XVI SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS

BELO HORIZONTE - 1985

BARRAGEM DE ACAUA

OTIMIZASAO DO PROJETO COM 0 EPPREGO DO CONCRETO COMPACTADO - RCC

- TENA I

LUIZ HERNANI DE CARVALHO

ENG° DE BARRAGENS DO DEPARTAMENTO

NACIONAL DE OBRAS CONTRA AS SECAS

- MINTER -

SEVERINO REZENDE FILHO

ENG° DA ICOPLAN

FRANCISCO G. HOLANDA

ENG° CONSULTOR DA ICOPLAN

33

1. INFORMAcOES GERAIS, HISTORICO E PREMISSAS BASICAS

QUE 02IGINARAM 0 PROJETO DA BARRAGEM DE ACAUA

1.1 LOCALIZACAO DA OBRA

A barragem de Acaua localiza-se a cerca de 1 km, a jusante do

povoado de Pedro Velho no MunicTpio de Aroeiras, no Estado da Paraiba, sobre

o rio Paraiba que serve de divisa entre os municipios de Natuba e Aroeiras.

Posiciona-se a SE da cidade de Campina Grande, distando desta, em linha reta,

48 km e a 88 km, em linha reta, de Joao Pessoa.

1.2 CARACTERISTICAS FTSICAS DA BACIA HIDROLOGICA

1.2.1 Relevo

A bacia hidrol6gica da barragem de Acaua esta situada entre ca

deias de serras pertencentes ao Planalto da Borborema, situado nos limites

entre os estados da Paraiba e Pernambuco. Na area de influe-ncia sobre a bar

ragem, os relevos variam de 100 a 250 m acima do nTvel do mar.

Bastante acidentada, a bacia hidrografica se apresenta corn acli

ves e declives, tomando o aspecto de um grande U, no qual o Vale varia, na

sua parte inferior de 100 a 150 m de largura.

1.2.2 Hidrografia

A rede hidrografica e comandada pelo Rio Paraiba e seus afluen

tes que se estendem sempre para a margem esquerda, uma vez que pela margem

direita aproxima-se a Serra, tornando os cursos d'agua bastante reduzidos.

1.2.3 Geologia do Eixo Barravel

0 eixo da barragem de Acaua esta assentado inteiramente sobre um

complexo migmatTtico com ocorrencias de micaxistos e granitos.

Pela ombreira esquerda ha predominancia do granito sobre o migma

tito, ocorrendo esta situagao ate o centro do Vale.

Na ombreira direita o migmativo predomina com eventuais ocorren

cias de granito e algumas intrusoes de micaxisto. A resiste-ncia da rocha ao

intemperismo revela-se ao longo do eixo barravel, onde a ocorre-ncia de solo

residual somente se apresenta com espessuras mais expressivas a partir da co

to 150,00 enquanto na ombreira direita, em cerca de 95% do eixo, aflora a ro

cha.

35

No Vale, o cristalino encontra-se coberto por um manto aluvionar,

constituido de areia grossa a fina, contendo blocos e matacoes, dispostos de

modo erratico . A espessura maxima do aluviao chega aos 4,00 m.

Uma observaca o da estrutura geol6gica , no Boqueirao , indica que

houve mail de um ciclo tectonico atuando na rocha do eixo barravel, dando, em

consegUencia uma serie de fraturas de cisalhamentos e falhamentos direcio

nais. Identificam - se algumas fraturas secundarias , bem menos intensas na om

breira esquerda.

No ha evidencias de que ocorreram recentes escorregamentos nas

encostas , embora estas sejam potencialmente instaveis , face as fortes decli

vidades observadas. Contudo, a pequena cobertura da rocha e as pequenas e

esporadicas acumulacoes de coluvios e desprovimento quase que total de "ta

lus" na regiao, favorece as condicoes de estabilidade das encostas.Atrav6s de sondagens feitas no eixo barravel quando dos estudos

preliminares, identificou-se junto a ombreira direita uma intensidade na

xistosidade dos epibolitos aliado a um fraturamento mais acentuado. Contudo,

logo a -2 , 00 m, a rocha se apresenta em bom estado , enquanto que as fraturas

se aprofundam ate -5 , 00 m a -6 ,00 m, diminuindo com a profundidade ate os

-10,00 m, quando ha poucas ocorrencias. As fraturas sao quase sempre fecha

das tondo por oreenchimento o carbonato de calcio.

Uma falha observada no eixo, pr6ximo a ombreira direita e coinci

dente com a direcio do leito do rio, merecera atencoes especiais quando d3 in

tensificagao geotecnol6gica do Boqueirao.

1.3 HISTORICO DA OBRA

A bacia hidrografica do Rio ParaTba vem sendo estudada ha mais

de 40 anon , quando se vislumbrou seu aproveitamento atraves da construcao de

varias barragens , notadamente nos seus tergos medio e inferior.

A primeira grande barragem implantada na bacia foi a barragern E

pitacio Pessoa, construfda no giiinquenio 1952-1956, controlando uma bacia de

captagaao de cerca de 12.380 km2 , permitindo , enta`o, o abastecimento d'agua

da cid3de de Campina Grande.

Com uma descarga regularizada de 2,5 m3 / s, estava mantida a pere

nizacao do rio, atraves de uma descarga de 1,0 M3/s.

Estudos levados a cabo pelo DNOCS, em 1968, detectavarn areas pas

sTveis de irrigagao compostas de aluvioes , com cerca de 7.500 ha, ale-m da

existencia de cerca de 20.000 ha de solos de tabuleiros , da Formacao Barrei

ras .

Ap6s a cheia de 1974, quando em bacia vizinha , enchentes provoca

ram inundagoes com incalcul5veis prejufzos a cidade de Recife, o Governo Fe

36

deral determinou a execucao de medidas que evitassem danos catastroficos so

bre as cidades de Joao Pessoa e Cabedelo, alem das cidades de Itabaiana,Cruz

do Espirito Santo, Santa Rita e Bayeux, construindo-se unia barragem de con

tengao de cheias no rio Paraiba, a exemplo do que se fizera no rio Capibari

be, para a defesa de Recife. Para tanto, deveria tomar-se por base os estu

dos ja existentes no DNOCS, optando-se pela construcao da barragem de Acaua.

Na epoca, sendo a contencao de cheia o enfoque principal, a bar

ragem de Acaua, situada a 89 km a jusante da barragem de Epitacio Pessoa,com

uma capacidade de 216 x 106 m3,deveria amortecer a maior cheia ja registra

da, no ano de 1977, de cerca de 1.200 ni3/s liberando 600 m3/s.

1.4 CARACTERISTICAS PRINCIPAIS DA BARRAGEM

A barragem foi projetada em concreto conventional com as sequin

tes caracteristicas:

Tipo: gravidade

Altura maxima: 64,00 m

Comprimento do coroamento: 475,00 m

Volume de rocha escavada: 1.206 x 10' m'

Volume total de concreto nas obras: 356 x 10' m'

Volume de acumulacao: 216 x 106 m3

Finalidade contengao de cheias

1.5 OTIMIZAQAO DO PROJETJ COM 0 EMPREGO DO CONCRETO COMPACTADO - RCC

A ideia da mudanga do projeto se deu com a conclusao da barragem

de Willow Creek, em Hepner, Oregon, quando o Army Corps, atraves seu Consul

tor, o Eng9 Schrader, declarava em artigo tecnico que o custo medio do con

.creto compactado naquela obra era de USS 18,93 por jarda cubica, enquanto o

concreto conventional custaria USS 65,00, portanto uma economia de cerca de

70%.

Com base nestes informes, passou-se a uma analise do projeto co

mo inicialmente concebido, em concreto conventional, procurando-se, face aos

materiais existentes na regiao, notadamente o cimento pozolanico e a pozola

na em precos n1:o to vantajosos quanto o "fly-ash" de Willow Creek, uma com

paracao das solucoes entre o projeto existente e um projeto otimizado,da bar

ragem de Acaua em concreto compactado.

Dentre as parametros tomados para comparagzo,partiu-se da seguin

to premissa: Qual o tamanho da barragem que seria possTvel executar no eixo

selecionado para o projeto original, de modo que seu custo final ficasse no

37

SEcAO TIPICA DO PROJETO ORIGINAL

(1[O 0( R(r ( AQMC{A

f', n LA GRac iCA

38

entorno do custo do projeto initial, ja contratado?

Inicialmente verificou-se que a hidrologia e a topografia permi

tiam o aumento da altura e consegiuentemente da capacidade da barragem. Des

to forma, com o aumento desta, far-se-ia um baianCo entre a rocha escavada

na fundacao e sangradouros a ser utilizada no concreto compactado do macigo.

Com a implantagao do projeto otimizado, outros beneffcios indire

tos surgiram, tais como:

acumulagao de um volume d'agua maior, cerca de 395 x 106 m3, o que daria

margem a uma area de irrigagao maior, notadamente se a barragem passasse

de contengaao de cheias para acumulagao, vocaGao traditional das barragens

do Nordeste Brasileiro, em que as cheias sa`o de grande intensidade e de

curta duracao, no maximo 60 dial. Assim, a obra, que, na verdade, no po

deria se comprometer com a contencao de cheias no Vale, face ao seu peque

no volume de acumulagao, tomaria uma orientagao mais consentanea com a hi

drologia regional;

descarga regularizada oriunda do lago de acumulagao gerado, que adicionada

i descarga ja existente oriunda da Barragem Epitacio Pessoa, asseguraria

uma descarga maior para utilizacao no Vale;

. maior confiabilidade e melhor qualidade da agua para abastecimento das ci

dades ao longo do Vale.

Apos uma pesquisa de pregos na regiao, e, composigao de novos

pregos unitarios elaborados corn o de acordo da Contratada, chegou-se a uma

analise comparativa, em primeira aproximagao, conforme se segue:

Projeto Inicial em Concreto Conventional

Acumulagaao 216 x 106 m3

Valor das obras - a pregos de junho/35 Cr$ 437 x 109

Custo do m3 d'agua acumulada - a pregos de junho/85 Cr$ 2.023

Projeto Otimizado em Concreto Compactado

Acumulagao 395 x 106 nil

Valor das obras - a pregos de junho/85 CrS 453 x 109

Custo do m3 d'igua acumulada - a pregos de jun/85 Cr$ 1.146

2. DESCRI^AO DA SOLUCAO OTIMIZADA

2.1 CONCEPQAO DO MACI(y0

0 funcionamento hidraulico-estrutural da barragem sera o de uma

estrutura de membrana impermeavel de montante , estabilizada por macico de pe-

so em concreto compactado.

39

A estanqueidade sera satisfatoriamente assegurada coin a execu4ao

do paramento de montante com uma espessura de 80 cm de concreto convencional,

seguido de um segmento de aproximadamente 4 m de largura maxima, em que as

juntas horizontais, do concreto compactado, serao tratadas polo emprego de

uma camada de concreto convencional de ligagao, com 3 cm de espessura (bed

ding mix), entre as camadas sucessivas de concreto compactado que, por sua

vez, terao 30 cm de espessura.

Tanto a espessura do concreto conventional, como a extensao indi

cada para o tratamento das juntas poderao ser reduzidas nos nTveis superio

res da barragem, em fungao dos resultados do aterro experimental.

Foi considerado que no se deve empregar armagao no paraniento de

montante. Por sua vez, o concreto convencional a ser a1 utilizado devera

ser dosado para ter resistencia initial minima que assegure a fixacao das

formas e gradiente termico satisfatorio oara no apresentar trincas de retra

gao.

0 langamento do concreto conventional devera preceder o do con

creto compactado, de tal forma que a passagem do rolo vibratorio na borda de

contato entre as dois concretos, assegure interpenetragao dos mesmos. Para

isso o concreto conventional deve ser auto-adensavel.

A ligagao do concreto compactado com a fundacao em rocha e com

as estruturas de concreto embutidas em sua massa ficara assegurada por cama

da de 5 cm de concreto conventional de granulometria fina e muito plastico

(bedding mix). Este concreto sera langado simultaneamente coin a primeira ca

mada de concreto compactado.

As condigoes de estabilidade impostas ao macigo sao:

a) estabilidade absoluta ao tombamento, mesmo com os drenos apresentando efi

ciencia nula;

b) ause-ncia de tens'oes trativas;

c) solicitagao ao cizalhamento compativel com a resistencia disponTvel nas

juntas horizontais, considerando-se a velocidade lenta de execugao da o

bra e as parametros ja consagrados pelas obras executadas no exterior.

Adotou-se o talude de l(H)/10(V) para o paramento de montante,

em fungao da condigao de melhor estabilidade a esforgos parasitas decorren

tes de pequenos sismos, como seguranga adicional.

Para o paramento de jusante considerou-se aplicavel o angulo ver

tical no segmento superior de 8,0 m, e a relagao 0,80(H)/1,00(V) para o res

tante, por simples condicionamento construtivo decorrente do no emprego de

formas. Esta nova inclinagao verificou-se como aplicavel, inclusive em con

cretos com agregados no britados. Como resultado final, em sTntese, preva

leceu a segao representada em anexo, que apresenta uma largura de crista de

6 m.

40

A analise da estabilidade desta secao demonstrou o perfeito aten

di men to a todos os quesitos pre-estabeIecidos , tomando-se as densidades de

2,3 e 2 ,4 para o concreto. As;im, alem de totalmente estavel ao tomb amento

na situacao te6rica mais critica , a tensao trativa maxima calculada foi de

0,12 kg/cm', na secao mais critica, e 0,07 kg/ cm2, na funda-do, isto conside

rando - se a densidade minima do concreto. Adotando- se o angulo de atrito de

45°, entre as camadas de concreto compactado, foi possTvel obter coeficiente

de seguranca ao deslizamento satisfat6rio , mesmo para a menor densidade do

concreto considerada.

2.2 RESUMO DESCRITIVO

Desta forma a solucao final para a Barragem de Acaua ficou com

as caracteristicas abaixo sumarizadas:

Altura maxima acima da rocha de fundagao: 79,00 m

Cota de coroamento: 176,00 m

. Extensa`o da crista de coroamento, ao longo do eixo: 575,00 m

. Volume de rocha escavada 746 x 10 3 m 3

Volume de concreto: 674 x 103 n13

. Largura do vertedouro lateral 230,00 m

. Cota da soleira do vertedouro lateral: 167,00 m

Volume de acumulag'ao: 395 x 106 m'

Descarga regularizada: 3,75 m3/s

Enchente de projeto: 10.000 m3/s

Alm destas caracterTsticas cabe mencionar que a barragem apre

senta uma Tomada d'Agua, munida de duas comportas com abertura de 2,00 x 2,00

metros , a montante , e duas valvulas de regularizagao do tipo Howell-Bunger

com 0 36 ", a jusante.

Outrossim , para possibilitar o desvio do rio, durante a constru

gao da obra , previu-se uma galeria dupla de concreto armado , constituTda por

sec6es de 4,00 x 4,00 m, protegida por dual ensecadeiras, de solo compactado,

com 5 metros de altura , localizadas respectivamen c `a montante e jusante da

entrada da galeria.

41

n5

170-

.55-

1 50 .,

135 -

130 -

1Z5 -

120

115

110

105

.00 1

MJECIO Of CIMENTO

MACIGO DA BARRAGEMESCALA GRAFICA

•' t$ 4$ e r Fn 1• n ^

CON-Arm OF sc a n NAS ?CHAS

I^-ORENAGEM LaTERAS E FRONTAS CE CONTb

TO ROCNA , CON(R COMP4;,TAOO

DETALHE AESCALA GRAF$CA

0 OJO ," t

0,60 3.50 _ 0 50

co0CsL 'O Of •Ee;O( , Ic.ciol

42

I

OMBREIRA DIREITA

PLANTA GERAL DA BARRAGEM

PERFIL DO EIXO DA BARRAGEMOMBREIRA ESOUERDA

CONVEN cOE S

L I 0 l 0 G I A5^^+9OL0 ^O ( ^__ CI`Cq ; S> 0TOGICA

S0NDAGEM

.o..a•...r..... _.

o u •ou

uv^nLr.nc • u •.r^r. -CIO^._ 43

3. TECNOLOGIA DO CONCRETO A SER EMPREGPDO NA BARRAGEM

3.1 INTRODUCAO

0 presente capTtulo trata dos prime iros resultados de caracteri

zacaao dos materials e das misturas constituintes do concreto compactado para

a Barragem de Acaua.

Estes estudos tecnol6gicos foram conduzidos em etapas distintas

no Centro de Cie-ncias e Tecnologia da Universidade Federal da ParaTba e, no

seu transcurso, foi possTvel determinar os teores 6timos de agua e de agrega

dos mi6dos; estabelecer as granulometrias ideals dos tragos em fungao do to

or de cimento; determinar a energia de compactacao por ensaio para moldagem

dos corpos de prova.

3.2 ESTUDOS DE DOSAGENS EXPERIMENTAIS

Is estudos tecnol6gicos de concreto compactado foram conduzidos

basicamente em tres etapas distintas que sao apresentadas separadamente a se

guir:

3.2.1 Primeira Etapa - Otimizagao da Agua de Amassamento

e do Teor de Agreaado Miudo

Nesta etapa de estudo foi possTvel, atraves da variagao do teor

de agregado miudo e da agua de amassamento, para cinco consumos de cimento

distintos, otimizar os dois parametros.

Na tabela I a seguir, apresenta-se um resumo dos tragos de refe

rencia utilizados.

TABELA I

COMPOSIQAO DOS TRAcOS DE CONCRETO COMPACTADO

MaterialUni dades

Traco 1 Trago 2 Trago 3 Trago 4 Trago 5

Cimento kg /m3 80 100 130 160 200

Agua kg /m3 90 a 115 90 5`132 90 a 155 90 a 150 90 a 135

t20;24; 20;24; 20;21; 20;24; 20;2-;;

Agregado miudo d 28 ;32; 23;32; 28;32; 28;32; 28;32;36 36 ; 40 36 ; 40 36 ; 40 36;,10

Agregado graudo 20 de Brita 1+ 40 de Brita 2+ 40 de Brita 3

44

0 agregado miudo consta da composigao de 650 de areia natural com

350 de areia artificial, resultando num m6dulo de finura de 2,3.

0 Grafico I apresenta a variacao da densidade do concreto em fun

cao da variagdo da areia.

Nesta etapa, a energia de compactagao para o ensaio de peso uni

trio no foi a ideal , resultando em valores extremamente baixos.

Dos resultados desses ensaios observa-se:

. a percentagem ideal de agregado miudo situa - se entre 32 e 36;

. o teor otimo de aqua de amassamento situa-se entre 115 ± 5 kg /m3 de concre

to, sendo esta faixa de incidencia correspondente a faixa ideal do agrega

do miudo;

a influencia do teor de cimento nos valores de densidades obtidas e rele

vante. De certa forma estes valores crescem a medida que se adiciona mais

cimento ao traco. Isto mostra apenas a influencia benefica de finos (nocaso, o cimento ) na compacidade das misturas.

3.2.2 Sunda Etapa - Otimizagao da Energia de Compactag aao de Moldagem

Esta segunda etapa de estudos Leve como objetivo principal otimi

zar a energia de compactagao do ensaio , de maneira a serem atingidas densida

des de no mTnimo 2,3 t/m3.

A Tabela II a seguir resume a composigao dos novos tragos estuda

dos, bem como apresenta os pesos unitarios obtidos em decorrencia do aumento

da energia de compactagao.

Em relagdo a primeira etapa, na qual para os ensaios de compacta

gao utilizou - se apenas um compactador manual , " perereca ", de energia de im

pacto baixa , associou-se este sistema a mesa vibratoria do aparelho de VeBe,

adensando-se em tres camadas em um recipients de diametro de 250 mm e altura

de 500 mm.

TABELA II

COMPOSIcAO DOS TRAC,OS DE CONCRETO COMMMPACTADO EM KG/M3

Material Trago 6 Trago 7 Trago 8

Cimento 124 100 80

Agua 103 98 115

Areia natural 589 615 626

Areia artificial 153 160 162

Brita 1 475 475 483

Brita 2 742 742 754

Brita 3 267 267 272

Peso unitario integral 2.433 2.338 2.328

45

Comparando-sea primeira etapa de estudos, os valores de peso u

nitario foram mais elevados nesta etapa.

3.2.3 Terceira Etaoa - Dosagens Experimentais

Esta terceira etapa de estudos atendeu a varios aspectos impor

tantes, tais como:

• melhorias introduzidas no sentido de aumentar a energia de compactagdo de

ensaio, mediante o use alternado da mesa vibrat6ria com adensador manual

(perereca);

• inclusao de sugest6es do Consultor Ernest K. Schrader (U.S. Corps of Engi

neers ) ao programa de estudos;

• estabelecer as composicoes dos traps convencionais estruturais, para a ga

leria de desvio, do concreto de berco (bedding mix), do solo impermeavel

entre camadas consecutivas de concreto compactado, bem como do concreto

conventional do paramento de montante da barragem;

. fornecer subsidios para o estudo termico do concreto da barragem.

0 programa de estudos realizados nesta etapa devera ser repetido

e complementado, no laborat6rio de concreto da obra,atualmente sendo equipa

do.

Os resultados apresentados a seguir correspondem apenas a parte

do programa realizado, que ajustou as traps de maior emergencia, para toma

da de decisao na fase de projeto.

TABELA III

TRACOS DE CONCRETO CONVENCIONAL

Traco Dmax fck/Idade SlumpLocal de Aplica^ao Observagoes

N9 mm NIPA/Di as cm

9 38 19/90 10 ± 1 Paramento montanteCom superplastificante

10 76 18/90 10 ± 1 Paramento montanteCom superplastificante

11 19 18/28 15 - 1-

Concreto de bergo Corn retardador(bedding mix) de pega

12 38 15/28 6 ± 1 Galeria de desvioCom retardadorde pega

13 76 15/28 6 ± 1 Galeria de desvioCom retardadorde pega

46

Os traps de concreto compactado, estudados nesta etapa, tiveram

as seguintes caracteristicas principais:

. use de cimento pozolanico e de pozolana de argila colcinada;

. use de silte arenoso de indite de plasticidade e limite de liquidez, ambos

iguais a zero, nas ariostras ensaiadas.

0 teor maximo de material siltoso e dirigido pelo teor maximo de

material da mistura de agregados passando na peneira n9 200, conforme mostra

a Tabela IV a seguir:

TABELA IV

TEOR MAXIMO DE MATERIAL PASS^ '+DO NA PENEIRA N9 200

LIMITES USADOS NA BARRAGEM DE WILLOW CREEK - EUA

Limite de LiquidezLimite de

Plasticidade

Maximo . de MaterialPassando na Peneira

N9 203

0-25 0-5 10.0

0-25 5-10 9.0

0-25 10-15 4.0

0-25 15-20 3.0

0-25 10-25 1.5

25-35 0-5 9.0

25-35 5-10 5.5

25-35 10-15 4.0

25-35 15-20 2.0

25-35 20-25 1.5

35-45 0-5 8.5

35-45 5-10 8.0

35-45 10-15 6.5

35-45 15-20 5.0

35-45 20-25 1.5

45-55 0-5 5.5

45-55 5-10 5.0

45-55 10-15 3.5

45-55 15-20 3.0

45-55 20-25 1.5

Os seguintes ensaios estao ern andamento:

para o concreto conventional: ensaios a compressao simples nas idades de

47

3, 7, 28 e 90 dias;

para concreto compactado , conforme a Tabela V a seguir.

TABELA V

ENSAIOS DE CONCRE T O COMPACTADO

Idade(dias)

CompressaoSimples

Tracao Atravesda Compressao

Diametral

7 X

14 X

28 X X

56 X X

90 x x

360 X X

Dois corpos de prova cilTndricos, nas dimensoes 15 x 30 cm foram

moldados, para cada idade de ensaio , com a fragao do concreto que passa na

malha 38 mm.

Ensaios de modulo de deformacao e coeficiente de expansao linear

ser'ao oportunamente realizados apenas para os tracos de concreto compactado

a serem otimizados para o inicio da obra.

A Tabela VI a seguir apresenta as composicoes dos tragos de con

creto compactado estudados nesta etapa.

48

TABELA VI

CONCRETO COMPACTADO - RESUMO OOS TRA^OS INICIAIS

Materiais UnidadesTraIo10

Tra^o11

Traco12

Traco13

Traco14

Tra4o15

Trap16

Cimento 60 80 60 60 80 60 80

Pozolana - - 12 24 16 - -

Silte - - - - - 25 25

Agua 110 110 110 110 110 110 110

Areia natural kg/m3 525 521 522 503 503 525 521

Areia artificial 288 286 286 276 276 288 286

Brita 1 469 464 465 464 479 469 469

Brita 2 734 725 726 725 735 734 734

Brita 3 264 263 261 261 264 264 264

Peso Unitario Obtidokg/m3 2.390 2.398 2.395 2.395 2.400 2.400 2.389

7 dias 2,3 2,3 2,3 2,8 3,1 2,3 2,5

Resistencia14 dias 2,8 2,8 3,4 4,0 4,5 3,1 4,0

Compress`ao 28 dias 3,1 3,4 4,1 4,6 5,3 3,5 4,4

(MPA)56 dias 3,4 3,9 4,2 5,4 5,9 3,7 5,1

90 dias 3,4 4,5 4,5 5,6 6,8 4,5 5,6

Resistencia28 dias 0,3 0,5 0,4 0,5 0,6 0,4 0,6

Tracao 56 dias 0,4 0,5 0,5 0,6 0,9 0,4 0,7

(MPA)90 dias 0,4 0,6 0,6 0,8 1,1 0,5 0,9

49

1

3.3 MATERIAIS CONSTITUINTES DO CONCRETO COMPACTADO

Os comentarios a seguir se aplicam fundamentalmente a terceira e

tapa de estudos.

3.3.1 Cimento

Utilizado cimento do tipo pozolanico CP-320.

3.3.2 Pozolana

Utilizada uma pozolana proveniente de argila calcinada.

3.3.3 Agregado Miudo

Como agregado miudo foram utilizados:

. areia natural do leito do Rio Paraiba, de natureza extremamente fina, pro

veniente de jazida proxima ao local da obra;

. areia artificial de granito utilizada a base de 350' do volume de agregado

miudo do trago;

silte arenoso, com limite de liquidez e Tndice de plasticidade da ordem de

ZERO, permitindo ate 10 de material passando na peneira n9 200 na composi

gao granulom6trica do trago.

3.3.4 A re ado Graudo

Utilizado agregado graGdo proveniente de rocha de granito brita

do em 3 frag6es: brita 1 (Dmax 19 mm), brita 2 (Dmax 38 mm) e brita 3 (Dmax

76 mm). Para a composicao interna destes agregados foram adotados como refe

rencia os limites apresentados no Grafico II, sugeridos pelo Consultor Er

nest K. Schrader, de forma que a granulometria do trago fosse a mais proxima

possTvel do limite extremo superior, de textura mais fina.

Neste estudo utilizou-se a seguinte composigao de britas, em

volume: 32% Brita 1 + 50N Brita 2 + 18',' Brita 3.

No Grafico II, apresenta-se tambem a distribuigao granulom6trica

do traSo da Tabela IV.

Como resultado pratico da adocao destas medidas, as misturas se

mostraram mail "trabalhaveis" quando da compactagdo, al6m de apresentarem me

nos segregagao de agregados graudos.

50

i

GRAFICO I

PESO UNIT, RIO x % DE AGREGADO MIUDO

2• 2e

I

32 36

DE AGREGADO MIUDO

GRAFICO IILIMITES GRANULOM 'TRICCS PRA CONCRETO COMPACTADO

UTILIZADOS NA BARRAGE' DE WILLOW CREEK - EUA

PENEIRAS USSR

o

SO

-40

,

DIAMETRO DOS GR:+OS (mm)

51

3.4 EQUIPAMENTOS E MAT ERIALS DE ENSAIOS

Para a execucao deste estudo foram necessurios os seguintes equi

pamentos e materiais:

a) um compressor para acionar o adensador manual;

b) um adensador manual (perereca) de peso aproximado de 25 kg e com o minima

de 500 impactos por minuto;

c) uma mesa vibratoria similar a do ensaio de VeBe;

d) uma peneira de malha quadrada de 33 mm nas dimensoes de 50 x 50 cm;

e) cilindros de lata de reduzida espessura no diametro interno de 149 mm sem

tampa e sem fundo com altura de 300 mm para moldagem dos corpos de prova.

Foram utilizadas cerca de 150 unidades no estudo;

f) tres recipientes contenedores dos cilindros descritos no item anterior, de

parede espessa ( mTnimo de 5 mm), diametro de 150 mm e altura de 300 mm.

Estes recipientes sao articulados de modo a permitir a introducao do ci

lindro de lata, manter a sua forma durante a compactagdo e facilitar a re

tirada do corpo de prova em seguida, pronto para ser levado a camara umi

da

0 corpo de prova moldado s6 e liberado do cilindro de lata, por ocasi`ao

da data de ruptura programada;

g) uma betoneira de capacidade de 350 litros;

h) uma prensa para ruptura dos corpos de prova;

i) outros materiais de use rotineiro em laboratorio de concreto para concre

to conventional.

3.5 COMENTARIOS

0 programa de ensaios objeto deste estudo sera repetido e ampliado no la

boratorio de concreto da obra.

A implantaSao de uma pista experimental de concreto compact -Ao na obra

de grande importancia , pois ira permitir a confirma;,io do estudo de dosa

52

gens, ajuste da equipe do Construtor ao novo processo de concretagem, de

terminacao do gradiente te-rmico, otimizacao de recursos para reduzir a

permeabilidade entre subcamadas, etc.

A Barragem de Acaua a do tipo gravidade, onde o parametro mais importante

e o peso. Estabeleceu-se um valor mTnimo de 2,3 t/m' em projeto, mas o

objetivo da tecnologia de concreto da obra a fixar na pratica um valor mT

nimo da ordem de 2,4 t/m'.

Uma vez que a densidade do concreto seja sempre superior a 2,3 t/m' os re

sultados de resistencia a compressao vao servir para compor apenas um re

gistro historico da obra.

Durante a fase final, correspondente a esta serie de ensaios, pretende-se

tambem programas a realizacao de ensaios de permeabilidade, modulo de rup

tura, cisalhamento, modulo de deforma4ao, permeabilidade e de elevagao a

diabatica de temperatura.

4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

4.1 SCHRADER, E.K. (1982) - "'Willow Creek Dam - The First Concrete Gravity

Dam Designed and Built For Roller Compacted Construction Methods".

4.2 ACI COMMITTEE 207 (1980) - "Roller Compacted Concrete".

4.3 DUNSTAN, M.R.H. (1981) - "Rolled Concrete for Dams - A laboratory study

of the properties of high fly-ash content concrete" - CIRIA.

4.4 DAWSON, E.S. & DUNSTAN, M.R.H. (1979) - "Trials for a Prototype Rolled

Concrete Dam" - XIII ICOLD.

4.5 SCHRADER, E.K. (1985) - "Relatorio Te-cnico sobre o Concreto Rolado da

Barragem de Acaua " - No publicado - ICOPLAN/Rio.

4.6 HOLANDA, F.G. & GAMA, H.R. (1981) - "Rollcrete, Concreto do Futuro?"

IBRACON.

4.7 ANDRIOLO, F.R. (1981) - "Esclarecimentos Sobre o Concreto Adensado com

Rolo Vibrat6rio" - :BRACON.

4.8 VASCONCELOS, G.R.L. & GAMA, H.R. (1982) - "TucuruT Introduz Novo Metodo

para Adensamento de Concreto Massa" - XI Encontro Tecnologico/Tucurui.

53

4.9 AMARAL Filho, Epaminondas Melo do

(1984) Concreto Rolado(IBRACON)

5. RESUMO DO TRABALHO

A Barragem de Acaua, localizada no Rio Paraiba, no Estado da Pa

raiba, a uma barragem de concreto compactado, e funciona como uma membrana

impermeavel de montante, estabilizada pelo macigo de peso de concreto. A es

tanqueidade a alcangada com o paramento de montante, que possui uma espessu

ra de 0,80 m de concreto conventional, seguido de um segmento com cerca de

4,00 m de largura maxima, em que as juntas horizontais, de concreto compacta

do, serao tratadas com concreto convencional de ligagao, com 0,03 m de espes

sura (bedding mix), entre as camadas sucessivas de concreto compactado

que teraao 0,30 m de espessura.

A concepcao desta obra do DNOCS resultou dos estudos de otimizaga-o do empreendimento original, que havia sido concebido por uma barragem de

concreto convencional.

A id6ia da mudanga do projeto deu-se com a conclusao da barragem

de Willow Creek, em Hepner, Oregon, quando o US Army Corps, atrav6s de seu

Consultor, o Eng9 Schrader, declarava em artigo t6cnico que o custo m6dio do

concreto compactado naquela obra era de US$ 18,93 por jarda c6bica, enquanto

o concreto convencional custaria US$ 35,00, portanto uma redugao de cerca de

70°%.

Com base nester informes, passou-se a uma analise do projeto o n

ginal procurando-se, em face aos materiais na regia-o, notadamente o cimento

pozolanico , um prego no to vantajoso quanto o fly-ash de Willow Creek, uma

compensagao das solugoes entre o projeto existente e um projeto otimizado,

da Barragem de Acaua`, de concreto compactado.

Como resultado final acabou-se concebendo uma barragem com o do

bro do volume de acumulagao (395 x 106 m3 contra 216 x 106 m' do projeto o n

ginal ), e com um orgamento basico similar.

No que tange ao estudo tecnol6gico do concreto, foram realizados

uma s6rie de ensaios, determinando-se a caracterizagaao dos materiais e das

misturas constituintes do concreto.

Determinaram-se as teores 6timos de agua e dos agregados; estabe

leceram-se as granulometrias ideais dos tragos, em fungao do teor de cimento;

determinaram-se as diversas energias de compactacao: peso unitario das mistu

ras, etc.

0 programa de ensaios vem sendo ampliado e com a implantagao do

aterro experimental, de concreto compactado, ter-se-5 a confirmagao do estu

do de dosagens, ajuste da equipe do Construtor ao novo processo de concreta

gem, determinagao do gradiente t6rmico, otimizagao de recursos para reduzir

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