2000-monografia especializacao avaliacao do modulo de deformacao do concreto
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Leonardo E. Guimares Deusair R. dos Santos
AVALIAO DO MDULO DE DEFORMAO DO CONCRETO EM DIFERENTES IDADES E COM DIFERENTES RELAES
GUA/CIMENTO.
Monografia apresentada Escola de Engenharia Civil da Universidade Federal de Gois para obteno do ttulo de especialista em Construo Civil.
GOINIA
1999.
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Leonardo E. Guimares Deusair R. dos Santos
AVALIAO DO MDULO DE DEFORMAO DO CONCRETO EM DIFERENTES IDADES E COM DIFERENTES RELAES
GUA/CIMENTO.
Monografia apresentada Escola de Engenharia Civil da Universidade Federal de Gois para obteno do ttulo de especialista em Construo Civil.
GOINIA
1999.
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Leonardo E. Guimares Deusair R. dos Santos
AVALIAO DO MDULO DE DEFORMAO DO CONCRETO EM DIFERENTES IDADES E COM DIFERENTES RELAES
GUA/CIMENTO.
Monografia apresentada Escola de Engenharia Civil da Universidade Federal de Gois para obteno do ttulo de especialista em Construo Civil. Orientador Prof. Dr. Enio Pazini Figueiredo
GOINIA
1999.
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A minha esposa Flr e aos nossos filhos Daniel, Fernanda e Deborah.
Deusair
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Para Angela, Frederico, Marco Paulo, Nadja Mara,Valria e Gabriela, pelo estmulo recebido.
Leonardo
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SUMRIO
LISTA DE FIGURAS...........................................................................................I LISTA DE TABELAS.........................................................................................III RESUMO..............................................................................................................IV
1 - INTRODUO................................................................................................1
2 - CONCRETO.....................................................................................................3
2.1. - Materiais .................................................................................................3
2.1.1 Aglomerantes ................................................................................3
2.1.1.1 - Cimento Portland ..............................................................4
2.1.2 - Agregados ......................................................................................9
2.1.3 - gua .............................................................................................13
2.2 - Estrutura do Concreto ...........................................................................15
2.3 - Propriedades do Concreto .....................................................................21
2.3.1 - Propriedades do Concreto Fresco ................................................21
2.3.1.1 - Trabalhabilidade .............................................................21
2.3.1.2 - Fatores que Afetam a Trabalhabilidade ..........................25
2.3.2 - Propriedades do Concreto Endurecido ........................................26
2.3.2.1 - Resistncia aos Esforos Mecnicos...............................27
2.3.2.2 - Porosidade e Permeabilidade...........................................28
2.3.2.3 - Estabilidade Dimensional ...............................................29
2.3.2.4 - Durabilidade ...................................................................34
3 - PARTE EXPERIMENTAL ..........................................................................40
3.1 - Caracterizao dos Agregados ..................................................................40
3.2 - Definio dos Traos ................................................................................41
3.3 - Confeco dos Corpos-de-Prova ..............................................................42
3.4 - Realizao de Ensaios e Apresentao dos Resultados ..........................42
3.3 - Anlise dos Resultados.............................................................................53
4. CONSIDERAES FINAIS .......................................................................56
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS..............................................................57
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LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 - Classificao dos aglomerantes ....................................................................4
Figura 2.2 - Seo polida de um corpo-de-prova de concreto ........................................16
Figura 2.3 - Representao diagramtica da zona de transio e da
matriz de pasta de cimento no concreto...........................................................................18
Figura 2.4 - Tipos de gua associados ao silicato de clcio hidratado ..................... ..... 21
Figura 2.5 - Caracterizao dos mdulos de deformao .............................................. 32
Figura 2.6 - Parmetros que exercem influncia sobre o mdulo de deformao do concreto........................................................................................................................... 33
Figura 2.7 - Causas fsicas da deteriorao do concreto................................................. 34
Figura 2.8 - Tipos de reaes qumicas responsveis pela deteriorao do concreto......35
Figura 3.1 - Resistncia compresso (MPa) aos 3 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento..................................................................................................... 44
Figura 3.2 - Resistncia compresso (MPa) aos 7 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento..................................................................................................... 44
Figura 3.3 - Resistncia compresso (MPa) aos 14 dias de idade, com diferentes
relaes a/c...................................................................................................................... 45
Figura 3.4 - Resistncia compresso (MPa) aos 28 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento.................................................................................................... 45
Figura 3.5 - Resistncia compresso (MPa) aos 56 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento ................................................................................................... 46
Figura 3.6 - Resistncias compresso (MPa) nas diversas idades, com diferentes
relaes gua/cimento.................................................................................................... 46
Figura 3.7 - Mdulo de deformao (GPa) aos 3 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento ................................................................................................... 47
Figura 3.8 - Mdulo de deformao (GPa) aos 7 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento ................................................................................................... 47
Figura 3.9 - Mdulo de deformao (GPa) aos 14 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento ................................................................................................... 48
Figura 3.10 - Mdulo de deformao (GPa) aos 28 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento ................................................................................................... 48
Figura 3.11 - Mdulo de deformao (GPa) aos 56 dias de idade, com diferentes
relaes gua/cimento ................................................................................................... 49
Figura 3.12 - Mdulo de deformao (GPa) nas diversas idades, com diferentes
relaes gua/cimento........................................................................................................ 49
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Figura 3.13 - Resistncias compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa)
aos 3 dias de idade, com diferentes relaes gua/cimento.............................................. 50
Figura 3.14 - Resistncias compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa)
aos 7 dias de idade, com diferentes relaes gua/cimento............................................... 50
Figura 3.15 - Resistncias compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa)
aos 14 dias de idade, com diferentes relaes gua/cimento............................................. 51
Figura 3.16 - Resistncias compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa)
aos 28 dias de idade, com diferentes relaes gua/cimento............................................. 51
Figura 3.17 - Resistncias compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa)
aos 56 dias de idade, com diferentes relaes gua/cimento........................................... 52
Figura 3.18 - Resistncias compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa)
nas diversas idades, com diferentes relaes gua/cimento.............................................. 52
Figura 3.19 - Resistncias compresso (MPa) nas diversas idades e com diferentes relaes
a/c......................................................................................................................................... 53
Figura 3.20 - Mdulos de deformao (GPa) nas diversas idades e com diferentes relaes
a/c.......................................................................................................................................... 54
Figura 3.21 - Resistncias compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa) nas diversas
idades e com diferentes relaes a/c..................................................................................... 55
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LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 Proporo aproximada dos principais compostos do cimento
Portland produzido no Brasil........................................................................................ 6
Tabela 2.2 - Classificao dos cimentos Portland normalizados pela ABNT................ 8
Tabela 2.3 - Percentuais de adies incorporadas aos cimentos Portland compostos.... 9
Tabela 2.4 - Limites mximos de ocorrncia de materiais deletreos em agregados..... 12
Tabela 3.1 - Caractersticas dos agregados..................................................................... 40
Tabela 3.2 - Consumo de cimento por metro cbico de concreto................................... 41
Tabela 3.3 - Resistncias compresso (MPa) nas diversas idades, com diferentes relaes gua/cimento.................................................................................................................... 43
Tabela 3.4 - Mdulos de deformao (GPa) nas diversas idades, com diferentes relaes gua/cimento.................................................................................................................... 43
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RESUMO
Este trabalho tem por objetivo apresentar um estudo referente ao mdulo de elasticidade
do concreto convencional.
Foram moldados 50 unidades de corpos de prova cilndricos de 15 cm x 30 cm, sendo 10
unidades para cada das seguintes relaes gua/cimento: 0,45; 0,50; 0,55; 0,60; 0,65. Procedeu-
se uma avaliao das deformaes elsticas e das resistncias compresso dessas amostras
visando avaliar qual importncia deve ser atribuda a cada um desses parmetros na deciso de
como e quando se proceder o descimbramento de peas estruturais. Os corpos de prova foram
ensaiados nas idades de 3 dias, 7 dias, 14 dias, 28 dias e 56 dias.
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1- INTRODUO
Desde que se desenvolveu a tecnologia para produo do cimento Portland, no sculo
passado, o uso do concreto com esse aglomerante tem aumentado continuamente, chegando em
1994 a um volume da ordem de 5,5 bilhes de toneladas (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
As razes que levaram produo e utilizao do concreto de cimento Portland, em to
larga escala, esto principalmente no fato de que o mesmo possui excelente resistncia gua,
facilidade de ser moldado em variadas formas e tamanhos, e ainda, de ser fabricado com
materiais disponveis na maior parte do planeta, o que o torna economicamente vivel.
At a dcada de 70 o concreto era considerado um material resistente e inerte. Devido aos
crescentes problemas que surgiram a partir de ento, em concretos relativamente jovens, vrios
estudos vem sendo desenvolvidos visando conhecer melhor as propriedades deste material, que
fatores as influenciam e como se pode melhor-las, a fim de o tornar resistente e durvel. Assim,
projetistas e construtores j tm se preocupado, no somente com os esforos mecnicos que
incidiro sobre as estruturas, mas tambm como conceb-las para uma vida til prolongada.
Estruturas bem dimensionadas, confeccionadas com concretos bem dosados e
executados, normalmente so peas resistentes e durveis. Mas, apesar de todos esses cuidados,
ao se executar elementos fletidos de grandes dimenses, no raro surgem os problemas das
deformaes excessivas, os quais podem comprometer a estabilidade das peas, colocando em
risco os seus usurios ou causando efeitos visuais e psicolgicos indesejveis.
As causas associadas a estas deformaes podem se relacionar s suas resistncias aos
esforos mecnicos, as quais so usualmente previstas pelos calculistas e evitadas; mas podem
principalmente, estarem relacionadas ao mdulo de deformao do concreto, o que nem sempre
recebe ateno devida por parte desses profissionais, ora no momento dos dimensionamentos,
ora ao se proceder o descimbramento destas estruturas.
Esse trabalho tem por objetivo despertar nos profissionais que trabalham com o projeto e
a execuo de estruturas de concreto armado, uma maior preocupao na avaliao do mdulo de
deformao, em particular para o caso de peas fletidas, impondo a observao deste tem na
solicitao de dosagem do concreto e na escolha da poca certa para o descimbramento, evitando
assim problemas com as deformaes excessivas.
O trabalho apresenta-se dividido em 4 captulos, a partir deste captulo 1 de introduo.
No segundo captulo so feitas consideraes sobre o concreto, abordando seus materiais,
estrutura e propriedades. O terceiro captulo trata da parte experimental, lanamento e
interpretao dos resultados dos ensaios realizados. No quarto e ltimo captulo so apresentadas
as concluses e consideraes finais.
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2 - CONCRETO
2.1 - MATERIAIS
O concreto um material constitudo de agregados midos e grados, mergulhados em
um meio contnuo aglomerante. Os agregados midos e grados so partculas ou fragmentos de
material quase sempre inertes, no tendo assim reaes qumicas expressivas com a gua. Por se
tratarem de materiais baratos so usados como enchimento no concreto.
Para obteno da pasta aglomerante utiliza-se, mais comumente, o cimento Portland em
soluo aquosa. O cimento um material pulverulento e ligante que propicia a unio entre os
agregados. Alm da pasta e dos agregados, o concreto apresenta tambm diferentes tipos de
vazios, os quais vo exercer influncias importantes nas suas propriedades. Para uma melhor
compreenso do tema, cada um dos materiais que compem o concreto ser analisado a seguir.
2.1.1 - AGLOMERANTES
Os aglomerantes so materiais ligantes que, em reao qumica com a soluo aquosa,
iro compor o meio ligante necessrio unio dos agregados. Podem ser classificados em ativos
e inertes. Os inertes so aqueles que endurecem pela secagem, tal como a argila. Os
aglomerantes ativos se dividem em areos e hidrulicos.
Os aglomerantes ativos areos endurecem pela ao qumica do CO2 do ar e, depois de
endurecidos, no resistem ao contato com gua, razo pela qual no sero avaliados, j que no
despertam interesse como aglomerante para o concreto. So exemplos de aglomerantes areos o
gesso e a cal area.Os aglomerantes ativos hidrulicos so os que endurecem atravs de reaes
com gua e ainda do origem a um produto resistente mesma. Um exemplo destes
aglomerantes o cimento Portland.
Esquematicamente, os aglomerantes podem ser classificados como mostra a Figura 2.1.
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FIGURA 2.1 - Classificao dos aglomerantes.
O cimento Portland ser objeto de ateno especial, tendo em vista ser o aglomerante
mais usado para produo do concreto.
2.1.1.1 - CIMENTO PORTLAND
O cimento Portland um aglomerante hidrulico produzido pela moagem do clinquer,
que consiste basicamente de silicatos de clcio hidrulicos, com uma ou mais formas de sulfato
de clcio, como um produto de adio.
Os clnqueres so ndulos de 5 a 25 cm de dimetro de material sinterizado, produzido
quando uma mistura de matrias-primas de composio pr-determinada aquecida a altas
temperaturas. (ASTM C 150, citada por MEHTA e MONTEIRO, 1994).
Em princpio, todos os materiais contendo cal, slica, alumina e ferro serviriam para
fabricao de cimento; na prtica o fator determinante para a escolha dos materiais ser o custo
final do produto e, para se chegar a um custo final satisfatrio, h que se considerar a facilidade
para extrao da matria-prima e a compatibilizao da mesma com o sistema de processamento
da fbrica com o produto que se pretende obter.
Sendo o C3S e o C2S os principais componentes do cimento Portland, as matrias-primas
para produo do mesmo devem fornecer clcio e slica nas propores adequadas. A pedra
calcrea, o giz, o mrmore e as conchas do mar so as fontes industriais mais comuns de clcio.
As argilas e xistos argilosos so as fontes preferidas de slica complementar na mistura de
matria-prima para obteno de silicatos de clcio.
AGLOMERANTES
Endurecem pela ao do CO2 do ar. Depois Endurecem pela ao do CO2 do ar. Depois de endurecidos no resistem ao contato com a gua. Ex.: Gesso
Endurecem atravs de reaes com a gua, Endurecem atravs de reaes com a gua, dando origem a um produto resistente mesma. Ex.: Cimento Portland
ATIVOS
AREOS HIDRULICOS
INERTES
Endurecem pela secagem. Ex.: Argila
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Por conterem alumina (Al203), xidos de ferro (Fe203) e lcalis, as argilas propiciam a
formao de silicatos de clcio a temperaturas bem mais baixas do que o habitual, graas ao
efeito mineralizante deste compostos.
Se estes compostos no ocorrem nas matrias-primas em quantidades suficientes, h
necessidade de acrescent-los, adicionando outros materiais como bauxita e minrio de ferro.
Como resultado aparecer na composio final do produto o aluminato triclcico (C 3A) e o
ferroaluminato de clcio (C4AF).
A Tabela 2.1 mostra as propores aproximadas de cada componente contido no clnquer
do cimento Portland no Brasil.
TABELA 2.1 Proporo aproximada dos principais compostos do cimento portland produzido
no Brasil (Petrucci, 1987).
COMPOSTO PROPORO (%)
C3S 42 - 60
C2S 14 - 35
C3A 6 - 13
C4AF 5 - 10
Na fase final da produo do cimento, o clinquer modo com um percentual de 3 a 5% de
gesso, para regular a pega do mesmo.
O cimento Portland s adquire propriedades adesivas quando misturado em gua. Isto
acontece porque a reao de hidratao do cimento, que uma reao qumica do cimento com a
gua, gera produtos que tm caractersticas de pega e endurecimento. Isto significa que o
cimento anidro no tem propriedades aglomerantes.
A qumica do concreto basicamente a qumica das reaes dos componentes do cimento
Portland com a gua. Conhecer com detalhe estas reaes qumicas de fundamental
importncia para quem produz e para quem trabalha com cimento Portland.
Desta forma, muito importante conhecer as transformaes da matria, as variaes de
energia e a velocidade de hidratao do cimento. S assim se ter certeza de estar produzindo ou
empregando o produto adequado em cada situao.
Com relao ao calor de hidratao, o que se sabe que os compostos do cimento Portland
so produtos de reaes a altas temperaturas que no esto em equilbrio e por isso esto em
estado de energia elevada. Quando um cimento hidratado, os compostos reagem com a gua
para atingirem estados estveis de baixa energia, e o processo acompanhado pela liberao de
energia na forma de calor (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
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O calor de hidratao do cimento pode se tornar um problema nas concretagens de grandes
volumes de concreto ou soluo nas concretagens em temperaturas muito baixas.Os aspectos
fsicos do concreto tambm devem ser conhecidos para melhor aplicao desta tecnologia.
Assim, o enrijecimento a perda de consistncia da pasta plstica. A plasticidade funo direta
da gua livre e a perda da gua causa enrijecimento . A pega indica a solidificao da massa
plstica.
O incio da solidificao o incio da pega e a solidificao completa o fim da pega. Esta
solidificao demanda um tempo que, no Brasil, deve iniciar aps 1 hora do preparo e no deve
ser maior que 10 horas. O endurecimento o ganho de resistncia com o tempo.
Os cimentos Portland, como os demais aglomerantes, podem receber adies ou serem
compostos com outros produtos visando produzir cimentos com caractersticas especiais, quais
sejam, de alta resistncia inicial, de baixo calor de hidratao, de alta resistncia aos sulfatos,
entre outras. Outra maneira de se conseguir estes resultados alterando o proporcionamento de
seus componentes.
Assim, para se obter um cimento com menor calor de hidratao, substitui-se parte do
cimento por escria de alto-forno ou pozolana, que desprendem menor calor de hidratao que o
cimento. Pode-se obter resultado semelhante aumentando a proporo de C2S que produz menor
calor de hidratao, diminuindo-se o C3S e C3A, que produzem altos calores de hidratao.
Para produo de um cimento que propicie altas resistncias iniciais, deve-se diminuir a
proporo de C2S, j que o mesmo, por ser atacado lentamente pela gua, no contribui
significativamente para a resistncia nas primeiras idades. Por outro lado, aumentando as
quantidades de C3A e C3S e a finura do cimento, obter-se-o resistncias iniciais mais elevadas.
Para se obterem cimentos resistentes a sulfatos, adota-se, na composio do mesmo, um
limite mximo de 5% de C3A. A Tabela 2.2 mostra os tipos de cimentos normalizados no Brasil.
TABELA 2.2 - Classificao dos cimentos portland normalizados pela ABNT
SIGLA DENOMINAO ESPECIFICAES
CP.I Cimento Portland comum NBR-5732
CP.I-S Cimento Portland comum com adio NBR-5732
CP.II-E Cimento Portland composto com escria NBR-11578
CP.II-Z Cimento Portland composto com pozolona NBR-11578
CP.II-F Cimento Portland composto com filler NBR-11578
CP.III Cimento Portland de alto forno NBR-5735
CP.IV Cimento Portland pozolnico NBR-5736
CP.V-ARI Cimento Portland de alta resistncia NBR-5733
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A escria de alto forno, a pozolana e o filler calcreo presentes nos cimentos Portland
compostos e CP III e CP IV so responsveis por uma grande economia de custos, j que
propicia uma economia razovel de energia, que um dos principais componentes de custos dos
cimentos.
A escria de alto-forno e a pozolana, devido s suas dimens es bastantes reduzidas,
permitem o preenchimento dos espaos capilares, evitando microfissurao da massa,
aumentando assim a resistncia a mdio e longo prazo, a impermeabilidade e, conseqentemente,
a durabilidade do concreto.
A Tabela 2.3 mostra os limites de teores de adies aos cimentos compostos especificados
pela NBR 11.578. Os valores esto expressos em percentual em relao massa do cimento
Portland comum.
TABELA 2.3 Percentuais de adies incorporadas aos cimentos portland compostos.
SIGLA ESCRIA POZOLANA FILLER
CP.II-E 6 a 34 0 0 a 10
CP.II-Z 0 6 a 14 0 a 10
CP.II-F 0 0 6 a 10
2.1.2 - AGREGADOS
Os agregados so partculas ou fragmentos de material que no tm reaes qumicas
expressivas com a gua e so usados com um meio cimentante, para formar um concreto ou uma
argamassa de cimento hidrulico.
Os agregados freqentemente empregados em concreto so provenientes de rochas
britadas, fragmentos rolados nos leitos dos cursos dgua (cascalho de rio), cascalho de campo,
materiais encontrados em jazidas, provenientes de alteraes de rocha, escrias de alto forno,
cinza volante, concreto reciclado, resduos selecionados de rejeitos urbanos e argila expandida.
Quanto sua granulometria, os agregados podem ser classificado em midos (areia, p de
pedra, filler, cinza volante) e grados (brita, cascalho rolado, concreto reciclado, escrias).
A NBR 7211 classifica como agregados grados aqueles de tamanho maior que 4.8 mm e
como agregados midos as partculas de agregados que se situam entre 75 mm e 4.8 mm. De
acordo com a mesma norma, os fillers so as partculas de agregados inferiores a 75 mm, isto , o
material que passa na peneira n. 200 da ABNT.
Quanto ao peso, os agregados podem ser classificados em pesados, normais e leves. As
argilas expandidas e as pedras-pomes so consideradas leves. Normais so as britas, areias e os
cascalhos. As pesadas ou de alta densidade so as britas de hematita e barita.
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Quanto sua origem, os agregados podem ser classificados em naturais (seixo rolado,
areias), naturais britados (britas, areias artificiais) e artificiais resultantes de processos industriais
(argila expandida, escria de alto-forno e cinza-volante).
As caractersticas fsicas e qumicas dos agregados que so importantes para a tecnologia
do concreto incluem porosidade, granulometria, absoro de gua, forma, textura superficial das
partculas, resistncia compresso, mdulo de elasticidade, composio mineralgica e pureza.
Estas caractersticas derivam da composio da rocha, das condies de exposio da
mesma, do sistema de produo e da origem do agregado.
Os agregados de boa qualidade tm resistncia mecnica superior da pasta de
aglomerante.
Os agregados so fundamentais na determinao da resistncia, da estabilidade
dimensional, da durabilidade, da trabalhabilidade e dos custos das misturas de concreto.
Do ponto de vista econmico, a utilizao de agregados reduz o consumo de pasta e,
conseqentemente, de cimento, diminuindo o custo do concreto. (DAFICO, 1999; PETRUCCI,
1987). As rochas podem ser classificadas, de acordo com sua origem, em gneas, sedimentares e
metamrficas.
No Brasil, a pedra britada o agregado mais usado, principalmente nos grandes centros,
onde, muitas vezes, h dificuldade para se obter agregados naturais (seixo rolado, areias),
naturais britados (britas, areias artificiais) e artificiais resultantes de processos industriais (argila
expandida, escria de alto-forno e cinza-volante). Assim, as rochas mais usadas para produo
dos agregados grados so as baslticas e as granticas (grupo de rochas gneas).
As rochas gneas so formadas pelo resfriamento do magma (material rochoso em fuso)
acima, abaixo, ou prximo da superfcie terrestre. A velocidade de resfriamento do magma
determina a cristalinidade e a granulao destas rochas. Resfriamentos lentos produzem minerais
cristalinos com granulao grosseira (acima de 5 mm). Resfriamentos rpidos produzem cristais
menores e granulao fina.
Rochas sedimentares so rochas estratificadas, usualmente depositadas debaixo dgua ou
acumuladas atravs da ao do vento ou do gelo. Os pedregulhos, areias, siltes, argilas, arenito,
quartzito e calcreo so exemplos de rochas sedimentares.
Rochas metamrficas so rochas gneas ou sedimentares que tiveram sua textura original
alterada, bem como a estrutura cristalina e a composio mineralgica, devido a processos
fsicos e/ou qumicos. Os mrmores, o xisto, o filito e o gnaisse so exemplos de rochas
metamrficas. A crosta terrestre constituda 95% de rochas gneas e 5% de rochas
sedimentares.
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As rochas gneas resfriadas a velocidade baixa (grande profundidade), conhecidas como
intrusivas geralmente fornecem agregados de excelente qualidade, tendo em vista sua granulao
de mdia a grosseira, sua resistncia, sua granulometria, sua baixa porosidade e absoro de
gua, bem como no reagir com os lcalis de concreto de cimento Portland. (MEHTA e
MONTEIRO, 1994).
Os agregados leves, com massa unitria menor que 1.120 kg/m2, so usados na produo
de concretos isolantes, concretos para blocos de alvenaria, concretos para enchimento e, em
alguns casos, para uso estrutural.
Os agregados pesados produzem concretos que variam de 2.880 kg/m3 at 6.100 kg/m3 e
so usados nas blindagens, contra radiao nuclear. As rochas adequadas para produo destes
agregados possuem predominantemente dois minerais de brio, vrios minerais de ferro e um de
titnio.
As jazidas de agregados muitas vezes esto contaminadas por substncias deletreas de
origem mineral ou orgnica, tais como torres de argila, material pulverulento, sais solveis,
partculas frgeis. Muitas destas substncias podem ser removidas por lavagem (ex: argila, sais
solveis, materiais pulverulentos).
A NBR 7211 estabelece os limites mximos percentuais de ocorrncia destas substncias
nos agregados.
A Tabela 2.4 mostra os limites mximos de ocorrncia de materiais deletreos em
agregados, segundo a NBR 7211.
TABELA 2.4 Limites mximos de ocorrncia de materiais deletreos em agregados.
SUBSTNCIAS MATERIAIS PERCENTUAIS
Argila Agregado mido 1,50
Argila Agregado grado 0,25
Material pulverulento Agregado mido- concreto
sujeito a desgaste superficial
3,00
Material pulverulento Agregado mido- outros
concretos
5,00
Material pulverulento Agregado grado 1,00
Matrias Carbonosas Agregado mido 1,00
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Na hiptese de no poderem ser removidas e superarem estes limites, os agregados devem
ser descartados. Os torres de argila so prejudiciais ao concreto, tendo em vista que afetam a
resistncia mecnica e a durabilidade. Os materiais pulverulentos (< 0.075 mm) so constitudos
de siltes e argilas. A matria orgnica presente nos agregados, geralmente partculas de hmus,
prejudica a resistncia do concreto. Uma parte do hmus cida e pode ser removida por gua
(PETRUCCI, 1987). A mica, os restos vegetais, os sais solveis (cloretos e sulfatos) e os gros
friveis tambm prejudicam a qualidade do concreto.
Certos agregados reagem com os lcalis do cimento, provocando a expanso e a
deteriorao do concreto.
Segundo A. D. Courow, citado por DAFICO, a ao deletria proveniente
da atividade agregado-cimento decorre dos seguintes fatores:
Quantidade e velocidade de liberao de Ca(OH)2 durante a hidratao do cimento;
Teor de lcalis do cimento (mais de 0.6% de equivalente alcalino);
Finura do cimento;
Composio do cimento.
2.1.3 - GUA
A gua a ser usada no preparo do concreto no deve conter impurezas que possam
provocar reaes entre ela e os compostos do cimento que sejam prejudiciais ao concreto. Poucas
quantidades de impurezas, dependendo de sua natureza, muitas vezes podem ser toleradas.
A gua, com agentes agressivos, utilizada no preparo do concreto, tem ao menos
intensa sobre o mesmo, j que a agresso ao concreto termina com o trmino da ao do agente.
A mesma gua, agindo permanentemente sobre o concreto, estar sempre renovando o agente
agressivo, provocando efeitos mais nocivos. Assim, os maiores males provocados pela gua de
amassamento tm mais a ver com o excesso de gua do que com a presena de impurezas
(PETRUCCI, 1987).
Sempre que houver dvida com relao qualidade de determinada gua, deve -se fazer
ensaios para verificar a influncia das impurezas sobre o tempo de pega, a resistncia mecnica e
a estabilidade de volume.
Alguns danos provocados pelas impurezas contidas na gua podem ser previstos, a saber:
carbonatos e bicarbonatos de sdio, potssio e magnsio (acima de 0.1%) aumentam a
cal do cimento, alteram o tempo de pega e afetam a resistncia;
a magnsia dos carbonatos e bicarbonatos (acima de 0.1%) vai formar a etringita ao
reagir com aluminato triclcico;
-
sdio e o potssio dos carbonatos e bicarbonatos aumentam o teor de lcalis do
cimento, provocando a reao lcali-agregado;
cloreto de sdio (acima de 2%) provoca corroso de armaduras;
sulfato e o cloreto de magnsio (acima de 4%) prejudicam a resistncia dos concretos;
sulfato de clcio em presena de C3A forma o sulfaluminato de clcio, um composto
expansivo que provoca destruio dos concretos (DAFICO, 1993).
A gua do mar, com concentrao mxima de 3% de sais, pode ser usada para preparo de
concreto no armado de baixas resistncias. As guas cidas podem ser usadas no concreto desde
que o pH seja superior a 3.
Com relao quantidade de gua a se utilizar para preparo de um concreto, sabe-se que:
Dentro do campo dos concretos plsticos, a resistncia aos esforos mecnicos, bem
como as demais propriedades do concreto endurecido, variam na razo inversa da relao
gua/cimento. (ABRAMS, citado por PETRUCCI, 1987).
A relao gua/cimento ou fator gua/cimento expressa pela relao, em massa, das
quantidades de gua e cimento usadas no preparo do concreto. A utilizao de uma relao
gua/cimento adequada vai propiciar a elaborao de um concreto de boa consistncia,
trabalhabilidade, resistncia aos esforos mecnicos e durabilidade.
Com relao ao custo, fica evidente que, ao se utilizar a relao gua/cimento adequada,
estar sendo utilizada a quantidade de cimento que, atendendo as especificaes de projeto,
propicia o melhor custo.
2.2 - ESTRUTURA DO CONCRETO
O concreto tem uma estrutura muito heterognea e complexa. O conhecimento da
estrutura e das propriedades de cada constituinte do concreto e da relao entre elas
fundamental para se conhecer a estrutura do concreto. Desta forma fundamental o
conhecimento das estruturas da pasta aglomerante, dos agregados e da zona de transio entre
eles.
A estrutura de um slido constituda pelo tipo, a quantidade, o tamanho, a forma e a
distribuio das fases presentes na mesma. A macroestrutura a estrutura visvel a olho nu, a
estrutura grosseira. A microestrutra a poro de uma macroestrutura aumentada
microscopicamente. A Figura 2.2 mostra a macro-estrutura do concreto, onde se distinguem os
agregados e o meio ligante. (MEHTA E MONTEIRO, 1994)
-
FIGURA 2.2 - Seo polida de um corpo-de-prova de concreto.
Pelo exame da Figura 2.2 distinguem-se claramente duas fases do concreto, que so as
partculas de agregado e a pasta contnua endurecida, que o meio ligante.
Em nvel microscpico, comeam a aparecer as complexidades da estrutura de concreto.
Desta forma as duas fases da estrutura no esto distribudas homogeneamente, uma em relao
outra, nem so em si mesmas homogneas. Em algumas reas a pasta to densa quanto o
agregado e em outras altamente porosa. Assim, se vrios corpos de prova de concreto contendo
a mesma quantidade de cimento e diferentes quantidades de gua, forem examinados em
diferentes espaos de tempo, pode-se observar que, em geral, o volume de vazios capilares na
pasta decresce na razo direta do fator gua/cimento e inversa da idade de hidratao.
Os principais slidos presentes na pasta de cimento hidratado so:
Os silicatos de clcio hidratado (CSH gel ou gel de tobermorita) que compem de 50
60% do volume de slidos da pasta de cimento Portland completamente hidratado, da ser
a mais importante na determinao das propriedades da pasta;
Hidrxido de clcio (ou portlandita) que constitui de 20 a 25% do volume de slidos;
Os Sulfoaluminatos de clcio, que ocupam de 15 a 20% do volume de pasta que favorece
a formao de etringita, a qual pode dar origem ao C4ASH18, que torna o concreto
vulnervel ao ataque de sulfatos;
Gros de clinquer no hidratados que podero remanescer na microestrutura da pasta
dependendo do grau de hidratao da mesma.
-
A fase agregada que determina, predominantemente, a massa unitria, o mdulo de
elasticidade e a estabilidade dimensional do concreto. Estas propriedades do concreto dependem
muito da densidade e da resistncia do agregado, que por sua vez so determinadas por suas
caractersticas fsicas, tais como, volume, tamanho, distribuio de poros, a forma e a textura.
Em princpio, a fase agregado s ter influncia sobre a resistncia do concreto se o mesmo for
poroso e fraco ou de tamanho e forma grandes, chatos e alongados, que propicie a exsudao
interna da gua, enfraquecendo exageradamente a zona de transio.
A estrutura da pasta na vizinhana de partculas grandes de agregado, comumente muito
diferente da estrutura da matriz de pasta ou argamassa do sistema. Muitos aspectos do
comportamento do concreto sob tenso se explicam quando a interface pasta de cimento-
agregado tratada como uma terceira fase da estrutura do concreto, conhecida como a zona de
transio.
A Figura 2.3 mostra a representao diagramtica da zona de transio e da matriz
depasta de cimento no concreto.
FIGURA 2.3 Representao diagramtica da zona de transio e da matriz de pasta de cimento
no concreto. (MEHTA E MONTEIRO, 1994)
A zona de transio representa a regio interfacial entre as partculas de agregado grado
e a pasta. Ela exerce uma influncia muito grande sobre o comportamento mecnico do concreto.
No caso da pasta, a causa da adeso dos produtos de hidratao e o agregado, so as foras de
Van der Waals; Assim, a resistncia da zona de transio depende do volume, do tamanho de
vazios existentes de cristais orientados de hidrxido de clcio, da presena de microfissuras. A
-
quantidade de microfissuras depende da distribuio granulomtrica, do tamanho do agregado,
do teor do cimento, da relao gua/cimento, do adensamento, da umidade do ambiente.
Nas primeiras idades, o volume e o tamanho de vazios na zona de transio sero maiores
que na matriz de argamassa, conseqentemente a zona de transio mais fraca em resistncia.
Em idades avanadas, se ocorrer a cristalizao de novos produtos nos vazios da zona de
transio atravs de reaes qumicas lentas, formando silicatos de clcio hidratado ou
carboaluminatos hidratados, a zona de transio pode deixar de ser o elo mais fraco desta
corrente.
devido zona de transio que o concreto quase sempre rompe a um nvel de tenso
muito mais baixo que a resistncia de seus dois componentes principais (o agregado e o meio
cimentante). Desta forma, a estrutura da zona de transio tem grande influncia sobre a
resistncia, o mdulo de deformao e a durabilidade do concreto. H que se considerar ainda
que cada uma das fases avaliadas de natureza multifsica. Assim, cada partcula de agregado
pode conter vrios minerais, microfissuras e vazios. Complementarmente, h o fato de que a
estrutura do concreto no permanece estvel, visto que a pasta e zona de transio esto sujeitas
a alteraes com o tempo, a umidade ambiente e a temperatura. Desta forma, o concreto acaba
por se mostrar de natureza altamente heterognea e dinmica (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
Alm dos aglomerantes, dos agregados e da gua, a pasta endurecida contm diferentes
tipos de vazios que tm influncia importante sobre as propriedades do concreto.
Os vazios capilares ou porosidade so espaos no ocupados pelo cimento ou
pelos produtos de hidratao. O volume e o tamanho dos mesmos depende do fator gua/cimento
e do grau de hidratao do cimento. No a porosidade total, mas distribuio do tamanho dos
poros que controla a resistncia, a permeabilidade e variao de tamanho de uma pasta
endurecida. Os poros grandes influenciam mais a resistncia compresso e a permeabilidade;
os poros pequenos influenciam a retrao por secagem e a fluncia. (MEHTA e MONTEIRO,
1994).
Ao contrrio dos vazios capilares que apresentam forma irregular, os vazios do ar
incorporado so geralmente esfricos. Alm do ar incorporado, pode-se usar, por questes de
convenincias tcnicas, o aprisionamento do ar na pasta fresca de cimento durante a mistura.
Tanto os vazios de ar incorporado, quanto os de ar aprisionado prejudicam a resistncia e
impermeabilidade do concreto.
Observados no microscpio eletrnico, os poros da pasta parecem vazios. Na realidade,
dependendo da umidade ambiente e da porosidade da pasta, a mesma pode reter uma grande
quantidade de gua.
-
A gua existe na pasta nos seguintes estados:
gua capilar livre que aquela que est disponvel para ser removida;
A gua capilar retida aquela cuja remoo pode provocar retrao do sistema;
A gua adsorvida a gua que est prxima da superfcie do slido e sua perda pode
provocar retrao da pasta na secagem;
A gua interlamelar a gua associada estrutura de C-S-H. S perdida por secagem
forte e provoca uma retrao considervel da estrutura de C-S-H;
A gua quimicamente combinada a que faz parte da estrutura dos vrios produtos
hidratados do cimento. Ela no pode ser perdida por secagem.
A Figura 2.4 mostra as formas em que a gua pode estar presente na pasta de
cimento hidratado.
FIGURA 2.4 Tipos de gua associados ao silicato de clcio hidratado. (MEHTA E
MONTEIRO, 1994)
2.3 - PROPRIEDADES DO CONCRETO
2.3.1 - PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO
Em seu estado fresco o concreto possui algumas propriedades importantes, j que
interferem diretamente no grau de dificuldade para seu transporte, aplicao e adensamento
(BAUER, 1994).
-
2.3.1.1 TRABALHABILIDADE
a propriedade que se verifica na capacidade de ser misturado, transportado e aplicado
sem perder a homogeneidade, ou seja, o concreto mantm suas caractersticas estveis desde a
mistura at a aplicao (DAFICO, 1987).
A trabalhabilidade envolve de dois componentes principais: a consistncia, que descreve
a facilidade de mobilidade, e a coeso, que descreve a resistncia exsudao ou segre gao
da mistura. A trabalhabilidade no , como a consistncia, uma propriedade inerente ao prprio
concreto, envolve tambm as consideraes relativas ao tipo de obra e mtodos de execuo.
Assim, um concreto conveniente para estruturas de grandes dimenses e pouco armadas pode
no ser para estruturas delgadas e muito armadas. Em outro caso o concreto pode ser adequado
para adensamento com vibrador mas, dificilmente estar bem moldado com adensamento
manual. Fica clara a importncia da trabalhabilidade em tecnologia do concreto. uma das
propriedades bsicas que devem ser atendidas (MEHTA & MONTEIRO, 1994).
Em uma obra em que as dimenses das peas, tipo de armaduras e processo de execuo
esto condizentes com o dimetro mximo do agregado, a trabalhabilidade depender da
consistncia do concreto. Assim pode-se ter uma srie de misturas trabalhveis, mas de
consistncias diferentes: concreto seco, plstico ou fluido. A natureza da obra e o adensamento
requerido indicaro o grau de consistncia mais conveniente.
Devido a natureza composta da trabalhabilidade, nenhum nico mtodo pode ser
considerado como medidor dessa propriedade. O ensaio universalmente usado para medir a
consistncia do concreto denominado ensaio de abatimento do tronco de cone, normalizado
pela ABNT/MB-256, no qual o concreto fresco moldado numa frma metlica em forma de
tronco de cone, de 20 cm de dimetro na base, 10 cm no topo e 30 cm de altura, apoiada numa
superfcie rgida. O concreto moldado em trs camadas de igual volume, adensadas com 25
golpes para cada uma, com uma barra de 60 cm de comprimento e 16 mm de dimetro. Em
seguida o molde retirado verticalmente e o concreto abate mais ou menos simetricamente. O
abatimento ou slump corresponde diferena entre a altura inicial e a altura aps remoo do
molde (BAUER, 1994).
Existem outros mtodos para avaliao da consistncia do concreto, dentre eles esto:
ensaios de penetrao e ensaios de escorregamento.
a) SEGREGAO E EXSUDAO
Segregao da mistura a perda de sua homogeneidade. a separao de seus
constituintes, impedindo a obteno de um concreto uniforme e convenientemente compactado.
-
na diferena dos tamanhos de gros do agregado e na massa especfica dos
constituintes que se encontram as causas primrias da segregao (BAUER, 1994), mas ela pode
ser controlada pela escolha conveniente da granulometria dos agregados e com cuidados no
transporte, lanamento e adensamento do concreto.
Existem duas formas de segregao do concreto; na primeira, os gros maiores do
agregado tendem a separar-se dos demais, quer quando se depositam no fundo das frmas, quer
quando se deslocam mais rapidamente, no caso de transporte em calhas. Na segunda forma de
segregao, comum nas misturas muito plsticas, manifesta-se a ntida separao da pasta.
Quando so utilizados alguns tipos de granulometria em concretos pobres e secos, a primeira
forma de segregao pode ocorrer. A adio de gua poder melhorar a coeso, mas quando a
mistura se torna muito mida, ocorre a segunda forma de segregao (NEVILLE, 1963). A
vibrao excessiva do concreto pode levar segregao dos materiais.
A exudao o fenmeno cuja manifestao externa o aparecimento de gua na
superfcie do concreto, aps o lanamento e adensamento, porm antes de ocorrer a pega. A gua
o componente mais leve do concreto, assim a exsudao uma forma de segregao, pois os
slidos em suspenso tendem a se sedimentar sob a ao da fora da gravidade. A exsudao
resulta da incapacidade dos materiais reterem toda a gua da mistura em estado disperso,
enquanto os slidos mais pesados estiverem assentando. A compactao total do concreto
essencial para que o mesmo possa atingir o potencial mximo de resistncia, isso no ir ocorrer
aps a segregao, portanto importante reduzir a tendncia de ocorrncia desse fenmeno. A
exsudao apresenta-se sob vrias formas. Inicialmente, somente parte da gua de exsudao sob
superfcie; uma grande parte dessa gua fica retida embaixo dos agregados maiores e nas barras
horizontais da armadura, quando existirem. Se a perda de gua pela exsudao fosse uniforme
em todo o concreto e aparecesse na superfcie e fosse retirada, a qualidade do concreto
melhoraria com a reduo da relao gua/cimento. Na prtica, entretanto isso no acontece.
Normalmente as cavidades provocadas pela gua exsudada sob os agregados grados e
armaduras so grandes e numerosas, deixando a parte superior do elemento estrutural mais fraca
que a inferior.
So causas de segregao e exsudao: consistncia inadequada, composio inadequada
dos agregados (quantidade excessiva de agregados grados com densidade muito alta),
quantidade insuficiente de finos (areia e cimento) e mtodos imprprios de lanamento e
adensamento.
A segregao em misturas muito secas pode s vezes ser reduzida com um pequeno
acrscimo de gua. Entretanto, na maioria dos casos, necessria uma observao mais rigorosa
-
na granulometria dos agregados. O aumento do consumo de cimento, o uso de adies minerais e
de ar incorporado so medidas empregadas para combater a tendncia exsudao das misturas
de concreto.
b) PERDA DE ABATIMENTO
A perda de abatimento a perda de fluidez do concreto fresco com o passar do tempo ou
enrijecimento incomum do mesmo, ao ponto de provocar efeitos indesejveis. Ela se d quando a
gua livre da mistura de concreto consumida pelas reaes de hidratao ou por evaporao.
Os problemas causados pela perda de abatimento podem ser superados produzindo-se um
concreto com abatimento inicial maior que o necessrio para a concretagem (fazendo uma
compensao prvia da perda) ou promovendo-se o reamassamento do concreto, mediante o
acrscimo de gua (respeitada a relao gua/cimento estabelecida) ou de aditivo.
c) MUDANAS INICIAIS DE VOLUME
A reduo de volume nas peas de concreto, caracterizada pelo assentamento do mesmo,
algumas horas aps o lanamento, e pelo aparecimento de fissuras horizontais conhecida como
retrao plstica.
A retrao plstica pode ser causada pela sedimentao, pela rpida perda de gua, por
exsudao, absoro ou evaporao e deformaes das formas.
A preveno da retrao plstica pode se dar tomando-se medidas de combate aos agentes
externos da mesma, quais sejam:
Umedecimento das frmas dos elementos a serem concretados;
Reduo da incidncia de ventos e da insolao;
Proteo do concreto com sacos ou camada de areia molhados, compostos de cura ou gua.
As fissuras podem se dar tambm por obstruo ao assentamento do concreto e so muito
comuns em lajes. Em qualquer hiptese, se o concreto ainda estiver em estado plstico, pode-se
proceder a revibrao para a eliminao das mesmas.
2.3.1.2 - FATORES QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE
Para o estudo dos fatores que afetam a trabalhabilidade, mais apropriado estudar os
fatores que afetam a consistncia e a coeso da mistura. Pode-se controlar a consistncia e/ou
coeso da mistura pela quantidade de gua, o teor de cimento, a granulometria e forma dos
agregados (alm de outras caractersticas fsicas), aditivos e ainda outros fatores que afetam a
perda de abatimento:
-
Consumo de gua
Conforme a norma ACI 211.1, citada por MEHTA E MONTEIRO (1994), para uma dada
dimenso mxima do agregado grado, a consistncia do concreto funo direta da quantidade
de gua na mistura, isto , dentro de certos limites independente de outros fatores, tais como:
granulometria e teor de cimento.
Misturas de concreto muito fluidas tendem a segregar e exsudar, afetando
desfavoravelmente o acabamento. Misturas muito secas podem ser difceis de lanar e adensar, e
o agregado grado pode segregar no ato do lanamento.
Consumo de cimento
Concretos com consumo de cimento muito baixo tendem a produzir misturas speras e
de acabamento precrio. Por outro lado, concretos com proporo de cimento
muito alta, apresentam excelente coeso, mas tendem a ser viscosos.
Caractersticas dos agregados
Dados experimentais j comprovaram que o tamanho do agregado grado influencia na
quantidade de gua necessria para uma determinada consistncia. Areias muito finas ou
angulosas necessitaro de maior quantidade de gua para uma dada consistncia. Areias com
essas caractersticas produziro misturas speras e pouco trabalhveis com quantidades de gua
adequadas para areias mais grossas ou de gros arredondados.
Aditivos
O ar incorporado melhora a consistncia do concreto, pois aumenta o volume de pasta.
Tambm aumenta a coeso da mistura, com a reduo da exsudao e da segregao.
Em concretos massa, que possuem uma quantidade menor de cimento, a incorporao de ar
produz uma boa melhoria na consistncia e coeso. Aditivos pozolnicos tendem a aumentar a
coeso do concreto. Aditivos redutores de gua aumentam o abatimento. Alm destes fatores,
que so internos ao concreto, existem outros fatores externos que podem influenciar a
trabalhabilidade, a saber:
Tipos de mistura (manual ou mecnica);
Transporte e lanamento;
Adensamento;
Dimenses e armadura da pea executada;
Acabamento;
Ventilao;
Insolao;
-
Temperatura ambiente;
Ritmo e velocidade de concretagem;
Qualidade das formas etc.
2.3.2 - PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO
O conjunto de propriedades e caractersticas de um concreto o que o qualifica, devem
entretanto, serem consideradas em termos relativos, segundo a exigncia da obra a ser utilizado.
Por exemplo: a impermeabilidade de um concreto caracterstica essencial para concretos
utilizados em estruturas hidrulicas, no sendo to rigidamente exigida em concretos utilizados
em estruturas de edifcios residenciais, quando as exigncias fundamentais so deslocadas para
caractersticas mecnicas de resistncia e rigidez.
So propriedades do concreto endurecido: resistncia compresso, resistncia trao,
resistncia abraso, permeabilidade, porosidade, retrao, mdulo de deformao e
propriedades trmicas (DAFICO, 1987).
2.3.2.1 - RESISTNCIA AOS ESFOROS MECNICOS
a) RESISTNCIA COMPRESSO
O concreto um material por excelncia resistente compresso, e esta propriedade
serve como bom ndice para a sua qualidade. Dentre outros, a resistncia compresso do
concreto depende dos seguintes parmetros:
qualidade do aglomerante;
qualidade e composio dos agregados;
relao cimento/agregados;
relao gua/cimento;
eficincia da mistura, lanamento e adensamento;
cura;
idade.
Fatores que afetam a resistncia compresso
A resistncia do concreto s tenses aplicadas depende, alm do tipo de solicitao, da
combinao de vrios fatores que afetam os diferentes componentes estruturais do concreto. Tais
fatores incluem propriedades e propores dos materiais componentes, grau de adensamento e
condies de cura. Do ponto de vista da resistncia, a relao gua/cimento o fator mais
-
importante, pois, independentemente de outros fatores, ele afeta a porosidade da matriz pasta de
cimento e da zona de transio, entre a matriz e o agregado grado.
O primeiro passo para a obteno de um concreto com a resistncia especificada a
escolha de materiais adequados e a determinao das propores corretas desses materiais.
b) RESISTNCIA TRAO
A resistncia do concreto trao muito baixa em relao a sua resistncia
compresso, da ordem de 10 % desta. Os resultados de ensaios so dispersos e devem ser bem
analisados estatisticamente quando o projeto da estrutura necessitar desse dado. (DAFICO,1987).
c) RESISTNCIA ABRASO
A resistncia abraso uma caracterstica importante, por exemplo, nas superfcies
sujeitas a intensas manobras de veculos de carga. A destruio da estrutura do material se dar
quer por rompimento dos gros dos agregados, quer por seu arrancamento. A utilizao de
agregados maiores e mais duros diminui o desgaste. A melhor qualidade da pasta de cimento e
do acabamento superficial tambm diminui o desgaste.
De um modo geral, a resistncia abraso cresce proporcionalmente com a resistncia
compresso entre 20 e 40 MPa; com resistncias inferiores a 20 MPa o desgaste cresce
rapidamente. (BAUER, 1994).
2.3.2.2 - POROSIDADE E PERMEABILIDADE
O concreto um material poroso. A porosidade est presente na pasta e na regio de
contato entre a pasta e o agregado. Os vazios presentes so de origem diversa: excesso de gua
na mistura, diminuio do volume absoluto pela hidratao do cimento, ar arrastado na operao
de mistura, etc.
O volume de poros do concreto pode ser determinado por meio de ensaios experimentais
atravs de suas densidades real e aparente.
Como j foi mencionado anteriormente, o concreto um material poroso, como seus
vazios so geralmente interligados, o concreto geralmente permevel aos lquidos e gases.
A importncia do conhecimento do grau de permeabilidade do concreto no somente
quando do seu uso em obras hidrulicas, mas pelo fato de que sua durabilidade pode ser
ameaada pela entrada de agentes agressivos.
A permeabilidade do concreto gua e a outros lquidos se exprime pela quantidade de
lquido que atravessa uma superfcie unitria, numa espessura unitria, sob presso unitria e
durante a unidade de tempo (1 / m2 . h) (BAUER, 1994)
-
2.3.2.3 - ESTABILIDADE DIMENSIONAL
O concreto apresenta deformaes quando sob cargas e deformaes de retrao na
secagem e no resfriamento.
Estas deformaes podem ser elsticas ou inelsticas. Quando o concreto apresenta uma
deformao associada ao resfriamento, ele est sofrendo uma contrao trmica. Se a
deformao est associada a uma retrao por perda de umidade, ela uma retrao por
secagem.
a) RETRAO POR SECAGEM
A retrao por secagem est relacionada principalmente a remoo da gua adsorvida.
Esta remoo pode se dar quando a pasta endurecida submetida esforos de tenso constante
e depende da intensidade e durao da tenso aplicada.
Por outro lado a pasta de cimento saturada quando submetida a umidade
ambiental abaixo da saturao sofre retrao. Em ambos os casos h perda da gua fisicamente
adsorvida do C S H.
A fluncia do concreto o aumento gradual da deformao ao longo do tempo, sob um
certo nvel de tenso constante. A diminuio gradual de tenso ao longo do tempo, sob um certo
nvel de deformao constante a relaxao. A fluncia bsica aquela que decorre de uma
aplicao de uma tenso constante, a uma umidade relativa 100%. A fluncia por secagem
ocorre se a pea alm de estar sob carga, tambm est secando. Tanto a retrao por secagem
quanto a fluncia so constitudas de parte reversvel e parte irreversvel.
A retrao por secagem e a fluncia esto intimamente relacionadas com os materiais,
dosagens utilizadas, relao gua/cimento, uso de adies ou aditivos, tempo, umidade,
geometria da pea, condies de cura e temperatura.
A fluncia tanto maior quanto maior for a tenso aplicada.
b) CONTRAO TRMICA
A deformao associada mudana de temperatura depende do coeficiente de dilatao
trmica do material e da intensidade da variao de temperatura. Em estruturas de grande porte o
calor produzido pela hidratao do cimento produz um grande aumento na temperatura do
concreto. O resfriamento subsequente at a temperatura ambiente pode provocar o fissuramento
do concreto, j que ao aumentar sua temperatura o mesmo expandiu e ao esfriar se contrai.
Dependendo da intensidade das restries a esta retrao, do mdulo de deformao e da
-
relaxao devida fluncia, as tenses de trao resultantes podem provocar fissurao da pea.
Os fatores que afetam as tenses trmicas so o grau de restrio e a variao de temperatura.
O controle da temperatura de lanamento uma das melhores maneiras de evitar
fissuras trmicas no concreto. O uso de cimentos mais grossos ou com baixos teores de C3A e
C3S diminui os calores de hidratao dos concretos.
A importncia principal das deformaes causadas por tenses aplicadas, por efeitos
trmicos e relacionados umidade no concreto se as mesmas separada ou conjuntamente vo
levar sua fissurao. A grandeza da deformao por retrao um dos fatores que podero
levar o concreto fissurao. Os outros sero o mdulo de deformao, a fluncia e a resistncia
trao. Para que o concreto possa sofrer grandes deformaes sem fissurar preciso que tenha
um alto grau de extensibilidade.
c) MDULO DE DEFORMAO
As caractersticas elsticas de um material so uma medida de sua rigidez. Apesar do
comportamento no linear do concreto, necessria uma estimativa do mdulo de deformao
para determinar as tenses induzidas pelas deformaes associadas aos efeitos ambientais, para
calcular as tenses de projeto sob carga e momentos de deformaes em estruturas complicadas.
O mdulo de deformao a relao entre a tenso aplicada e a deformao instantnea
dentro de um limite proporcional adotado. Ao se determinar o mdulo de deformao, so
consideradas apenas as deformaes elsticas, ou seja, as deformaes que aparecem e
desaparecem completamente no carregamento e no descarregamento, respectivamente.
Apesar de a pasta de cimento hidratado e os agregados apresentarem propriedades
elsticas lineares, o concreto no apresenta. Devido no linearidade da relao tenso-
deformao do concreto, o mdulo de deformao no constante, dependendo do nvel de
tenso em que avaliado e da maneira como a mesma aplicada. Assim, o mdulo de
deformao flexo determinado pelo ensaio de flexo em uma viga carregada.
O mdulo dinmico de deformao dado pelo mdulo tangente inicial e corresponde a
uma deformao instantnea muito pequena. o mdulo da tangente para uma reta traada desde
a origem.
O mdulo de deformao esttico pode ser calculado por trs mtodos:
Mdulo tangente dado pela declividade de uma reta tangente curva em qualquer ponto
da mesma.
-
Mdulo secante dado pela declividade de uma reta traada da origem a um ponto da
curva que corresponde a 40 por cento da tenso de ruptura.
Mdulo corda dado pela declividade de uma reta traada entre dois pontos da curva
tenso-deformao.
A Figura 2.5 mostra a caracterizao do mdulo de deformao dinmico (mdulo tangente
inicial), do mdulo tangente e do mdulo secante.
FIGURA 2.5 Caracterizao dos mdulos de deformao (NBR 8522)
A metodologia de ensaio para determinao do mdulo de deformao do concreto
tratada pela NBR 8522.
Os valores dos mdulos de deformao usados nos clculos para projeto de concreto so
normalmente estimados partir de expresses empricas, que pressupem uma relao de
dependncia direta entre ele, a resistncia e a densidade do concreto. Na verdade sabe-se que
esses valores devem ser tratados como aproximaes.
Independente das dosagens ou do tempo de cura, os corpos-de-prova de concreto,
testados em condies midas apresentam um mdulo de deformao cerca de 15 % maior que
os corpos-de-prova correspondentes testados em condies secas.
O que ocorre que a secagem do concreto aumenta a microfissurao da zona de
transio afetando o comportamento tenso-deformao. Alm disso em uma pasta saturada de
cimento, a gua adsorvida ao C-S-H capaz de suportar carga, portanto sua presena contribui
para o mdulo de deformao. Assim, por se tratar de um material heterogneo vrios fatores
afetam o mdulo de deformao do concreto.
-
A Figura 2.6 mostra estes fatores.
FIGURA 2.6 Parmetros que exercem influncia sobre o mdulo de deformao do concreto
(MEHTA E MONTEIRO, 1994).
O aparecimento e o grau de no-linearidade na curva tenso-deformao depender da
taxa de aplicao de carga. A um dado nvel de tenso, a taxa de propagao das fissuras e o
mdulo de deformao so dependentes da taxa que a carga aplicada. Sob carga instantnea,
somente uma pequena deformao pode ocorrer antes da fissura. Na faixa de tempo necessria
para, testar as amostras, a deformao aumentada de 15 a 20 por cento e, portanto, o mdulo de
deformao diminui na mesma proporo. Para taxas de carregamento muito lentas, as
deformaes elsticas e de fluncia sero superpostas, baixando ainda mais o mdulo de
deformao.
2.3.2.4 - DURABILIDADE
O interesse pela durabilidade do concreto tem crescido de maneira acentuada,
por parte dos calculistas, proprietrios e pelos construtores. A durabilidade do concreto de
cimento Portland a sua capacidade de resistir ao das intempries, ataques qumicos, abraso
ou qualquer outro processo de deteriorao Assim, um concreto durvel deve conservar a sua
forma, qualidade e capacidade de utilizao quando exposto ao seu meio ambiente. Quando o
mesmo se tornar inseguro ou antieconmico, significa que sua vida til chegou ao fim. Portanto
ao se projetar uma estrutura de concreto h necessidade de se considerar suas propriedades
mecnicas, o custo e a durabilidade.
-
As causas principais da deteriorao so de naturezas fsicas e qumicas. As causas fsicas
da deteriorao do concreto so apresentadas na Figura 2.7.
FIGURA 2.7 Causas fsicas da deteriorao do concreto (MEHTA E
MONTEIRO,1994)
CAUSAS FSICAS DA DETERIORAO DO CONCRETO
Desgaste da superfcie Fissurao
Abraso Eroso Cavitao
Mudanas de Volume Devidas a: 1. Gradientes normais de temperatura
e umidade. 2. Presso de cristalizao de sais nos poros.
Carga Estrutural: 1. Sobrecarga e
impacto 2. Carga cclica
Exposio a Extremos de Temperatura: 1. Ao do gelo-
degelo 2. Fogo
-
As causas qumicas da deteriorao do concreto so apresentadas na Figura 2.8.
FIGURA 2.8 Tipos de reaes qumicas responsveis pela deteriorao do concreto. (MEHTA
e GERWICK, citados por MEHTA e MONTEIRO, 1994).
Esta classificao das causas de deteriorao do concreto em fsicas e qumicas
arbitrria e, na prtica, freqentemente se sobrepem. Por exemplo, o desgaste superficial e a
fissurao aumentam a permeabilidade do concreto, que pode se tornar causa de processos de
deteriorao qumica. Da mesma forma, a lixiviao dos componentes da pasta de cimento
endurecida, por gua ou fludos, aumentar a porosidade do concreto, tornando-o mais
vulnervel abraso e eroso.
DETERIORAO DO CONCRETO POR REAES QUMICAS
Reaces de troca entre um fluido agressivo e
componentes da pasta de cimento endurecida
Reaes envolvento hidrlise e lixiviao dos componentes da pasta de
cimento endurecida.
Reaes envolvendo formao de
produtos expansivos
Perda de alcalinidade
Remoo de ons Ca++
como produtos
insolveis no expansivos
Aumento na porosidade e
permeabilidade
Reaes de substituio do
Ca++ no C-S-H
Remoo de ons de Ca++
como produtos solveis
Aumento nas tenses internas
Aumento no processo de deteriorao
Perda de resistncia e
rigidez
Fissurao, lanamento e pipocamento
Deformao Perda de massa
-
a) A DETERIORAO POR CAUSAS FSICAS
Mehta e Gerwick, citados por MEHTA e MONTEIRO, 1994, agruparam as causas fsicas
da deteriorao do concreto em duas categorias: desgaste superficial ou perda de massa devido
abraso, eroso e cavitao; e fissurao devida a gradientes normais de temperatura e umidade,
presso de cristalizao dos sais nos poros, carregamento estrutural e exposio a extremos de
temperatura tais como congelamento ou fogo.
A gua o fator principal no comprometimento da durabilidade do concreto, j que a
causa de muitos processos fsicos e qumicos de degradao. Assim a taxa de deteriorao vai
depender da permeabilidade do concreto e de seus componentes, saber, da pasta de cimento e
dos agregados. A permeabilidade do concreto gua depende principalmente da relao
gua/cimento, que determina o tamanho, volume e continuidade dos espaos capilares; e da
dimenso mxima do agregado, que influencia as microfissuras da zona de transio entre o
agregado grado e a zona de transio.
A deteriorao por desgaste superficial se refere ao atrito seco (abraso), ao abrasiva
de fludos contendo partculas slidas em suspenso (eroso) e a perda de massa pela ruptura
devida mudana de direo de fluxos de gua em grande velocidade (cavitao).
Para se preservar o concreto de condies severas de eroso e abraso deve-se usar
agregados de alta dureza, o concreto deve ser de alta resistncia compresso (30 a 40 MPa), a
cura deve ser esmerada antes da exposio ao agente agressivo, e ainda, cuidar para que o
concreto no forme nata na superfcie (deixar o desempeno para depois que o concreto perder a
gua de exsudao superficial).
Com relao cavitao, a melhor soluo no combate mesma consiste em remover
suas causas, tais como desalinhamento de superfcies ou mudanas bruscas de declividade. Com
relao fissurao por mudanas de volume h que se destacar a ao fsica da cristalizao dos
sulfatos nos poros, provocando tenses em decorrncia das presses dos sais.
A fissurao por gelo-degelo se d devido ao aumento de volume que decorre do
congelamento da gua, que gera presso hidrulica suficiente para provocar danos ao mesmo, os
quais podem se manifestar sob a forma de fissuras ou descascamento. As presses devido
cristalizao dos sulfatos e ao gelo-degelo decorrem de aumentos de volume que submetem o
concreto a esforos de trao, para os quais o mesmo no apresenta resistncias significativas.
A capacidade do concreto de resistir ao do congelamento depende das caractersticas
da pasta de cimento e do agregado.
-
A incorporao de ar cria fronteiras de escape que, se bem distribudas, ajudam no alvio
das tenses. Relaes gua/cimento baixas produzem concretos resistentes ao congelamento, j
que produzem capilares menores e em menor quantidade e ter menos gua congelvel e assim
produziro menos presso.
O grau de saturao do concreto tem grande importncia na determinao de sua
resistncia fissurao ou ao lascamento. Abaixo de determinado grau de saturao o concreto
no sofre danos pelo congelamento.
A permeabilidade do concreto tambm um elemento importante na ao do
congelamento j que contribui para o controle da presso hidrulica.
b) DETERIORAO POR CAUSAS QUMICAS
Retornando Figura 2.8 que procura dar maior clareza s causas qumicas da
deteriorao dos concretos, verifica-se que as mesmas foram divididas em trs subgrupos para
melhor anlise.
Formao de produtos expansivos:
As reaes que propiciam a formao dos produtos expansivos no concreto endurecido,
do origem ao aparecimento de tenses internas que podem provocar ocluso de juntas de
dilatao, deformao da estrutura, fissurao, lascamento e pipocamento. Os fenmenos
associados com reaes qumicas expansivas so o ataque por sulfato, ataque alcali-agregado,
hidratao retardada de CaO e MgO livres e corroso da armadura.
O ataque por sulfato pode se manifestar na forma de expanso do concreto que, se
fissurar, aumenta a sua permeabilidade permitindo maior fluxo de gua ou outros meios
agressivos, acelerando o processo de deteriorao. O ataque por sulfato pode provocar tambm a
perda de resistncia e de massa devido a diminuio da coeso dos produtos de hidratao do
cimento. O controle do ataque por sulfatos conseguido principalmente, executando-se um
concreto, de baixa permeabilidade, com espessuras bem dimensionadas, alto consumo de
cimento, baixa relao gua/cimento, cura esmerada e uso de cimentos resistentes a sulfatos.
No caso da reao lcali-agregado, as matrias primas usadas na fabricao do cimento
Portland so responsveis pelo aparecimento de lcalis no mesmo. Combinaes de cimentos de
alta alcalinidade e agregados reativos aos mesmos, provocam reaes lcali-agregados, que
propiciam grandes expanses nas peas de concreto. Os cimentos de alta alcalinidade so os que
possuem mais de 0,6% de Na2O equivalente. Os granitos, gnaisses, xistos, arenitos e basaltos so
considerados minerais no reativos e, portanto do origem agregados no reativos. O emprego
de materiais pozolnicos ou de escria de alto forno inibem as reaes lcali-agregados. No
-
preparo do concreto deve-se evitar adio de ons alcalinos de outras fontes (aditivos) e
agregados contaminados com sais, como medidas preventivas das reaes lcali-agregados.
A hidratao retardada de CaO e MgO livres tambm constitui reaes
qumicas que do origem a produtos expansivos causadores de tenses que podem provocar
danos ao concreto.
A deteriorao do concreto contendo metais embutidos (eletrodutos, canos, armadura), se
d pela combinao de mais de uma causa, no entanto a corroso do metal sempre uma delas.
A corroso da armadura provoca a expanso, fissurao e o lascamento do cobrimento da
mesma. Alm disso pode ocorrer a perda de aderncia entre o concreto e o ao e a reduo da
rea de seo da armadura que pode provocar o colapso da estrutura.
A gua, o oxignio e os ons cloreto desempenham papel fundamental na corroso das
armaduras. Assim fica evidente que o controle desta corroso passa pelo controle da
permeabilidade do concreto, do uso de cimento adequado, e do uso de adies.
O uso de recobrimentos maiores tambm contribui substancialmente para a proteo das
armaduras contra a corroso.
Hidrlise e lixiviao:
As guas da condensao de neblina e vapor, as guas da chuva ou da fuso de neve ou
gelo podem conter pouco ou nenhum on de clcio e quando entram em contato com a pasta de
cimento Portland tendem a dissolver os produtos, contendo clcio. No caso de gua corrente ou
infiltrao sob presso, a hidrlise da pasta de cimento no interrompe ao atingir o equilbrio
qumico e continua at que a maior parte do hidrxido de clcio retirada por lixiviao, que
acabam por expor outros constituintes cimentcios decomposio qumica.
Alm de perda de resistncia a lixiviao do hidrxido de clcio provoca o aparecimento
de eflorescncias, que uma conseqncia de efeito esttico indesejvel.
Reaes por trocas de ctions:
Estas reaes se referem a trocas inicas entre fludos agressivos a pasta de cimento,
dando causa a aes deletreas j que provocam o aumento da porosidade e da permeabilidade
do concreto e, por conseqncia, a perda de alcalinidade, perda de massa, aumento da
deteriorao e a perda de resistncia e rigidez. As trs reaes que podem ocorrer so a formao
de sais solveis de clcio, formao de sais de clcio insolveis e no expansivos e o ataque
qumico por sais magnsio.
-
3 - PARTE EXPERIMENTAL
A parte experimental da presente monografia foi dividida em cinco partes:
Caracterizao dos agregados (3.1);
Definio dos traos (3.2);
Confeco dos corpos-de-prova (3.3);
Realizao e apresentao dos resultados dos ensaios de resistncia compresso e
mdulo de deformao (3.4);
Anlise dos resultados (3.5).
3.1 - CARACTERIZAO DOS AGREGADOS
Foram utilizados para este estudo brita de granito e areia natural, com as caractersticas
mostradas na Tabela 3.1.
TABELA 3.1 - Caractersticas dos agregados
AGREGADOS
CARACTERSTICAS AREIA NATURAL BRITA
Massa unitria (kg/dm3) NBR 07251 1.52 1.42
Massa especfica (kg/dm3) NBR 09776 2.62 2.66
Mdulo de finura NBR 07217 2.18 6.90
Tamanho mximo (mm) NBR 07217 4.8 19
3.2 - DEFINIO DOS TRAOS
Na definio dos traos foram estabelecidos os seguintes parmetros:
Relaes gua/cimento: 0,45; 0,50; 0,55; 0,60 e 0,65;
Abatimento (slump test): 7 1 cm.
De acordo com as relaes gua/cimento e abatimentos estipulados, foram encontrados os
seguintes traos de concreto (em massa):
Trao 1 - 1,00 : 1,16 : 2,10 : 0,45
Trao 2 - 1,00 : 1,40 : 2,32 : 0,50
Trao 3 - 1,00 : 1,66 : 2,52 : 0,55
Trao 4 - 1,00 : 1,84 : 2,79 : 0,60
Trao 5 - 1,00 : 2,02 : 3,08 : 0,65
Os consumos de cimento por metro cbico de concreto, para os traos definidos, so
mostrados na Tabela 3.2.
-
TABELA 3.2 - Consumo de cimento por metro cbico de concreto.
TRAOS CONSUMOS (kg/m3)
1 489
2 440
3 400
4 367
5 338
3.3 - CONFECO DOS CORPOS-DE-PROVA
Foram moldados 50 corpos-de-prova de 150 x 300 (mm), sendo 10 unidades para cada
relao gua/cimento. A moldagem dos corpos-de-prova foi executada de acordo com a NBR-
5738.
3.4 - REALIZAO DE ENSAIOS E APRESENTAO DOS RESULTADOS
Os ensaios de resistncia compresso e de determinao dos mdulos de deformao
foram executados de acordo com as normas, NBR 5739 e NBR- 8522, nas idades de 3, 7, 14, 28,
e 56 dias.
Nos ensaios de determinao do mdulo de deformao foi utilizado o Plano de Carga III
(NBR-8522) e calculado o Mdulo de Deformao.
Os resultados obtidos esto mostrados nas Tabelas 3.3 e 3.4 e nas
Figuras 3.1 3.18.
TABELA 3.3 - Resistncias compresso (MPa) nas diversas idades e nas diferentes relaes a/c
RELAES IDADE (dias)
A/c 03 07 14 28 56
0,45 25,1 30,6 34,5 35,9 41,0
0,50 21,3 26,9 28,6 34,5 35,4
0,55 19,1 24,9 26,0 30,0 31,3
0,60 16,7 20,9 23,8 26,0 27,6
0,65 13,6 17,0 19,0 20,7 23,5
-
TABELA 3.4 - Mdulos de Deformao (GPa) nas
diversas idades e nas diferentes relaes a/c
RELAES IDADE (dias)
A/c 03 07 14 28 56
0,45 14,2 16,8 21,8 20,6 26,9
0,50 13,2 15,4 18,1 19,3 21,8
0,55 12,8 15,5 17,6 18,2 19,2
0,60 12,0 14,8 17,0 18,3 19,2
0,65 8,1 13,4 16,0 16,8 16,5
FIGURA 3.1 Resistncias Compresso (MPa) aos 3 dias de idade, com diferentes relaes a/c.
FIGURA 3.2 Resistncias Compresso (MPa) aos 7 dias de idade, com diferentes relaes a/c.
-
FIGURA 3.3 Resistncias Compresso (MPa) aos 14 dias de idade, com diferentes
relaes a/c. FIGURA 3.4 Resistncias Compresso (MPa) aos 28 dias de idade, com diferentes
FIGURA 3.5 Resistncias Compresso (MPa) aos 56 dias de idade, com diferentes relaes a/c.
-
FIGURA 3.6 Resistncias Compresso (MPa) nas diversas idades e com diferentes relaes a/c.
FIGURA 3.7 Mdulos de Deformao (GPa) aos 3 dias de idade, com diferentes relaes a/c.
-
FIGURA 3.8 Mdulos de Deformao (GPa) aos 7 dias de idade, com diferentes relaes a/c.
FIGURA 3.9 - Mdulos de Deformao (GPa) aos 14 dias de idade, com diferentes relaes a/c.
-
FIGURA 3.10 - Mdulos de Deformao (GPa) aos 28 dias de idade, nas diferentes
relaes a/c.
FIGURA 3.11 - Mdulos de Deformao (GPa) aos 56 dias de idade, com diferentes relaes a/c.
-
FIGURA 3.12 Mdulos de Deformao (GPa) nas diversas idades e com diferentes
relaes a/c.
FIGURA 3.13 Resistncias Compresso (MPa) e Mdulos de Deformao (GPa), aos 3 dias de idade e com diferentes relaes a/c.
0
5
10
15
20
25
30
35
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
relao a/c
resi
stn
cias
(MP
a) e
md
ulos
de
defo
rma
o (G
Pa)
resistncia (MPa)
md. de def. (GPa)
-
FIGURA 3.14 Resistncias Compresso (MPa) e Mdulos de Deformao (GPa), aos 7 dias de idade e com diferentes relaes a/c.
FIGURA 3.15 Resistncias Compresso (MPa) e Mdulos de Deformao (GPa), aos 14 dias de idade e com diferentes relaes a/c.
0
5
10
15
20
25
30
35
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
relao a/c
resi
stn
cias
(MP
a) e
md
ulos
de
defo
rma
o (G
Pa) resistncia (MPa)
md. de def. (GPa)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
relao a/c
resi
stn
cias
(MPa
) e m
dul
os d
e de
form
ao
(GPa
)
resistncia (MPa)
md. de def. (GPa)
-
FIGURA 3.16 Resistncias Compresso (MPa) e Mdulos de Deformao (GPa), aos 28 dias de idade com diferentes relaes a/c.
FIGURA 3.17 Resistncias Compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa), aos 56 dias de idade e com diferentes relaes a/c.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
relao a/c
resi
stn
cias
(MP
a) e
md
ulos
de
defo
rma
o (G
Pa)
resistncia (MPa)
md. de def. (GPa)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
relao a/c
resi
stn
cias
(M
Pa)
e m
dul
os d
e de
form
ao
(G
Pa)
resistncia (MPa)
md. de def. (GPa)
-
FIGURA 3.18 Resistncias Compresso (MPa) e Mdulos de deformao (GPa), Nas diversas idades e com diferentes relaes a/c.
3.5 ANLISE DOS RESULTADOS
Os procedimentos adotados neste estudo foram no sentido de determinar o mdulo de
deformao esttico, tendo sido os corpos-de-prova submetidos a carregamento de compresso
uniaxial. Assim obteve-se a medida das deformaes instantneas e ao se relaciona-las s tenses
aplicadas obteve-se o mdulo de deformao.
Analisando a Fig. 3.19 verifica-se um crescimento das resistncias compresso com o
aumento das idades e ainda um decrscimo, medida que se aumenta a relao gua/cimento.
-
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
relao a/c
resi
stn
cias
(M
Pa) 3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
56 dias
FIGURA 3.19 Resistncias compresso (MPa) nas diversas idades e com diferentes relaes a/c.
A Fig. 3.20 mostra o crescimento do mdulo de deformao com o aumento das idades,
mais acentuadamente nas relaes gua/cimento menores. Nas relaes a/c maiores nota-se um
crescimento menor, nas maiores idades, na mesma relao gua/cimento.
0
5
10
15
20
25
30
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
relao a/c
md
ulo
s d
e d
efor
ma
o (
GP
a)
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
56 dias
FIGURA 3.20 Mdulos de deformao (GPa) nas diversas idades e com diferentes
relaes a/c.
-
Pela anlise das figuras que relacionam resistncias compresso e mdulos de
deformao (Fig. 3.13, 3.14, 3.15, 3.16 e 3.17) verifica-se que medida que a resistncia
compresso diminui, o mdulo de deformao tambm diminui, com o aumento das relaes a/c,
embora em termos percentuais a diminuio seja menos acentuada.
A Fig. 3.21 relaciona as resistncias compresso com os mdulos de deformao
nas diversas idades e diferentes relaes gua/cimento. Avaliando os resultados mostrados pode-
se visualizar de maneira global as consideraes feitas anteriormente.
-
i
0
5
1 0
1 5
2 0
2 5
3 0
3 5
4 0
4 5
0 , 4 5 0 , 5 0 0 , 5 5 0 , 6 0 0 , 6 5
r e l a o a / c
resi
stn
cias
(M
Pa)
e m
dul
os (
GP
a)
r e s . 3 d i a s
m o d . 3 d i a s
r e s . 7 d i a s
m o d . 7 d i a s
r e s . 1 4 d i a s
m o d . 1 4 d i a s
r e s . 2 8 d i a s
m o d . 2 8 d i a s
r e s . 5 6 d i a s
m o d . 5 6 d i a s
FIGURA 3.21 Resistncias (MPa) e Mdulos de deformao (GPa), nas diversas idades e nas diferentes relaes a/c.
-
56
4 - CONSIDERAES FINAIS
Os valores dos mdulos de deformaes usados nos clculos para projetos de
estruturas de concreto, so estimados partir de expresses empricas, que pressupem
dependncia direta entre os mesmos e a resistncia e densidade do concreto. Este pressuposto
faz sentido j que o comportamento tenso-deformao do agregado, da matriz da pasta de
cimento e da zona de transio, so determinados por suas resistncias individuais, que por
sua vez esto relacionados resistncia final do concreto(MEHTA e MONTEIRO,1994).
Neste trabalho, para as resistncias compresso obteve -se um comportamento
bastante homogneo quanto ao crescimento das mesmas em relao s idades, podendo assim
fazer uma projeo da sua evoluo com a idade. Para os mdulos de deformao tm-se
valores menos homogneos, mas que, mesmo assim, permitem
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