

�Altíssimas resistências 100 MPa concretos bem coesos

(dificuldades de transporte, bombeamento??);� Alto consumo de cimento gera maior calor de hidratação;

� Concreto com gelo em peças volumosas;� Maior necessidade de cuidados com a cura;

� Eventuais “bicheiras” são mais difíceis de corrigir.




MATERIAIS

CONSTITUINTES



MATERIAIS CONSTITUINTES CIMENTO

• Mais puro possível (adições de melhor qualidade serão

colocadas posteriormente);

• Brasil - CP V ARI ou CP V ARI RS (C3S e C2S)

ENSAIOS FÍSICOS - CP V-ARI - ItambéValores médios

(10/2004)

Blaine (cm²/g) 4.516

Tempo de início de pega (min) 144

Tempo de fim de pega (min) 180

Massa Específica (g/cm3) 3,14

Resistência à compressão 1 dia (MPa) 25,00

Resistência à compressão 3 dias (MPa) 35,6




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MATERIAIS CONSTITUINTES AGREGADOS

• Dimensão máxima limitada

Tendência de falhas na microestrutura do agregado e maior Tendência de falhas na microestrutura do agregado e maior Tendência de falhas na microestrutura do agregado e maior Tendência de falhas na microestrutura do agregado e maior retenção de água de exsudação, provocando maior ZTretenção de água de exsudação, provocando maior ZTretenção de água de exsudação, provocando maior ZTretenção de água de exsudação, provocando maior ZT

Demandam maior quantidade de água de amassamentoDemandam maior quantidade de água de amassamentoDemandam maior quantidade de água de amassamentoDemandam maior quantidade de água de amassamento



MATERIAIS CONSTITUINTES

AGREGADOS MIÚDOS• Seleção é importante (não pode ser o elo fraco);• Empacotamento – menor volume de vazios possível• Grãos arredondados, s/ impurezas e s/ muitos finos;

• Preferencialmente areia natural;• Em maiores fck – mistura com areia de quartzo.

Areia Natural

(Freitas Jr, J. A.)

Areia de Quartzo




AGREGADOS GRAÚDOS• Seleção é importante (não pode ser o elo fraco);• Rocha com resistência superior ao fck pretendido;• Preferencialmente grãos não lamelares ou agulhas;• Britas no 1 ou 2 (12 – 25 mm).

Brita no 1

(Freitas Jr, J. A.)Grão de brita de granito



AGREGADO

Classificação:

�Normais (cúbicos, esféricos ou tetraédricos): todas as dimensões aproximadamente iguais

�Lamelares: há grande variação na ordem de grandeza das dimensões

Forma ou geometria



AGREGADO

Maiores superfícies de interface(superfícies preferenciais de ruptura)

Forma ou geometria

�Esféricas: melhores características�Lamelares: < trabalhabilidade; �portanto, > consumo de cimento

Ronaldo A Medeiros-JuniorGrãos lamelares

Maior quantidade de vazios

Maior consumo de pasta de cimento

Aumenta retraçãoAumenta calor ....


MATERIAIS CONSTITUINTES ADIÇÃO MINERAL – Sílica Ativa (Metacaulim, SCA)

• Adição ou substituição de parte do cimento;• Aumenta resistência mecânica (C-S-H) e durabilidade;• Afeta trabalhabilidade (reatividade química), diminui a

segregação e exsudação;• Reduz retração, porosidade e permeabilidade;

Superfície Específica 20.000 m2/kg

Massa Específica 2,22 g/cm3

Formato da partícula Esférico

Diâmetro médio 0,2 µm

Teor de SiO2 Min. 85%

Equivalente alcalino em Na2O Max. 0,5%

Sílica Ativa SILMIX ®


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ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

• Sem SP, impraticável A/A < 0,4 (muito coeso, pouca trabalhabilidade);• Compatibilidade com o cimento é vital.• 2a geração – naftalênicos/lignosulfonados – perda abatim.± 45 min.;

• 3a geração – éter carboxílico modificado – alto custo (cadeias longas);

Ronaldo A Medeiros-JuniorBase química Policarboxilatos

Aspecto e cor Líquido viscoso marrom

Densidade 1,067 a 1,107 g/cm3

pH 5 a 7

Teor de sólidos 28,5 a 31,5%

Viscosidade 95 a 160 cps

SP base éter carboxílico modificado

GLENIUM 51 ®

Prof. Marcelo Medeiros

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Departamento de Construção Civil

Universidade Federal do Paraná

- Aditivo Superplastificante (Tipo SP): Possibilita a redução daquantidade de água de amassamento para produzir um concreto comdeterminada consistência.

Aditivos Aditivos -- tipostipos

Quando uma pequena quantidade de água é adicionada ao

cimento, sem a presença de tensoativos, não se obtém um

sistema bem disperso, primeiro porque a água possui tensãosuperficial elevada e segundo porque as partículas de cimentotendem a formar flocos e se aglomerarem.

Mecanismo sem Mecanismo sem tensoativotensoativo



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Superplastificantes (Redutores de água)

1. Possuem substâncias químicas.

2. Melhoram a deformabilidade dos concretos frescos, reduzindo aformação dos flóculos provocados pelas forças de Van der Waal.Esse efeito é consequência da mudança da carga elétrica ocorrida nasuperfície das partículas de cimento que passam a se repelireletrostáticamente. Com isso, reduzem o coeficiente de atritodinâmico entre a fase líquida e os materiais sólidos em suspensão.

3. Esta redução resulta na plasticidade.



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Superplastificantes (Redutores de água)

4. Certas substâncias tensoativas são as responsáveis pela ação detais aditivos. Elas reduzem a tensão superficial da água, fazendo comque as moléculas de água tenham menor coesão e, portanto,capacidade de aumentar sua superfície de contato (maiormolhabilidade).

5. Aumentando a dispersão dos finos e acelerando a formação do gelde cimento, estes aditivos reduzem o esforço de cisalhamentonecessário para movimentar e deslizar as partículas ao se lançar eadensar a mistura. O efeito dispersante expõe maior superfície docimento em contato com a água, resultando em melhor hidratação. Aadesão entre a pasta de finos e os agregados também aumentaevitando a segregação.



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Efeito de aditivos superplastificantes (outra forma de tensoativo)

Aditivos Superplastificantes:

+

- +

++--

-

--

- -

-

+

++

+

+++

+

++

- -

-

--

--

-

-+

+

++

+

++

+-

- --+

-

-++

++

++

+

+++

+

+

+-

-

-

- -

- - -

+-

-

- --

-

-

- -

-

--

-

--

-

-+

+

+

-

-

Sem aditivo Com aditivoFormado por moléculas hidrófilas



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Finalidade: Aumentar a plasticidade por diminuir o atrito entre os grãos de cimento e agregados.

Aditivos Superplastificantes:

Ronaldo A Medeiros-JuniorInteração dos SP com o cimento é complicada (ponto de

saturação do aditivo – Cone de Marsh)

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MATERIAIS CONSTITUINTES COMPATIBILIDADE AGLOMERANTES-ADITIVO SP• Ensaio com o funil de Marsh para determinação ponto de

saturação do aditivo SP (otimiza consumo do SP);

• Mede o tempo que pastas, (cimento, sílica ativa e água), com diferentes teores de aditivo SP, levam para preencher um litro.

(Freitas Jr, J. A.)(Freitas Jr, J. A.)




COMPATIBILIDADE CIMENTO e ADITIVO SPAtravés deste teste encontra-se a combinação mais adequada dos aglomerantes com o aditivo SP, que serve como referência para o

% de aditivo a ser usado nos concretos de alta resistência.

(Fre

itas

Jr,

J. A

.)Teores de sólidos do aditivo 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,8 e 1,0%

Tempos de 5, 30 e 60 minutos.

Ensaio de fluidez da pasta, com o cone de Marsh.

Teor de sólidos do aditivo SP é o % da massa de sólidos em relação

a massa total do SP, o resto é água e deve ser computado na

relação A/A.




ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

1. Evitar utilizar a capacidade máxima do caminhão betoneira (garantir uma boa mistura).

2. Adicionar e misturar o aditivo no canteiro de obras (evitar tempo de trânsito) – consistência mínima 40 mm do concreto no caminhão.

3. Aplicação simultânea com inibidores de hidratação para maior tempo de eficiência.




ADITIVO INIBIDOR DE HIDRATAÇÃONão é obrigatório para a produção de CAR/CAD mas facilita

muito a sua aplicação.Tem a finalidade de aumentar o tempo de eficiência do aditivo SP, possibilitando a ocorrência do início de pega

após duas horas da mistura.

(Concrebras)



MÉTODOS DE DOSAGEM



Finalidade: Construir um diagrama de dosagem dos concretos, especificamente para materiais selecionados.

MÉTODOS DE DOSAGEM

Para ajustar parábolas do 2º grau, precisa-se de 3 pontos. O ideal, para

melhor precisão 5 ou 6 pontos, ajusta-se parábolas do 2º grau pelo método do

mínimo erro quadrático.

Definições preliminares para as metodologias

tratadas:• Os agregados não limitam

a resistência • DMC da brita

• Abatimento desejado (usual 80 a 140 mm).

•% de Sílica Ativa

Exemplo de diagrama para o

método do IPT/EPUSP modificado

Aglomerantes


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MÉTODOS DE DOSAGEM ESPECÍFICOS PARA CAR / CAD

•• Método MEHTA/AÏTCINMétodo MEHTA/AÏTCIN(MEHTA & AÏTCIN 1990)

•• Método AÏTCINMétodo AÏTCIN(AÏTCIN 2000)

•• Método IPT/EPUSP modificadoMétodo IPT/EPUSP modificado(CREMONINI et al., 2001)









MÉTODO MEHTA/AÏTCIN

Características:

• Projetado para resistências de 60 a 120 MPa;

• Otimiza o aditivo SP;

• Segue conjunto de tabelas com valoresdeterminados por uma série grande de ensaios;

• Consumo de água tabelado por resistências;

• Volume da pasta é sempre 35% do total;

• Volume dos agregados 65%;

• Necessita ensaios preliminares para determinar amassa específica (ME) dos materiais;




Montagem do diagrama de dosagem:Para se montar o diagrama por esta metodologia,

utiliza-se das suas faixas de resistências previstas, fixa-se os pontos (3 a 6) com estimativas iniciais de

resistências.Se calcula, os quantitativos dos materiais por meio das tabelas do método tabelas do método e se produz os concretos ajustando a quantidade de SP para atingir o abatimento desejado.Depois se corrige a relação A/A com a água contida nos

eventuais acréscimos do SP.Após a ruptura dos CPs à compressão é possível

montar o diagrama.




Resistência Resistência Média prevista (MPa)

Consumo máximo de água (litros/m3)

*A1 (extrapolação) 50 190A 65 175

B 75 160C 90 145D 105 135

E 120 120

Seqüência de passos:a) Intervalos de resistências: 65, 75, 90, 105 e 120 MPa,

(extrapolação para 50 MPa);* Extrapolação faixa A1 – cimentos CP V produzem resultados melhores

que os cimentos estudados para a criação do método.

Consumo de águab) Estima consumos de água entre 120 e 190 litros/m3, conforme

a resistência prevista;



c) O método parte do princípio: ( 35% pasta / 65% agregados) Volume total pasta é 0,35 m3/m3, subtrai-se volume da água e 2% de volume de ar incorporado;

d) Volumes de cimento e sílica ativa, conhecendo suas M.E. e %Sílica Ativa (SA). Considerando aqui SA em 8% (faixa atual de 5a 10%) da massa total de aglomerante;

0 Água (m3/m3)

Ar (m3/m3)

Total de material cimentício (m3/m3)

CP + SA (m3/m3)(8% da massa)

A1 0,1900 0,020 0,1400 0,1248 + 0,0152AA 0,17500,1750 0,0200,020 0,15500,1550 0,1381 + 0,01690,1381 + 0,0169

B 0,1600 0,020 0,1700 0,1515 + 0,0185C 0,1450 0,020 0,1850 0,1649 + 0,0201D 0,1350 0,020 0,1950 0,1738 + 0,0212

E 0,1200 0,020 0,2100 0,1871 + 0,0229CP- cimento Portland e SA – sílica ativa

Consumos de cimento e sílica-ativaMÉTODO MEHTA/AÏTCIN


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Consumos de cimento CPe sílica-ativa SA

MÉTODO MEHTA/AÏTCINEx. para o Traço A:Ex. para o Traço A:

VolCP + VolSA = 155 litros MECP= 3,14 g/cm3

MESA = 2,22 g/cm3MSA = 0,08 x (MCP + MSA)

Volume = Massa / ME

MSA= 0,08 x MCP + 0,08 x MSA

MSA=(0,08/0,92) x MCP

MCP / 3,143,14 + MSA / 2,222,22 = 155

MCP / 3,143,14 + (0,08/0,92) x MCP / 2,222,22 = 155

MCP = 155 / 0,358 = 433,4433,4 kg

VolCP =434 / 3,143,14= 138,1138,1 litros litros VolSA = 155 - 138,1= 16,9 litros16,9 litros

MSA = (0,08/ 0,92) x 433,4 = 37,737,7 kg

Ensaios preliminares:

Ronaldo A Medeiros-JuniorME = Massa Específica M = Massa do material

(MSA = 8% da massa total de aglomerantes)

MCP / MECP + MSA / MESA = 155 litros


0 Água (m3/m3)

Ar (m3/m3)

Total de material cimentício (m3/m3)

CP + SA (m3/m3)(8% da massa)

A1 0,1900 0,020 0,1400 0,1248 + 0,0152AA 0,17500,1750 0,0200,020 0,15500,1550 0,1381 + 0,01690,1381 + 0,0169B 0,1600 0,020 0,1700 0,1515 + 0,0185

C 0,1450 0,020 0,1850 0,1649 + 0,0201D 0,1350 0,020 0,1950 0,1738 + 0,0212

E 0,1200 0,020 0,2100 0,1871 + 0,0229CP- cimento Portland e SA – sílica ativa

Consumos de cimento e sílica-ativaMÉTODO MEHTA/AÏTCIN




e) Volume total agregados 0,65 m3/m3; Tabela empírica com relações de agregados miúdos egraúdos. De acordo com a resistência, pelo decréscimo noconsumo de água e aumento de consumo do SP, aumenta oconsumo de agregados graúdos;

Nível de resistência Relação volumétrica dos agregados miúdos : graúdos

A1(extrapolação) 2,05 : 2,95

AA 2,00 : 3,002,00 : 3,00

B 1,95 : 3,05

C 1,90 : 3,10

D 1,85 : 3,15

E 1,80 : 3,20

Traço dos agregados



Consumos dos agregadosMÉTODO MEHTA/AÏTCINEx. para o Traço AEx. para o Traço A: Relação volumétrica areia/brita = 2 : 3

Volume total agregados 0,65 m3/m3

MEAreia SSS= 2,65 g/cm3

MEBrita SSS = 2,67 g/cm3MBrita = 0,390 x 2,672,67 = 1,041 tf1,041 tf

VolAreia = 0,650 x 2/5 = 0,26 m3

MAreia = 0,26 x 2,652,65 = 0,689 tf0,689 tf

VolBrita = 0,650 x 3/5 = 0,390 m3

Massa = ME x volume

ME = Massa Específica M = Massa do material

Ronaldo A Medeiros-Juniorg/cm3 = tf/m3



f) Define-se consumos em massas com as ME de cada um;(agregados no estado saturado com superfície seca)

Nível CP(Kg)

SA(Kg)8%

TotalÁgua (Kg)

AgregadoGraúdo

(Kg)

AgregadoMiúdo (Kg)

MassaTotal (Kg)

Rel.A/A

A1 392 34 190 1.024 706 2.347 0,45

AA 434434 3838 175175 1.0411.041 689689 2.378 0,37 0,37

B 476 41 160 1.059 672 2.409 0,31

C 518 45 145 1.076 655 2.439 0,26

D 546 47 135 1.093 637 2.460 0,23

E 587 51 120 1.111 620 2.491 0,19

Dosagem dos materiais pelas Massas Especificas

Ex. Traço AEx. Traço A: Rel. A/A = 175 / ( 434 + 38) = 0,370,37




g) Dosagem inicial de SP pelo resultado do ensaio do cone deMarsh;

Ronaldo A Medeiros-JuniorEnsaio de fluidez da pasta,

com o cone de Marsh.

COMPATIBILIDADE CIMENTO e ADITIVO SPAtravés deste teste encontra-se a combinação mais adequada dos

aglomerantes com o aditivo SP, que serve como referência para a % de aditivo a ser usado nos concretos de alta resistência.

15



g) Dosagem inicial de SP pelo resultado do ensaio do cone deMarsh;

Ajusta-se, por tentativas, a quantidade de SP paraalcançar o abatimento desejado.

Obs.: Corrigir (subtrai-se) a água contida nos agregados e aditivo SP (quando na forma líquida);









MÉTODO AÏTCIN

Características:

• Projetado para resistências entre 40 e 160 MPa.

• Usado pela ACI 211/2001, baseado em resultadosempíricos e do critério do volume absoluto;

•• OtimizaOtimiza oo consumoconsumo dede cimentocimento;;

• Funciona para concretos com ar incorporado,(considera possível redução da resistênciamecânica causada pelas bolhas de ar);

• Necessita de informações preliminares dosmateriais (MEs, absorção dos agregados,...)



MÉTODO AÏTCIN

São necessárias os seguintes ensaios preliminares:

• Massa específica SSS* da areia e da brita;

• Massa específica do cimento;

• Massa específica do superplastificante;

• Massa específica da sílica ativa;

• Teor de absorção do agregado miúdo;

• Teor de absorção do agregado graúdo;

• Teor de sólidos do superplastificante;

• Ponto de saturação do aditivo na pasta;

* SSS = agregado com grão SSaturado com SSuperfície SSeca



MÉTODO AÏTCIN

Montagem do diagrama de dosagem:

Para se montar o diagrama por esta metodologia, fixa-se 3 a 6 estimativas iniciais de resistências.

Se calcula, os quantitativos dos materiais por meio dos ábacos do método ábacos do método e se produz os concretos ajustando a

quantidade de SP para atingir o abatimento desejado.

Depois se corrige a relação A/A com a água contida nos eventuais acréscimos do SP.

Após a ruptura dos CPs à compressão é possível montar o diagrama.



MÉTODO AÏTCINPassos:Preliminarmente estabelecidos: abatimento e % de SA;• Define-se as relações A/A conforme a resistência

pretendida através do ábaco;

40

60

80

100

120

140

160

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

A/A

fc (

MP

a)

Lim Inf. Média Lim. Sup.

0,45

Relação Água/Aglomerante

Extrapolação do gráfico devido aos cimentos CP V

produzirem resultados melhores que os cimentos estudados p/ criação do

método.


16


MÉTODO AÏTCINPassos:

b) Com o ábaco do método, (teor de água x ponto desaturação do SP, pelo ensaio do cone de Marsh);

Frequentemente, usando CPV , com menos de 135 l/m3

não se alcança o abatimento desejado.

Consumo de água

Mas a extrapolação do gráfico pode ser necessária devido aos aditivos SP atuais, 3ª geração, produzirem resultados melhores que os aditivos testados para a montagem do

ábaco.



MÉTODO AÏTCIN

c) Dosagem inicial de SP pelo resultado do ensaio docone de Marsh;

d) Quantidade agregados graúdos estimada em função daforma dos grãos, com ábaco do método em kg/m3;

e) Ar incorporado estimado em 1,5% (em relação a 1 m3);

(kg/m3)

Dosagem do aditivo SP e do agregado graúdo



MÉTODO AÏTCIN

f) Aplica-se a planilha do método, que procede aos cálculos apartir dos volumes e M.E. para a definição dasquantidades dos materiais para a produção de 1 m3 euma betonada com 74 kg de concreto;

(74 kg = massa p/12 CPs 10x20, + ensaio de densidade).

g) Ajusta-se, por tentativas, a quantidade de SP paraalcançar o abatimento desejado;

Corrige-se (subtrai-se) a água contida no aditivo SPacrescentado.

Dosagem dos materiais



Ábacos: A/A= 0,4 0,4 (1)

Água = 135135 litros (2)

Brita = 10501050 kg/m3 (5)

Ar=1,5%(6) =1515 litros(10)

SP: 0,9 % (ensaio cone de Marsh) (7)

MÉTODO AÏTCIN

Ronaldo A Medeiros-Junior40

60

80

100

120

140

160

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

A/A

fc (

MP

a)

Lim Inf. Média Lim. Sup.

(1)

(2)

(5)


Ábacos: A/A= 0,4 0,4 (1)

Água = 135135 litros (2)

Brita = 10501050 kg/m3 (5)

Ar=1,5%(6) =1515 litros(10)

Aglomerantes: Total=Água / (A/A)=135/0,4=338338 kg (3)

Sílica Ativa(8%)= 338 x 0,08=2727 kg(4.2)

Cimento=338 - 27 = 311311 kg (4.1)

SP: 0,9 % (ensaio cone de Marsh) (7)

Volumes: Sílica Ativa (ME 2,22) = 27/2,222,22 = 1212 litros/m3 (8.1)

Cimento (ME 3,14) = 311/3,143,14= 9999 litros/m3 (8.1)

Brita (ME 2,67) = 1050/2,672,67= 393393 litros/m3 (9)

MÉTODO AÏTCIN

VSólidos SP= 0,70,7 litros (11) (ver próximo slide)

Areia = 1000 - (135 + 12 + 99 + 393 + 15 + 0,7) = 345345 litros (13)

Areia (ME 2,65) = 345 litros = 345 x 2,65 = 914914 kg/m3 (14)

Ronaldo A Medeiros-JuniorMESA = 2,22 g/cm3

MEAreia SSS= 2,65 g/cm3

MEBrita SSS = 2,67 g/cm3


Ensaios preliminares: MESP = 1,087 e %Sólidos = 30%

MÉTODO AÏTCIN

MESólidosSP = [MESP - 1 + (%Sólidos /100) ] / (%Sólidos /100)

MESólidosSP = 1,290 kg/m3

MSP = (0,9% x 338) = 3,042 kg (15)

VolSólidos SP= (MSP x %Sólidos) / MESólidosSP

VolSólidos SP= (3,042 x 0,3) / 1,290 = 0,70,7 litros (11)

Volume dos Sólidos do aditivo SP:Volume dos Sólidos do aditivo SP:SP=0,9% (cone de Marsh)

Total de Aglomerantes = 338 kg

Ronaldo A Medeiros-JuniorVolSólidos SP= (3,042 x 0,3) / MESólidosSP

17


MÉTODO AÏTCIN Volume dos Sólidos do aditivo SP:Volume dos Sólidos do aditivo SP:

Correção da umidade dos agregados:

Brita = 1.050 kg/m3

Areia = 914 kg/m3

h% = 100 x (Púmido - PSeco) / Pseco

hBrita% = 1,24% (ensaio) → 1050 x 1,0124 = 1063 kg (1313 litros de água)(18)

hAreia% = 0,44% (ensaio) → 914 x 1,0044 = 918 kg (44 litros de água) (20)

ÁguaSP= MSP x (1 - %Sólidos / 100)

ÁguaSP= 3,042 x (1– 0,3)= 22 litros (21)

Ronaldo A Medeiros-JuniorCorreção água aditivo


MÉTODO AÏTCIN Volume dos Sólidos do aditivo SP:Volume dos Sólidos do aditivo SP:

Composição para 1m3:

Massa Total = 116+311+27+1063+918+0+3= 2.437,6 2.437,6 kg/m3 (16)

Água =135-13-2-4=116116 litros (23) Brita =1.050+13=1.0631.063 kg (17)

Areia =914+4=918918 kg (19) SPVolume=3,042/1,087=2,82,8 litros (24)

Composição para betonada 74kg:

Água = 116 x (74/2440) = 3,513,51 litros (25)

Cimento = 311 x (74/2440) = 9,429,42 kg (26.1)

SA = 27 x (74/2440)= 0,820,82 kg (26.2)

Brita = 1063 x (74/2440) = 32,2432,24 kg (27.0)

Areia = 918 x (74/2440) = 27,85 27,85 kg (28.0)

SP = 2,8 x (74/2440) = 0,08 0,08 litros (29)

Total =3,51+9,42+0,82+32,3+27,85+(0,08x1,087) ~ 74 74 kg (30)

Ronaldo A Medeiros-JuniorAproximadamente ~ 2.4402.440 kg/m3 (16)


Ex.: Planilha para a 1ª betonada dosagem AIT-040MÉTODO AÏTCIN



MÉTODO AÏTCIN

h) Ajusta-se, por tentativas, a quantidade de SP paraalcançar o abatimento desejado;

Corrige-se a água contida no aditivo SP.

(Freitas Jr, J. A.)









Montagem do diagrama de dosagem:

Para se montar o diagrama por esta metodologia, fixa-se 3 a 6 valores de “m”.

Se calcula, os traços por meio do método e se produz os concretos ajustando a quantidade de SP para atingir o

abatimento desejado.

Corrige-se a relação A/A com a água contida nos acréscimos do SP.

Com as Massas Específicas dos concreto produzidos, se calcula os consumos de cimento e dos demais materiais para

se produzir 1m3 de concreto.

Após a ruptura dos CPs à compressão é possível montar o diagrama.

MÉTODO IPT/EPUSP MODIFICADO


18


Baseado em CREMONINI et al. (2001), objetiva produzir CAR com mínimo consumo de cimento.

Adaptação p/ CAR do IPT/EPUSP (HELENE & TERZIAN, 1992).

água ————— = H% x (1+ a + p)CP + SA

Passos:

a) Fixa-se a relação água/materiais secos, H entre 5 e 6%;

b) Calcula-se a relação água/aglomerante usando a “Lei de Lyse”, através da Equação:

água / aglomerante = H% x ( 1+ m )

m = massa total de agregados secos = a + p


c) Determina-se o teor de argamassa “α”, seguindo metodologia do IPT/EPUSP com o traço 1:5;



d) Define-se valores para “m”. Com “m” e “α” calcula-se valoresdo traço para os agregados miúdos “a” e graúdos “p”;

1 + a α = ——————— e m = a + p

1 + a + p

f) Calcula-se o consumo total de aglomerantes pela medição daMassa Específica do concreto e a fórmula de Molinari;

g) Calcula-se massas de cimento e SA; (8% da massa total deaglomerante);

h) Calcula-se os consumos de areia, brita e água por m3

multiplicando o Caglomerantes pelos “a” e “p” do traço.

MEconcretoC aglomerantes = ————————

1 + a + p + A/A


e) Produz-se o concreto ajustando a quantidade do SP necessária para o abatimento desejado (inicia pelo % de saturação do SP) ;



Ex.: Traço AIT-030

água ————— = 0,06 x (1+ m)CP + SA

α = 0,51 (ensaio teor ideal de argamassa + 2% perdas)

... A/A = 0,30,3... A/A = 0,06 x (1+ 4)Fixando m = 4

a + p = 4

1 + a α = ———— = 0,51

1 + a + p

a = 0,51 x 5 -1 ... a = 1,55

p = 4 – 1,55 = 2,45

(objetivando fc da ordem de 85 MPa ... m = 4)

Fixando H= 6%


Com o traço, a qtd de água e SP se produz o concreto.



Ex.: Traço AIT-030

Mede-se a MEconcreto = 2. 650 kg/m3 (ensaio)

MEconcreto 2.650Caglomerantes = ——————— = —————— = 500 kg

1 + a + p + A/A 1 + 4 + 0,3

Cimento = 500 x 0,92 = 460 kg460 kg

A/A Cimento (kg) SA (kg) Água (l) Brita (kg) Areia (kg)

0,30 460 40 150 1225 775

SA = 500 x 0,08 = 40 kg40 kg

Brita = 500 x p = 500 x 2,45 = 1.225 kg1.225 kg

Areia = 500 x a = 500 x 1,55 = 775 kg775 kg

Água= 500 x A/A = 500 x 0,3 = 150 litros150 litros

(SA = 8% do consumo total de aglomerantes)


(Massas dos agregados secos)




hBrita% = 1,24% (ensaio) → 1225 x 1,0124 = 1240,2 kg (15,215,2 litros)

hAreia% = 0,22% (ensaio) → 775 x 1,0022 = 776,7 (1,71,7 litros)

Brita = 1.225 kg

Areia = 775 kg

Correção da água:




Ajustes para produção:

SP = 0,9% (ensaio cone Marsh)

SPinicial = (460 + 40) x 0,9/100 = 4,5 kg

Água no SP = 4,5 x (1-30/100) = 3,13,1 litros

SP%Sólidos = 30% (ensaio)

Correção da água = 150 - 15,2 - 1,7 - 3,1 = 130130 litros

Se necessário, acrescenta-se SP por tentativas para alcançar o abatimento desejado.

Correção da água:

Areia = 775 + 1,7 = 777777 kgBrita = 1.225 + 15,2 = 12401240 kg


19


PROCEDIMENTOS DE PRODUÇÃO EM LABORATÓRIO:

a) “Imprimar” betoneira previamente;

b) Colocar na seqüência: brita, areia, cimento, SA, 80% daágua e misturar por 2 a 3 minutos;

c) Colocar o resto da água com o aditivo SP misturado;

d) Misturar por 10 min. antes da 1a verificação de abatimento;

e) Adicionar pequenas quantidades SP até alcançar oabatimento desejado;

e) Medir a massa específica do concreto; (IPT/EPUSPmodificado)

f) Moldar CPs 10x20cm adensando com vibrador de agulha;

g) Ensaios à compressão: 3 CP-3 dias; 3 CP-7 dias e 3 CP-28dias;



PROGRAMA EXPERIMENTAL DE DOSAGEM Procedimentos

h) Dosagens de repetição, p/ cada concreto, em dias diferentes;

i) CPs protegidos por película plástica, até desmoldagem, 24horas após a moldagem;

j) CPs em câmara úmida até data da ruptura, quando é feita apreparação da superfície do CP.



DOSAGENS DOS CONCRETOS

Experimentos com o MétodoExperimentos com o Método MehMehtta/Aïtcina/Aïtcin –– Consumos Consumos

Dosagem Relação Cimento S. A. Água Brita Areia Adit. SP Abat.

a/aglom (kg) (kg) (l) (kg) (kg) (kg) (mm)

MEH-019 R1 0,19 587 51 120 1111 620 25,5 160

MEH-023 R1 0,23 546 47 135 1093 637 13,7 170

MEH-026 R1 0,26 518 45 145 1076 655 7,6 170

MEH-031 R1 0,31 476 41 160 1059 672 3,7 150

MEH-037 R1 0,37 434 38 175 1041 689 3,3 170

MEH-045 R1 0,45 392 34 190 1024 706 2,9 170

MEH-019 R2 0,19 587 51 120 1111 620 27,8 170

MEH-023 R2 0,23 546 47 135 1093 637 13,7 170

MEH-026 R2 0,26 518 45 145 1076 655 6,6 170

MEH-031 R2 0,31 476 41 160 1059 672 4,9 170

MEH-037 R2 0,37 434 38 175 1041 689 3,3 160

MEH-045 R2 0,45 392 34 190 1024 706 2,2 160

S.A. – sílica ativa




Experimentos com oExperimentos com o MétodoMétodo AïtcinAïtcin –– Consumos Consumos

Dosagem Relação Cimento S. A. Água Brita Areia Adit. SP Abat.


AIT-020 R1 0,20 621 54 135 1050 602 29,3 170

AIT-025 R1 0,25 497 43 135 1050 723 18,0 170

AIT-030 R1 0,30 414 36 135 1050 807 15,0 150

AIT-035 R1 0,35 355 31 135 1050 863 11,6 150

AIT-040 R1 0,40 311 27 135 1050 907 10,1 150

AIT-045 R1 0,45 276 24 135 1050 939 8,0 170

AIT-020 R2 0,20 621 54 135 1050 602 29,3 170

AIT-025 R2 0,25 497 43 135 1050 723 18,0 170

AIT-030 R2 0,30 414 36 135 1050 807 10,5 170

AIT-035 R2 0,35 355 31 135 1050 863 9,0 160

AIT-040 R2 0,40 311 27 135 1050 907 7,9 150

AIT-045 R2 0,45 276 24 135 1050 939 8,0 170




Experimentos c/ Experimentos c/ MétodoMétodo IPT/EPUSP modificadoIPT/EPUSP modificado

Consumos Consumos


Dosagem Relação Cimento S. A. Água Brita Areia Adit.SP Abat.


IPT-020 R1 0,20 698 61 152 1244 531 43,0 150

IPT-025 R1 0,25 555 48 151 1230 681 34,2 180

IPT-030 R1 0,30 460 40 150 1225 775 28,3 180

IPT-035 R1 0,35 393 34 149 1222 841 22,8 170

IPT-040 R1 0,40 343 30 149 1218 894 18,6 160

IPT-020 R2 0,20 698 61 152 1244 531 39,4 190

IPT-025 R2 0,25 555 48 151 1230 681 34,2 160

IPT-030 R2 0,30 460 40 150 1225 775 28,3 180

IPT-035 R2 0,35 393 34 149 1222 841 22,8 160

IPT-040 R2 0,40 343 30 149 1218 894 16,0 170




PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA

Retificando o topo

Capeamento

Aspecto da superfície


20


PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA

Retífica de corpo de prova automática

www.setorusinagem.com.br



ENSAIOS DE RUPTURA

Prensa EMIC, para 200 t

(Jos

é F

reita

s Jr

.)



RESULTADOS OBTIDOS COM OS CONCRETOS PRODUZIDOS

MEHTA –AÏTCIN

Média 3 dias MPa

Média 7 dias MPa

Média 28 dias

MPa AITCIN

Média 3 dias MPa

Média 7 dias MPa

Média 28 dias

MPa

IPT/EPUSP

modifc.

Média 3 dias MPa

Média 7 dias MPa

Média 28 dias

MPa

MEHMEH--045045 36,9 43,6 58 AITAIT--045045 31 39,2 54,7 IPTIPT--040040 37,9 48,8 63,5

DPad = 2,6 4 5,7 Dpad = 1,7 3,1 2,9 DPad = 1,6 1,8 2,4

CV (%) = 7,1 9,3 9,8 CV (%) = 5,4 7,8 5,2 CV (%) = 4,2 3,7 3,7

MEHMEH--037037 50,1 56,8 74,6 AITAIT--040040 44,7 59,3 76,5 IPTIPT--035035 49,8 63,1 77,2

DPad = 2,9 5,7 6,5 Dpad = 3,6 4,7 2,6 DPad = 4,3 2 3,5

CV (%) = 5,8 10,1 8,7 CV (%) = 8,1 7,9 3,4 CV (%) = 8,6 3,1 4,5

MEHMEH--031031 58,1 67 86,2 AITAIT--035035 51,2 68,3 80,8 IPTIPT--030030 55,5 67,7 82

DPad = 4,7 7 8,7 Dpad = 4,8 3,3 2,1 DPad = 3,1 1,1 2,1

CV (%) = 8,1 10,5 10,1 CV (%) = 9,4 4,9 2,6 CV (%) = 5,6 1,7 2,5

MEHMEH--026026 68,2 81,5 98,5 AITAIT--030030 52,5 74,7 92 IPTIPT--025025 73,3 82,5 88,6

DPad = 5,5 7,3 11,5 Dpad = 5,5 2,7 2,6 DPad = 6,2 9 5,6

CV (%) = 8 8,9 11,6 CV (%) = 10,4 3,6 2,8 CV (%) = 8,5 10,9 6,3

MEHMEH--023023 76,6 88,6 100,8 AITAIT--025025 69,4 82,8 101,5 IPTIPT--020020 77,8 95,7 101,6

DPad = 5,2 8,4 13,3 Dpad = 6,1 6,1 5,7 DPad = 4,2 3,2 5,9

CV (%) = 6,7 9,5 13,2 CV (%) = 8,8 7,3 5,6 CV (%) = 5,4 3,3 5,8

MEHMEH--019019 82,7 91,5 108,5 AITAIT--020020 75,8 89,9 108,3

DPad = 6,3 7,4 5,9 Dpad = 10 6,3 4,5

CV (%) = 7,6 8,1 5,5 CV (%) = 13,2 7 4,1



DIAGRAMAS OBTIDOS COM OS CONCRETOS PRODUZIDOS – Método Mehta/Aïtcin



DIAGRAMAS OBTIDOS COM OS CONCRETOS PRODUZIDOS – Método Aïtcin



DIAGRAMAS OBTIDOS COM OS CONCRETOS PRODUZIDOS – Método IPT/EPUSP modificado


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AREIAUmidade de recebimento h % 7,0Coeficiente de inchamento (CI) para h=7,0% 1,33Massa unitária (MU) 1,49

BRITAMassa Unitária (MU) 1,42

ANÁLISE QUANTO AOS CUSTOS DOS CONCRETOS

ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS MÉTODOS DE DOSAGEM

MATERIAL Forma de venda Valor (05/2005) R$ / kg

Cimento Granel p/ 1.000 kg R$ 285,00 0,285

Sílica ativa sacos 15 kg R$ 21,85 p/ saco 1,457

Brita granel p/ m3 R$ 25,00 / m3 0,01813

Areia granel p/ m3 R$ 26,00 / m3 0,02321

Aditivo SP granel p/ kg R$ 14,30 / kg 14,30



ANÁLISE DOS RESULTADOS

CUSTOS x RESISTÊNCIAS – 3 dias




CUSTOS x RESISTÊNCIAS – 28 dias



Representatividade dos custos dos materiais nos CAD/CAR (Mehta-Aïtcin)




QUANTO AOS CONSUMOS DE CIMENTO



SUSTENTABILIDADE

Ronaldo A Medeiros-JuniorMinimizar a produção dos rejeitos;

Maior resistência e durabilidade, que implicam em menores gastos com manutenção;

Produção de 1 MPa de CAD utiliza-se menos cimento que o necessário para produzir o mesmo 1 MPa de concreto convencional?

Reduzir o peso próprio das estruturas, a taxa de armadura e a área de fôrmas;

Aumento significativo da área útil das edificações;

Reduzir o consumo de materiais como o aço;

Reduzir o consumo de energia (produção).

22


Três edifícios: Flat, Residencial e Corporativo. 46.210 m2, 37 pav. e 132 m de altura

Construção: Irmãos Thá S/A Projeto estrutural: TESC Proj. Estruturais S/C Estrutura: 14.000 m3 de concreto C-20 a C-60.

CONSUMOS DOS MATERIAIS APLICADOS

Consumos de concretos

C20 1.690 m3

C25 1.600 m3

C30 7.966 m3

C40 1.770 m3

CAD C60 1.008 m3

Consumo de formas: 84.000 m2

Consumo de aços CA50 / CA 60: 1.047.000 kg

Consumo de aços CP 190 RB: 72.000 kg

ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NO CASO DO EVOLUTION TOWERS

(TESC, eng. Moacir H. Inoue)




FUNDAÇÕESEstacas escavadas;

Bloco mais importante 80.000 kN;Concretados em duas camadas,

inferior em C-30 e superior (+- 1/3) em C-60;





Flat e Residencial- C-30 e C-20

Corporativo - lajes nervuradas protendidas

Pilares em CAR/CAD C-60

PAVIMENTOS TIPO





PAVIMENTO DE TRANSIÇÃONo topo do Corporativo, nasce o Residencial, total 37 pavimentos

Pavimento com diversas vigas de transição.

Plano de concretagem, com enchimento

preliminar de uma camada de 1 m, para dar às vigas de transição resistência

suficiente para suportar a complementação do

concreto.




ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NOS PILARES DO CORPORATIVO

AS ALTERNATIVAS

Estudos para os seis 1os pavimentos do Corporativo, onde aplicou-se concreto C-60.

Projeto real sob supervisão do projetista - Moacir Inoue.

Além da solução C-60 executada, estudou-se mais duas: concreto convencional C-40 e CAR C-80.

Para o cálculo pilares, em C-40, aplicou-se a NBR-6118/2003.

Para o CAR, confrontou-se normas internacionais: CEB-FIP MC(90), Eurocode EC 2(95), NS-3473 (92),

ACI 441R-96(97), ACI 363R-92(2001) e CSA–A233-(94).




CRITÉRIOS DAS NORMAS INTERNACIONAIS

Observou-se os seguintes itens:� Diagrama tensão/deformação tende ao diagrama triangular;�Efeito da fluência: 0,85 fixo NBR-6118; CAR considera variável com o fck.

Norma CEB-FIP MC-90 EC-2 NS 3473E/92 CSA233/94

Classe C40 C60 C80 C40 C60 C40 C60 C80 C40 C60 C80

αααα 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,78 0,71 0,67 0,79 0,76 0,73

γγγγχχχχ1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,4 1,4 1,65 1,65 1,65

εεεεco(‰) 2 2 2 2 2 2 2,07 2,11 2 2 2

εεεεcu (‰) 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,2 2,85 3,5 3,5 3,5

αααα - coeficiente multiplicador da tensão de cálculo que contempla o efeito Rüsch e o acréscimo de carga com a idade do concreto;

γγγγχχχχ- coeficiente de minoração da resistência do concreto;

εεεεco (‰) - o encurtamento específico do concreto no ponto de transição da parábola/ constante;

εεεεcu (‰)– o encurtamento específico do concreto na fibra mais comprimida.


23



CÁLCULO DOS PILARES

•Dimensionou-se com programas CONDE 3 e ESBELT, (prof. Lauro Modesto dos Santos) e flexão composta (TESC Proj. Estrut. Ltda).

Concreto classe Volume (m3)

Formas (m2)

Aço (kg)

Taxa (%/m2)

Convencional C 40 675 3.404 90.292 9,55CAR / CAD C 60 675 3.404 54.932 5,81CAR / CAD C 80 567 3.192 57.320 6,07



CUSTOS DOS AÇOS, FORMA E SERVIÇOS (maio/2005)

Aço CA-50/CA-60 R$ 2,27/kg

Formas em compensado 18 mm plastificado R$ 42,50/m2

Custo p/ transporte concreto até as lajes R$ 9,00/m3

M.O. para montagem das armaduras R$ 0,85/kg

M.O. para montagem das formas e aplicação do concreto R$ 20,00/m2

Orçamento: aço, formas e a M. O. para a montagem armaduras, formas e aplicação do concreto. (05/2005)

Solução Serviços R$ Formas R$ Aço R$

Em C 40 96.323,20 24.111,67 204.962,84

Em CAD/CAR C 60 66.267,20 24.111,67 124.695,64

Em CAD/CAR C 80 65.165,00 22.610,00 130.116,40

COMPARATIVO DOS CUSTOS DAS ALTERNATIVAS




Solução Volume (m3) Custo R$ (m3) Concreto R$

Em C 40 675 R$ 232,00 156.600

Em CAD/CAR C 60 675 R$ 354,00 238.950

Em CAD/CAR C 80 567 R$ 558,00 316.386

SoluçãoServiços

R$Formas

R$Aço R$

Concreto R$ TOTAIS R$

C 40 96.323 24.111 204.962 156.600 481.997,71

CAD/CAR C 60 66.267 24.111 124.695 238.950 454.024,51

CAD/CAR C 80 65.165 22.610 130.116 316.386 534.277,40

COMPARATIVO DOS CUSTOS DAS ALTERNATIVAS


Concretos orçados em central de produção em Curitiba (5/2005)



Referências Bibliográficas:

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•ALVES, M. F. Estudo comparativo de métodos de dosagem para concreto de alta resistência. Dissertação demestrado, UFRGS-PPGEC, 2000. 140 p.

•CEB/FIP Model Code 1990 – Bulletin d’information No. 203, 204 e 205, 1990.

•CANADIAN STANDARDS ASSOCIATION, CSA-A233-94, Design of Concrete Structures, Dec 1994.

•CREMONINI, R. A.; DAL MOLIN, D.C.C.; CECCATO, D. M.; MANCIO M.; GOULART, J., Desenvolvimento de umMétodo de Dosagem de Concretos de Alta Resistência com Baixo Consumo de Cimento, IBRACON, 2001.

•DAL MOLIN, D. C., Contribuição ao estudo das propriedades mecânicas dos concretos de alta resistência com esem adições de microssílica. Tese de doutorado, DCC/EPUSP, 1995. 286 p.

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•HELENE, P. R. L.; TERZIAN, P. Manual de dosagem e controle do concreto - São Paulo – Editora Pini-1992. 349p.

•LIBÓRIO, J. Concreto de Alto Desempenho – Uma Tecnologia Simples para Produção de Estruturas Duráveis, in:II Simpósio Internacional sobre Concretos Especiais, Sobral-CE, setembro de 2004. 42p.

•MENDES, S. E. da S. M., Estudo experimental de concreto de alto desempenho utilizando agregados graúdosdisponíveis na região metropolitana de Curitiba, Dissertação de Mestrado, ST/PPEC/UFPR, 2002, 146 p.

•MEHTA, P.K. Advancements in Concrete Technology. Concrete International, v. 21, n.6, jun.1999. p. 69-76.

•MEHTA, P.K; AÏTCIN, P-C.,Principles Underlying Production for High Strenght Performance Concrete. Cement,Concrete & Aggregates v. 12, n.2, p. 70-78. 1990b.

•MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. Concreto, estrutura, propriedades e materiais, São Paulo, PINI, 1994.

•Norges Standardiseringsforbund NS 3473, E:1992, Concrete Structure Design Rules.

•PINHO, J. R. S., DIAS, U. S. Jr., POMPEU B. B. N., BARATA, M., Comparação de dois métodos de dosagem de CADpara materiaisda região de Belém, Ibracon, 2004.

•PINTO, R. O.; GEYER, A. L. B.; LOPES, A. N. M. L. , Aplicação dos Métodos de Dosagem Específicos paraConcretos de Alto Desempenho (CAD), Ibracon, 2003. 16p.


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