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CONCRETO REFRIGERADO

PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS PARA

PROJETAR ESTRUTURAS DURÁVEIS

EM CONCRETO REFRIGERADO

Petronilho e Associados Tecnologia das Construções Ltda.

Edson Petronilho

Caio Sígolo

Outubro de 2011

Rev. 01

2

Concreto Refrigerado

Já na década de 1970 surgia a preocupação com a durabilidade dos concretos

lançados na construção das grandes usinas hidroelétricas no Brasil, em virtude da

elevada temperatura desenvolvida nos maciços executados. Em geral, os sólidos

expandem-se com o calor e retraem-se com o resfriamento, aplicada a grandes

volumes essa condição resulta em fissuras caso não sejam adotadas medidas de

controle .

A construção de barragens impulsionou o desenvolvimento tecnológico do

concreto e propiciou o desenvolvimento de materiais e aperfeiçoamento da

técnica e estudos quanto à permeabilidade e fissuração térmica. O estudo dos

efeitos das variações volumétricas de origem térmica é uma das principais

preocupações em maciços de grandes volumes de material, uma vez que o calor

gerado pela hidratação do cimento é um importante indutor de fissuras ( id.,

2005).

O crescente conhecimento adquirido na época extrapolou os limites do canteiro

de obras e influenciou a indústria cimenteira no aprofundamento de estudos sobre

moagem de cimento, controle de produção do clínquer e influência da petrografia

na obtenção de produto mais adequado ao mercado.

A evolução e o entendimento do concreto aplicado em obras de grande porte

definiram o conceito de concreto-massa, sendo compreendido por aquele

3

concreto lançado em grandes volumes e que necessita de meios especiais para

combater a geração de calor e as variações volumétricas daí provenientes.

O fenômeno térmico no concreto é gerado pela hidratação do cimento. O fluxo

de calor passa do interior para o exterior da massa de concreto, que se contrai até

que sua temperatura se equilibre com as temperaturas com o meio ambiente.

Nessa fase, o concreto ganha rapidamente tanto resistência como rigidez,

gerando tensões internas que, se ultrapassarem sua resistência à tração, levam à

fissuração.

Se o concreto possuísse a capacidade de deformar-se livremente, as variações de

volume pouco interfeririam, mas o concreto está sujeito a restrições de

movimento, seja pela fundação, pela geometria da estrutura ou pela armadura. A

combinação de variações volumétricas e restrições gera tensões que, se maiores

que aquelas as quais o material pode suportar, resultam em fissuras.

Os principais fatores que influenciam a retração térmica são: condições

climáticas durante a execução, temperaturas médias da região, temperatura de

lançamento, quantidade e tipo de materiais empregados, geometria da estrutura,

propriedades do concreto endurecido, propriedades térmicas e elásticas da

fundação, tipo de cura, altura das camadas de lançamento e seus intervalos de

execução e dimensionamento de juntas de contração.

No desenvolvimento de empreendimentos que fazem uso de concreto refrigerado

deve-se considerar:

• Controle dos efeitos térmicos de hidratação do cimento, através da

redução do consumo de aglomerante e redução da temperatura dos

materiais constituintes.

4

• Cuidados com a geometria da estrutura e da fundação, a fim de

evitar fissuras que podem ser potencializadas pelo efeito térmico.

• Estudo dos materiais componentes do concreto para evitar reações

deletérias, destacando as reações álcali-agregadas.

A taxa e a magnitude da elevação adiabática da temperatura do concreto é função

da quantidade, composição e finura do cimento e da temperatura durante sua

hidratação.

Diversas práticas são adotadas para o controle dos efeitos térmicos no concreto,

como a utilização de cimentos com baixos teores de C3A e C3S, cimentos mais

grossos, adoção de pozolana, pozolana obtida de argila caulinítica, utilização de

centrais de resfriamento e produção de gelo, estudos térmicos utilizando método

dos elementos finitos e outros.

As causas da fissuração podem ser atribuídas a falhas ou à ocorrência de não

conformidades nas fases de projeto, execução ou dosagem do concreto. A

prevenção contra a fissuração em cada uma dessas fases atua nos seguintes itens

de cada etapa:

• Juntas de contração; restrição; mudanças de seção; assentamentos

da fundação – na fase de projeto;

• Tipo e quantidade de cimento, hidratação do aglomerante, tipo e

dimensão máxima do agregado, teor de água, aditivos, altura das

camadas de concretagem e temperaturas – na fase de dosagem;

• Temperatura de lançamento do concreto, elevação da temperatura

e resfriamento$, velocidade de execução, gradiente de temperatura

5

com o meio, cura e isolamento, fundação, temperatura do ar e

velocidade do vento – na fase de execução.

Os principais tipos de fissuras em concretos massivos são aqueles devidos à

retração plástica, ao ataque de sulfatos, às reações álcali-agregado e similares

decorrentes da corrosão da armadura, ao assentamento do concreto, aos

movimentos das formas, assentamento das fundações, formação de etringita

tardia e aquelas formadas por alterações volumétricas de origem térmica no

concreto.

Entre as fissuras que surgem antes do endurecimento, ou seja, no estado plástico

do concreto, destacam-se:

• Assentamento do concreto: os materiais mais finos começam a

assentar, expulsando água e ar, mas os agregados maiores e as

armaduras oferecem restrição a esse deslocamento da massa,

resultando em fissuras.

• Retração plástica: a fissuração é causada pela secagem rápida do

concreto fresco quando a taxa de perda de água da superfície, por

evaporação, excede a taxa disponível de água de exsudação. As

principais causas são as altas temperaturas, baixa umidade relativa,

ventos e absorção do agregado.

Já entre as fissuras que surgem após o endurecimento as mais comuns são:

• Retração por secagem ou hidráulica: inicialmente, a água

perdida por evaporação não está presa à estrutura dos produtos

hidratados e sua fuga do concreto não causa retração significativa.

Entretanto, quando a maior parte dessa água livre é perdida,

6

prosseguindo a secagem, observa-se que uma perda adicional de

água resulta em retração considerável, que por sua vez causa

fissuras.

• Reação álcali-agregado: processo químico em que alguns

constituintes mineralógicos dos agregados reagem com os álcalis

(hidróxidos de sódio e de potássio) provenientes do cimento, da

água, agregados, pozolanas, etc. que estão dissolvidos na solução

dos poros do concreto, formando um gel expansivo que gera

diversas patologias, sendo a principal a formação de fissuras.

• Corrosão das armaduras: fenômeno eletroquímico, causado pela

despassivação da armadura que tem seu volume expandido

mediante carbonatação ou ataque de cloretos, cujo mecanismo de

penetração no concreto depende diretamente de sua

permeabilidade.

• Retração térmica: por ser a principal característica a ser

controlada no concreto-massa, constitui o objeto de estudo do

presente trabalho.

A fissuração em tais estruturas está diretamente relacionada à sua vida útil, pois

altera as condições de permeabilidade do maciço e dá início aos fenômenos de

deterioração do material em seu interior.

As manifestações patológicas mais comuns oriundas da fissuração são: lixiviação

do concreto, que pode reduzir sua resistência, e corrosão das armaduras através

da penetração de agentes agressivos.

7

Retração Térmica

Conceito

O concreto-massa está sujeito às elevações consideráveis de temperatura nas

primeiras idades, devido às reações exotérmicas de hidratação do cimento. O

aquecimento causa expansão que, sob restrição, provoca tensões de compressão.

Nessa idade, o módulo de elasticidade do concreto é baixo e a relaxação da

tensão é alta, portanto, a tensão de compressão é pequena a ponto de poder ser

desprezada.

Após atingir um pico máximo de temperatura e expandir seu volume, o concreto

contrai-se até equilibrar a sua temperatura com a do meio ambiente, atingindo,

assim, a temperatura de equilíbrio. Esse processo, denominado retração térmica,

faz com que o concreto fissure.

Nessa fase inicial, o concreto ganha rapidamente resistência e rigidez, gerando

tensões de expansivas que, se ultrapassarem sua resistência à tração, levam à

fissuração.

O gráfico abaixo mostra a variação de temperatura do concreto em função do

tempo.

TEMPERATURA AMBIENTE

ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA

T

TEMPERATURA DE LANÇAMENTO DO CONCRETO

TEMPERATURA MÁXIMA

TEMPO EM DIAS

TE

MP

ER

AT

UR

A

(°C

)

Figura 1 – Variação da temperatura do concreto em função do tempo.

8

A hidratação segue três processos básicos: a nucleação e o crescimento dos

cristais, a interação entre as vizinhanças das fases e a difusão. Esses processos

podem provocar aumento de temperatura de 50ºC a 60ºC em condições

adiabáticas, dependendo do tipo de cimento empregado.

As estruturas massivas encontram-se permanentemente em uma situação de troca

de energia calorífica por meio de suas superfícies de contorno (CALMON, 1995

apud IBRACON, 2005). Logo, o fenômeno está ligado basicamente às restrições

quanto às variações volumétricas de origem térmica e por variações das

condições ambientais.

Diversas propriedades estão relacionadas a este fato: mecânicas, como resistência

à tração; elásticas, como módulo de deformação e coeficiente de Poisson,

fluência e capacidade de deformação; e térmicas, como coeficiente de dilatação

térmica, elevação adiabática de temperatura, calor específico, difusividade e

condutividade térmicas (MEHTA E MONTEIRO, 1994; NEVILLE, 1982).

Determinação das Tensões Térmicas

A avaliação do fenômeno térmico em obras de concreto-massa é importante para

que se evite fissuração indesejável que possa modificar potencialmente as

condições de permeabilidade da face de montante da barragem ou ocasionar

fenômenos de deterioração do material em seu interior.

Imaginando-se um cubo de volume unitário no interior do maciço de concreto,

em um primeiro estágio ocorre a elevação da temperatura, quando o concreto

ainda é deformável, e esse cubo tende a expandir-se, mas é contido pela massa

que o envolve, gerando tensões de compressão.

9

Em um segundo estágio, ao atingir o pico de temperatura, inicia-se o

resfriamento, quando o concreto é mais resistente e menos deformável, o cubo

hipotético passa a retrair-se e, havendo qualquer restrição, surgem tensões de

tração.

Tais deformações térmicas, causadoras de fissuras, podem ser calculadas pela

seguinte equação:

εF = KA . . (L + Δeh – A )

Onde:

KA = Condição de restrição

L = Temperatura de lançamento do concreto

Δeh = Elevação adiabática de temperatura

A = Temperatura ambiente

= Coeficiente de expansão térmica do concreto

εF = Capacidade de alongamento do concreto

Sendo εmáx o alongamento máximo de tração, conclui-se que a condição

suportável do concreto será superada quando εF > εmáx.

Logo,

εmáx = máx / Ec

10

Sendo εmáx a resistência à tração simples do concreto e Ec o seu módulo de

elasticidade.

O exame inicial das expressões acima permite concluir que a tendência de

fissuração é minimizada quando:

• A diferença entre o pico de temperatura do concreto e a

temperatura ambiente for pequena;

• Os valores do coeficiente de expansão térmica do concreto, do

módulo de elasticidade do concreto e o grau de restrição forem

baixos;

• A resistência à tração do concreto for elevada.

De maneira geral, as fissuras de origem térmica originam-se a partir de camadas

junto à fundação ou a partir de camadas lançadas sobre concretos antigos –

elevado módulo de elasticidade (ANDRIOLO e SKWARCZYNSKI, 1988).

Fatores que Influenciam o Fenômeno

Os principais fatores que influenciam a retração térmica são: condições

climáticas durante a execução, temperaturas médias da região, temperatura de

lançamento, quantidade e tipo de materiais empregados, geometria da estrutura,

propriedades do concreto endurecido, tipo de cura, altura das camadas de

lançamento e seus intervalos de execução e dimensionamento das juntas de

contração.

11

Restrição

As condições de restrição podem ser expressas pelo coeficiente de

restrição (Ka), obtido diretamente da Figura 2, segundo critério

estabelecido pelo ACI 207 .

9

10

8

7

6

5

4

3

2

L/H = 1

L/H = 20

L

H

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1,00 H

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

Restrição, Ka (1.0 100%)

Alt

ura

Pro

po

rcio

nal A

cim

a d

a B

ase

Restrição Contínua da Base)

Figura 2 – Coeficiente de restrição para fundação

infinitamente rígida (ACI, 2007)

O coeficiente de restrição representa a parte de deformação que é

impedida pela fundação ou concretos já endurecidos e é função da altura

H do monólito e do seu comprimento L.

12

Propriedades Térmicas

Coeficiente de expansão térmica ( )

É a relação entre a variação volumétrica de uma massa de concreto e a

correspondente variação de temperatura, obtida pela resultante de dois

coeficientes de expansão: do agregado e da argamassa.

Como a proporção de agregado graúdo em relação à massa de concreto é

bastante grande, o coeficiente de expansão depende praticamente do tipo e

quantidade do agregado adotado, conforme demonstra a Figura 3.

Relação Cimento/agregado

Coeficiente de expansão térmica após 2 anos (10-6 / °C)

Pasta Pura 18,5

1 : 1 13,5

1 : 3 11,2

1 : 6 10,1

Figura 3 – Influência do volume de agregado (basalto) no coeficiente de

Expansão Térmica do concreto (PAULON, 1987)

Elevação adiabática de temperatura (Δeh)

É a elevação da temperatura do concreto em virtude da hidratação do

aglomerante, sem influência de qualquer fator externo. Depende da

quantidade e tipo de aglomerante, sua composição química e adições.

Os teores de água e cimento, por sua vez, vão depender da resistência

requerida no projeto, agressividade do meio, critérios de durabilidade,

características dos agregados e execução do concreto.

13

A importância da composição química do aglomerante é expressa na

Figura 4, evidenciando que percentuais maiores de C3S e C3A resultam

em maior calor de hidratação.

Constituintes mineralógicos

do cimento

Participação de cada constituinte na geração de calor (cal/g)

90 dias 90 dias 13 anos C3S 58 104 122

C2S 12 42 59 C3A 212 311 324

C4AF 69 98 102

Figura 4 – Calor de hidratação dos compostos do cimento Portland

(VERBECK e FOSTER)

Outro fator que afeta a elevação de temperatura está relacionado à finura

do cimento, quanto mais finas as partículas, mais rápidas serão as reações

de hidratação, considerando não apenas a maior superfície específica, mas

a maior reatividade das pequenas partículas.

Difusividade

Indica a velocidade de dissipação de calor para o ambiente. Depende do

tipo e dimensão máxima do agregado, como mostra a Figura 5.

14

0,090,06 0,150,12 0,1817

19

21

23

25

Basalto

Gnaise

Granito

Quartzito

Silex

Quartzo

INFLUÊNCIA DA DIFUSIVIDADE

DifusIvidade Térmica (m /dia) 2

Ele

va

ção

de T

em

pe

ratu

ra (

°C)

Intervalo de lançamento = 7 dias

Figura 5 – Influência da difusividade térmica para concretos com

diferentes tipos de agregados (MARQUES FILHO, 2005)

Concretos com maior difusividade iniciam a queda de temperatura em

idades menores e, consequentemente, apresentam maior tendência à

fissuração.

Capacidade de Alongamento (εF)

A capacidade de alongamento ou deformação do concreto é a máxima

deformação que ele apresenta quando submetido à solicitação de tração.

Porém, o concreto possui a característica da fluência, que é sua capacidade

de deformar-se ao longo do tempo sob carga constante. A fluência ocorre

com o resfriamento da massa de concreto, logo, a capacidade de

alongamento é superior à obtida por uma solicitação rápida, ou seja, a

capacidade de alongamento do concreto deverá ser acrescida de uma

parcela devido à fluência.

15

Temperatura de Equilíbrio

Entende-se como temperatura de equilíbrio, de contorno ou do ambiente, a

média das temperaturas de certa localização, considerando variações

diárias e anuais.

Em obras como barragens de concreto haverá uma parte submersa na face

de montante sujeita às temperaturas da água, e na face de jusante, à

incidência da temperatura do ambiente.

Para regiões mais quentes, diminui-se o diferencial térmico entre o pico de

temperatura atingido pelo concreto e a temperatura de equilíbrio,

considerando mesma temperatura de lançamento e elevação adiabática

(ibid., 1987).

Assim, em regiões mais quentes a necessidade de medidas minimizadoras

de problemas relativos à fissuração térmica é reduzida. Segundo

Skwarczynski (1988), um acréscimo de 6ºC no diferencial térmico

equivale a um incremento de aproximadamente 60 -strain na solicitação

de alongamento de tração.

-strain é a quantidade de deformação de um corpo provocada por uma força nele aplicada. A magnitude da tensão medida é muito pequena e expressa como microtensão (me), que é e.10

-6.

Porém, o clima quente pode causar efeitos indesejáveis no concreto, tanto

no estado fresco como no endurecido. Alguns deles:

• Aumento do teor de água;

• Perda da trabalhabilidade e adição de água;

• Aumento da velocidade de pega, causando dificuldades no

manuseio e aumentando a possibilidade de juntas frias;

• Aumento de fissuração plástica;

16

• Redução da resistência face ao aumento do teor de água e

nível de temperatura;

• Aumento de retração hidráulica;

• Redução da durabilidade.

Temperatura de Lançamento

Para uma mesma elevação adiabática, temperaturas de lançamento

menores geram picos de temperatura menores, reduzindo, portanto, o

diferencial de temperatura.

A Figura 6 mostra a diferença entre os gradientes de temperatura em

função da temperatura de lançamento para um bloco de concreto-massa

sob duas diferentes condições de concretagem, uma diurna e outra

noturna.

AT 1

AT 2

IDADE (DIAs)

TL = T2

TL = T1

T 2max

T 1max

T (°C)

Concretagem diurna

Concretagem noturna

Figura 6 – Influência da temperatura de lançamento do concreto

(IBRACON, 2005)

De uma forma mais completa, pode-se verificar na Figura 7 a relevância

dessa variação da temperatura de lançamento quando se analisa seus

efeitos com a utilização do mesmo cimento.

17

Embora a análise considere cimento estrangeiro, o resultado se aplica a

toda e qualquer situação de uso, bem como a qualquer cimento.

TEMPO, EM DIAS

ELE

VA

ÇÃ

O A

DIA

BÁ

TIC

A D

A T

EM

PE

RAT

UR

A °

C

10

0

10

1

20

30

40

TEMPERATURAS DE LANÇAMENTO

CIMENTO TIPO I (USA)

38°c

32°c

27°c

21°c

16°c

10°c

4°c

Figura 7 – Efeito da temperatura de lançamento do concreto sobre a elevação

da temperatura do concreto-massa produzido com cimento tipo I

(USA).

Dimensões da Estrutura

Quando a estrutura de concreto armado possui dimensões reduzidas, o

calor de hidratação dissipa-se facilmente para o ambiente e o pico térmico

pode não ser elevado. No entanto, aumentando-se as dimensões, dificulta-

se a dissipação do calor e eleva-se o pico térmico, aumentando, portanto, o

diferencial de temperatura.

O mesmo ocorre com a altura das camadas de concretagem, que resultarão

em maiores picos de temperatura quanto maiores elas forem.

Dissipação do Calor

Esse recurso só é válido em obras em que o volume de concreto-massa é

muito grande. Nas obras de barragens, a implementação de galerias de

dissipação nos maciços permite maior dissipação do calor para o

ambiente, reduzindo, portanto, o pico térmico.

Para efeito de cálculo, são considerados blocos com dimensões menores e

após cumprir sua função, as galerias são preenchidas com concretos

18

pobres. A execução das galerias obedece a estudos específicos, sendo

instaladas entre 12 e 18 metros de distância uma da outra.

Dependendo da difusividade do concreto, recomenda-se o isolamento

térmico durante a cura para reduzir as velocidades de dissipação de calor e

evitar o choque térmico.

Medidas de Controle da Elevação da Temperatura

Levando-se em consideração os principais fatores que influenciam a fissuração

térmica no concreto, nota-se que o pico máximo de temperatura – função da

temperatura de lançamento do concreto – é diretamente proporcional à

intensidade das tensões e deformações. Daí a relevância quanto à sua limitação,

que interfere no processo de fissuração e, consequentemente, na durabilidade da

estrutura.

Os próximos itens relacionam as práticas mais difundidas para o controle de

temperatura:

Pré-resfriamento do Concreto

Pode ser obtido por meio do resfriamento da água de mistura, pela

substituição de parte da água da mistura por gelo em escamas ou pelo

resfriamento dos agregados graúdos.

O sistema de resfriamento de agregados utilizando nitrogênio é bastante

simplificado, pois não envolve tantos componentes como nas instalações

frigoríficas usuais. Porém, devido ao seu alto custo e cuidados no

manuseio, sua aplicação fica restrita a pequenas produções de concreto.

Assim, como principal solução para o pré-resfriamento, mantém-se a

utilização de instalações frigoríficas convencionais, usando somente o gás

amoníaco como refrigerante. O resfriamento de pequenas partículas, como

areia, cimento ou material pozolânico, não possui aplicabilidade prática,

em virtude de dificuldades técnicas e alto custo.

O pré-resfriamento pode trazer diversas vantagens:

19

• O concreto torna-se mais fluido, permitindo redução no teor de

água, mantendo a mesma trabalhabilidade e, consequentemente,

diminuindo o consumo de cimento;

• Proporciona maior uniformidade na mistura e minimização dos

problemas de clima quente;

• Eleva os tempos de início e fim de pega, face à hidratação mais

lenta, evitando ocorrência de juntas frias e proporcionando

economia de aditivos retardadores de pega;

• Reduz o cronograma devido à possibilidade de camadas de maior

altura e menor quantidade de juntas.

Pós-resfriamento do Concreto

É obtido através da circulação de um líquido em baixa temperatura

(geralmente água) por meio de serpentinas tubulares plásticas embutidas

no interior da massa de concreto. O sistema acelera a remoção do calor

nas primeiras idades, nas quais o módulo de elasticidade é relativamente

baixo.

Redução da Quantidade de Aglomerante (cimento)

A mais imediata das alternativas é a substituição de parte do cimento por

material pozolânico adequado. Os efeitos de redução de geração de calor

podem ser observados porque os teores de C3A E C3S são severamente

reduzidos com imediato reflexo na liberação do calor de hidratação.

Também é possível dosar o concreto empregando a dimensão máxima dos

agregados, reduzindo o consumo de aglomerante devido à menor

quantidade de água requerida na mistura.

Camadas de Concretagem

Reduzindo-se a altura das camadas de concretagem, obtêm-se reduções na

elevação de temperatura.

20

Seleção do Aglomerante

Como esclarecido anteriormente, o emprego de cimentos com baixos

teores de C3A e C3S, aliado à limitação de sua finura, reduz

significativamente o calor de hidratação.

A Figura 8 ressalta a importância de cimentos com baixo calor de

hidratação e pozolânicos na elevação da temperatura.

42 86 100

10

20

30

40Comum

INFLUÊNCIA DO TIPO DE CIMENTO

Idade (dias)

Ele

va

ção

de T

em

pe

ratu

ra (

°C)

12

Pozolânico

Baixo calor de hidratação

Figura 8 – Influência do tipo de cimento na elevação da temperatura do

concreto.

Medidas Minimizadoras do Efeito Térmico

Juntas de Contração

Como as barragens de concreto são construídas em estruturas monolíticas,

torna-se necessária a introdução de juntas de concretagem (horizontais) e,

principalmente, de juntas de contração (verticais), a fim de acomodar as

variações volumétricas oriundas do resfriamento ou secagem e facilitar o

processo de execução (ICOLD-CIGB, 1997).

A localização e o espaçamento das juntas dependem das características

físicas da estrutura, dos resultados do estudo de temperatura, métodos de

concretagem e tipo de concreto utilizado. Um espaçamento de 12m a 18m

tem-se mostrado satisfatório para a maioria das barragens

21

Redução da Restrição

É uma medida teoricamente possível, mas pouco viável na prática, devido

à natureza do material de fundação, que apresenta grande dureza e módulo

de elasticidade semelhante ao concreto.

Aproveitamento das Condições Ambientais

Pode-se baixar o pico de temperatura através de alterações no cronograma

da obra quanto aos lançamentos do concreto, fazendo-as coincidir com as

épocas de temperaturas mais baixas, como no inverno ou à noite.

Redução da Velocidade de Dissipação de Calor

O emprego de agregados adequados, tanto petrográfica quanto

granulometricamente, minimiza consideravelmente a taxa de dissipação de

calor.

No emprego de concretos com alta difusividade, por limitações impostas

pela matéria-prima disponível, faz-se necessário o uso de isolamento para

evitar o choque térmico, que abrange desde a manutenção das formas de

madeira até a aplicação de materiais como cortiça ou manta de borracha.

A Figura 9 mostra o coeficiente de transmissão superficial para os casos

mais comuns.

Tipo de isolamento

Coeficiente de transmissão superficial (kcal/m

3.h °C)

Concreto – ar 11,6

Concreto – água de cura 300,0

Concreto – madeira – ar 2,6

Concreto – metal – ar 11,6

Concreto – isolante – ar 2,0

Figura 9 – Coeficiente de transmissão de calor de diferentes ambientes de

isolamento (MARQUES FILHO, 2005)

22

Redução da Temperatura de Lançamento

O controle da temperatura de lançamento do concreto é uma das melhores

formas de se evitar a fissuração. O ACI 207.4R sugere que a temperatura

de lançamento, tal que a deformação por tração do concreto, causada pela

queda de temperatura, não exceda o limite à tração do concreto, seja

calculada conforme fórmula abaixo proposta:

T

CT

.Ki fr

=

Onde:

Ti = Temperatura de lançamento do concreto

Tf = Temperatura estável final do concreto

C = Capacidade de deformação por tração do concreto

kr = Grau de restrição

= Coeficiente de expansão térmica

Tr = Aumento inicial de temperatura do concreto

Longe de encerrar o assunto, visto que todo o exposto apenas introduz os

conceitos básicos da termodinâmica aplicada ao concreto e salienta os cuidados

nos trabalhos com grandes volumes, resta registrar a importância das proporções

do maciço no comportamento térmico do volume. A figura 10, abaixo, ilustra

essas valiosas informações para o momento decisivo do projeto.

23

ELE

VA

ÇÃ

O D

A T

EM

PE

RAT

UR

A °

C0

10

1

20

30

35

TEMPERATURA DE LANÇAMENTO

CIMENTO TIPO I (USA)

38°c

32°c27°c

21°c16°c

10°c

5

15

25

RELAÇÃO VOLUME/SUPERFICIE, M

2 3

Figura 10 – Efeito da relação volume/superfície sobre a temperatura

do concreto-massa produzido com cimento tipo I (USA).

24

Referências Bibliográficas:

Aitcin P. C. Concreto de Alto Desempenho, 2008.

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1988.

Mehta, P. K.; Monteiro, P. J. M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais.

São Paulo, Pini, 1994.

Marques Filho, J. – Tese Doutorado – UFRGS – 2005.

Neville, A. M. (1995), Properties of concrete, Fourth edition, Longman, Edinburgh.

Neville, A. M (1994), Cement and Concrete: Their interrelation in Practice.

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com Rolo – Ensaios e Propriedades – Equipe de FURNAS – Laboratório de Concreto, 1997.

Paulon, V.A. O Fenômeno Térmico no Concreto – Associação Brasileira de Cimento Portland, São Paulo – 1987.

ACI – COMMITTEE 207 – Mass Concrete for Dams and Other Massive

Structures – American Concrete Institute.

CBGB; Eletrobrás; Ibracon – Concreto Massa no Brasil - Memória Técnica –

Eletrobrás, Rio de Janeiro – 1989.