centro universitÁrio cesmac da...de cimento branco / ana lívia euzébio bezerra .- 201 8 . 6 8 p....

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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC

ANA LÍVIA EUZÉBIO BEZERRA LISANDRA LIMA ALBUQUERQUE

ESTUDO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO

CONCRETO PIGMENTADO À BASE DE CIMENTO BRANCO

MACEIÓ-AL

2018/2

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Trabalho de conclusão apresentado como requisito final, para conclusão do curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Cesmac, sob a orientação do professor Mestre Rafael Leandro Costa Silva e coorientação do professor Mestre Rafael Araújo Guillou

MACEIÓ-AL

2018/2

REDE DE BIBLIOTECAS CESMAC

SETOR DE TRATAMENTO TÉCNICO

B Bezerra, Ana Lívia Euzébio

Estudo da resistência à compressão do concreto pigmentado à base

de cimento branco / Ana Lívia Euzébio Bezerra .- 2018.

68 p.: il.

TCC (Graduação em Engenharia Civil) – Centro Universitário CESMAC, Maceió – AL, 2018.

Orientador: Rafael Leandro Costa Silva Coorientador: Rafael Araújo Guillou 1. Concreto colorido. 2. Resistência à compressão. 3. Pigmentos. 4. Cimento branco estrutural.

I. Silva, Rafael Leandro Costa. II. Guillou, Rafael Araújo. III. Título.

CDU:624.012.45

Evandro Santos Cavalcante Bibliotecário CRB/4 1700

B574e

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Trabalho de conclusão apresentado como requisito final, para conclusão do curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Cesmac, sob a orientação do professor Mestre Rafael Leandro Costa Silva e coorientação do Professor Mestre Rafael Araújo Guillou.

APROVADO EM:

Prof. Me. Rafael Leandro Costa Silva Orientador

Prof. Me. Rafael Araújo Guillou Coorientador

BANCA EXAMINADORA

Eng. Cleilson Fábio Bernardino Júnior

Prof. Me Daniel Almeida Tenório

3

Agradecimentos

Em primeiro lugar agradecemos à Deus, o qual sempre foi nosso guia em toda trajetória acadêmica, onde todas as decisões tomadas, sofreram sua influência.

Aos nossos pais pela grande oportunidade que nos proporcionaram nesses

cinco anos fora de casa, que sem dúvida, foi uma grande experiência de crescimento,

que não esqueceremos em momento algum.

Agradecemos ao nosso professor e coorientador, Rafael Guillou, pelos

ensinamentos passados durante as disciplinas em curso e, principalmente, aos

conselhos e conhecimentos transmitidos no período de elaboração do nosso TCC.

À professora Anne Dayse, que compartilhou conosco o seu saber durante um

ano, nos orientando da melhor maneira possível para que pudéssemos fazer um

excelente trabalho.

Aos nossos amigos, Pedro e Lucas, por toda disponibilidade e tempo dedicados

ao nosso trabalho em laboratório. Saibam que a ajuda de vocês foi fundamental para

que chegássemos ao fim.

Ao nosso fornecedor do cimento e dos pigmentos, Paulo Estênio, da empresa

Rhota, que nos recebeu muito bem e com toda paciência nos ensinou um pouco de

tudo que sabia sobre os materiais, onde adquiriu tal conhecimento com a experiência

de anos trabalhando no mercado.

Ao Rogério, colaborador do laboratório do CESMAC, que nos deu total

assistência durante o período de montagem dos corpos de prova e, sobretudo, no

decorrer de todos os dias em que fomos realizar os rompimentos dos nossos corpos

de prova.

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ESTUDO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CONCRETO PIGMENTADO Á

BASE DE CIMENTO BRANCO

STUDY OF THE RESISTANCE TO THE COMPRESSIVE STRENGHT OF

PIGMENTED CONCRETE BASED ON WHITE CEMENT

Ana Lívia Euzébio Bezerra

Lisandra Lima Albuquerque Graduandas do Curso de Engenharia Civil

[email protected] [email protected]

Rafael Leandro Costa Silva Rafael Araújo Guillou

Professores e Mestres, do Curso de Engenharia Civil [email protected]

[email protected]

RESUMO

O presente trabalho busca desenvolver um concreto colorido utilizando cimento branco estrutural e

pigmentos em duas formas, que são elas, líquida e em pó. No qual serão elaborados corpos de prova

utilizando duas cores diferentes com duas porcentagens distintas para cada cor escolhida. Tem-se

como objetivo julgar a atuação da adição de pigmentos nos concretos feitos com cimento branco

estrutural quando submetidos à compressão axial e também analisar alguns aspectos em sua

durabilidade e homogeneidade. A partir dos testes de compressão realizados em laboratório notou-se

que, os corpos de prova que foram moldados com os pigmentos em pó obtiveram um melhor

desempenho em relação aos que em sua mistura foi incorporado o pigmento líquido.

Palavras-chave: Concreto colorido. Resistência à compressão. Pigmentos. Cimento

branco estrutural.

ABSTRACT

The present work seeks to develop a colored concrete using structural white cement and pigments in

two forms, which are liquid and powder. That will be elaborated test specimens using two different colors

with two different percentages for each chosen color. The purpose of this study is to evaluate the

performance of the pigment addition in concretes made with structural white cement when subjected to

axial compression and also to analyze some aspects in their durability and homogeneity. From the

compression tests carried out in the laboratory, it was noticed that the specimens that were molded with

the powdered pigments obtained a better performance in relation to those in which the liquid pigment

was incorporated into the mixture.

Keywords: Colorful concrete. Compressive strength. Pigments. Structural white

cement.

mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Concreto com pigmento vermelho no Complexo Praça das Artes ....... 16 Figura 2.2 Concreto com pigmento marrom no Complexo Praça das Artes ......... 16 Figura 3.1 Gráfico para a determinação da relação água/cimento em função das resistências do concreto e do cimento aos 28 dias de idade................................... 33 Figura 3.2 Materiais utilizados para concretagem .................................................. 36 Figura 3.3 Corpos de prova com pigmento em pó .................................................. 37 Figura 3.4 Corpos de prova com pigmento líquido ................................................. 37 Figura 3.5 Tanque de cura ..................................................................................... 37 Figura 3.6 Prensa da instituição............................................................................. 38 Figura 4.1 Resultados do ensaio a compressão do pigmento em pó ..................... 39 Figura 4.2 Resultados do ensaio a compressão do pigmento líquido .................... 40 Figura 4.3 Corpos de prova expostos às intempéries em 23 de agosto de 2018… 40 Figura 4.4 Corpos de prova expostos às intempéries em 05 de nov de 2018 ....... 41

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LISTA DE QUADROS

Quadro 2.1Características dos Pigmentos Inorgânicos e Orgânicos .................... 20 Quadro 3.1 Relação da quantidade de corpos de prova ........................................ 26 Quadro 3.2 Caracterização do cimento utilizado .................................................. 27 Quadro 3.3 Características do agregado graúdo ................................................. 28 Quadro 3.4 Caracterização do agregado miúdo .................................................... 29 Quadro 3.5 Dados físico-químicos do pigmento em pó ......................................... 30 Quadro 3.6 Dados físico-químicos do pigmento líquido ......................................... 30 Quadro 3.7 Valores determinados para dosagem do concreto .............................. 31 Quadro 3.8 Valores de Sd em função do rigor da produção ................................... 32 Quadro 3.9 Consumo de água ............................................................................... 33 Quadro 3.10 Volume de agregado graúdo ............................................................ 34

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................ ............. 9 1.1 Considerações iniciais .................................................................................... 9 1.2 Objetivos .......................................................................................................... 10 1.2.1 Objetivo geral.................................................................................................. 10 1.2.2 Objetivos específicos ..................................................................................... 10 2 REFERENCIAL TEÓRICO................................................................................... 11 2.1 Cimento Portland branco ............................................................................... 11 2.1.1 Definição ........................................................................................................ 11 2.1.2 Fabricação ..................................................................................................... 11 2.1.3 Características ............................................................................................... 11 2.1.4 Agregados ...................................................................................................... 13 2.2 Concreto .......................................................................................................... 13 2.2.1 Histórico ......................................................................................................... 13 2.3 Concreto colorido ........................................................................................... 14 2.3.1 Histórico ......................................................................................................... 14 2.3.2 Aditivos .......................................................................................................... 16 2.3.3 Adição de pigmentos ..................................................................................... 17 2.3.4 Pigmentos orgânicos e inorgânicos ............................................................... 19 2.3.5 Processo de Produção ................................................................................... 21 2.3.6 Análise de Porcentagem................................................................................. 23 2.4 Execução.......................................................................................................... 23 2.4.1 Fôrmas ........................................................................................................... 23 2.4.2 Desmoldantes ................................................................................................ 24 2.4.3 Mistura e lançamento ................................................................................... .. 24 2.5 Proteção e manutenção .................................................................................. 24 2.5.1 Proteção ........................................................................................................ 25 2.5.2 Manutenção..................................................................................................... 25 3 PROGRAMA EXPERIMENTAL ........................................................................... 26 3.1 Planejamento do projeto experimental.......................................................... 26 3.2 Caracterização dos materiais......................................................................... 27 3.2.1 Cimento .......................................................................................................... 27 3.2.2 Agregados ...................................................................................................... 27 3.2.2.1 Agregado graúdo ........................................................................................ 27 3.2.2.2 Agregado miúdo ......................................................................................... 29 3.2.3 Pigmentos ..................................................................................................... 30 3.2.3.1 Pigmento em pó ......................................................................................... 30 3.2.3.2 Pigmento em líquido ................................................................................... 30 3.2.4 Água de amassamento .................................................................................. 31 3.3 Método de dosagem........................................................................................ 31 3.3.1 Consumo de água .......................................................................................... 32 3.3.2 Consumo de cimento ..................................................................................... 34 3.3.3 Consumo agregado graúdo ........................................................................... 34 3.3.4 Consumo agregado miúdo ............................................................................ 35 3.3.5 Definição do traço ......................................................................................... 35 3.4 Produção do concreto.................................................................................... 36 3.5 Descrição do ensaio à compressão axial..................................................... 38 3.6 Analise dos resultados................................................................................... 38 4 RESULTADOS .................................................................................................... 39

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5 DISCUSSÃO ....................................................................................................... 41 5.1Sugestões para trabalhos futuros ................................................................. 42 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 43 ANEXOS ................................................................................................................ 49 ANEXO A – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO SEM PIGMENTO .............................................................................. 50 ANEXO B – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO COLORIDO AMARELO PÓ 1,5 % .................................................... 52 ANEXO C – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO COLORIDO AMARELO PÓ 5 % ....................................................... 54 ANEXO D – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO COLORIDO AZUL PÓ 1,5 % ............................................................ 56 ANEXO E – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO COLORIDO AZUL PÓ 5 % ............................................................... 58 ANEXO F – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO COLORIDO AMARELO LÍQUIDO 1,5 % .......................................... 60 ANEXO G – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO COLORIDO AMARELO LÍQUIDO 5 % ............................................. 62 ANEXO H – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO COLORIDO AZUL LÍQUIDO 1,5 % .................................................. 64 ANEXO I – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO CONCRETO COLORIDO AZUL LÍQUIDO 5 % ..................................................... 66

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1 INTRODUÇÃO 1.1 Considerações iniciais

O concreto é fortemente utilizado na construção civil, com grandes benefícios,

principalmente do ponto de vista estrutural. Esse tipo de material ainda é, porventura,

censurado por seu aspecto pouco atrativo, sendo considerado com pequeno valor

arquitetônico quando se fala sobre concreto aparente. Na maioria das vezes,

arquitetos ainda costumam relutar em utilizá-lo como objeto de criatividade em seus

projetos e acabam optando por outros tipos de materiais ou aplicando algum tipo de

revestimento, e isto geralmente ocorre por conta da sua cor ser acinzentada e por

obter um aspecto inexpressivo.

Com o avanço tecnológico e a demanda do mercado por novos materiais, nos

últimos anos, pesquisadores e estudiosos vêm sendo constantemente induzidos a

explorarem as propriedades do concreto, incorporando novos materiais capaz de

mostrar os mesmos resultados ou superiores aos existentes, como, por exemplo, a

inserção de pigmento no concreto para realçar valores estéticos da construção com a

utilização do cimento branco.

A versatilidade do cimento branco pode ser utilizado em diversas áreas da

construção civil como: concreto estrutural, pré-fabricados, artefatos de cimento,

argamassa de revestimento, painéis de fechamento, blocos de concreto e pisos. E

com a inserção da coloração no cimento, possibilita aos engenheiros e arquitetos

introduzir esse material para trazer o diferencial e inovação aos seus projetos.

Entretanto, a bibliografia atual sobre o tema não é ampla, sendo encontradas

poucas publicações, onde a maioria é estrangeira, referentes à produção,

propriedades químicas e físico-mecânicas do cimento branco, algumas vezes

comparando as propriedades analisadas com cimentos Portland cinza. Nota-se

também um espaço vazio quanto às propriedades relacionadas à durabilidade e

execução de concretos moldados com esse tipo de cimento, ocorrendo esta

deficiência até mesmo em países que já o utilizam em grandes obras.

Verifica-se assim, a necessidade de maiores investigações de parâmetros

construtivos e propriedades do concreto de cimento branco estrutural, principalmente

quando agregado à adição de pigmentos. O uso de pigmentos em concreto branco

10

ainda tem sua exploração um pouco defasada e sua consequência é pouco

conhecida. Por ser um material relativamente novo, até então não se tem estudos

suficientes, em especial no que se refere à durabilidade, resistência e controle

tecnológico.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo geral

Como objetivo principal, este trabalho consiste em avaliar a influência da adição

de pigmentos na resistência à compressão axial dos concretos feitos com cimento

branco estrutural e em algumas propriedades de durabilidade.

1.2.2 Objetivos específicos

a) Analisar a porcentagem da adição de pigmentos na fabricação do concreto com

cimento branco estrutural;

b) Observar a relação entre cada cor do pigmento (azul e amarela) na resistência

à compressão e facilidade de moldagem dos corpos de prova com uma perda

mínima de homogeneidade;

c) Verificar possíveis interferências na resistência à compressão entre os

pigmentos em pó e líquido

d) Avaliar possíveis desbotamentos de cada amostra de cor quando exposto a

intempéries e o nível de perda da cor inicial.

11

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 Cimento Portland branco

2.1.1 Definição

A NBR 12989 (1993) – Cimento Portland Branco (ABNT, 1993) define cimento

Portland branco como aglomerante hidráulico constituído de clínquer branco, uma ou

mais formas de sulfato de cálcio e adições. Podendo ainda ser subdivididos em:

Cimento Portland branco estrutural e não estrutural.

Os cimentos Portland brancos estruturais se enquadram em três categorias: 25,

32, 40, sendo que estes valores representam os mínimos de resistência à compressão

aos 28 dias, em unidades MPa, e podem ser empregados na execução para estruturas

com função estrutural. Em analogia os cimentos Portland brancos não estruturais 19

são utilizados na fabricação de rejuntes, revestimentos, ou outros usos

complementares (PIOVESAN, 2009).

Vale salientar que os diversos tipos de cimento manifestam variações de nuance

e que sua permuta ao longo da obra poderá gerar variações na cor do concreto

(HENAO CELEDÓN; AVENDANO, 1999). Como explana Suárez (2002), cimentos do

mesmo tipo oscilam a coloração de acordo com lote e fabricação.

2.1.2 Fabricação

A fabricação do cimento Portland branco é necessário que as matérias primas

apresentem redução do teor de oxido de ferro, já que é através dele que vem a

tonalidade cinza do cimento comum. Já a quantidade total de ferro necessário é

inferior a 0,5% de Fe2O3 e o ferro é conservado no estado reduzido de Fe2+, com isso

alcança um clínquer de tonalidade branco (METHA; MONTEIRO, 2008).

2.1.3 Características

Na analogia com os aspectos físicos, entre o cimento cinza comum e o cimento

branco é a granulometria fina e o princípio da pega. A coloração branca é mais

evidente quanto maior for a dimensão específica. Deste modo, os cimentos brancos

são normalmente triturados mais finamente que os cimentos convencionais (PALLÁS,

12

2002). Como efeito, eles se tornam mais reativos em união com a água (FONSECA;

NUNES, 1995).

A NBR 12.989 (ABNT, 1993) é a norma específica dos requisitos mecânicos e

físicos para o cimento Portland branco. Conforme Metha e Monteiro (2008): a finura

dos aglomerantes interfere na velocidade de hidratação, consistência, segregação,

trabalhabilidade, retração e quantidade do ar presente. Com isso, a resistência inicial

terá um crescimento rápido, contudo, a velocidade inicial irá ocasionar um

desprendimento maior de calor de hidratação. Como a pasta de cimento é fina, pode

ocasionar maior fissuração e retração, mas evita a exsudação do concreto. Cimentos

finos possuem uma maior concentração de C3A disponível para a hidratação. Para

facilitar a moldagem do concreto acrescenta-se uma maior quantidade de água na

mistura (NEVILLE, 1997).

A produção exige uma matéria prima mais especifica e, sem dúvida, mais cara, e

o custo da moagem também é maior. Assim, o valor do cimento branco, até alguns

anos atrás, era de duas a três vezes maior que o cimento cinza. (METHA; MONTEIRO,

2008)

A granulometria do cimento interfere na rapidez da hidratação, a qual inicia na

superfície dos elementos; a dimensão como um todo da superfície do cimento

relaciona o material disponível para hidratação (NEVILLE, 1997).

De modo que o cimento branco carece de uma maior quantidade de água para

sua trabalhabilidade, visto que sua resistência inicial será elevada, ocasionando um

maior índice de calor, gerando assim uma maior facilidade para apresentar fissuração

e retração, ocasionando a necessidade de adotar soluções compensatórias, pois pode

ocasionar um aumento da retração plástica no concreto produzido com este cimento

(FONSECA e NUNES, 1995 apud PASSUELO, 2004).

Em observação as características mecânicas, o cimento branco expõe uma

conduta semelhante ao cinza. Uma análise observada por Hamad (1995) constatou

que quanto à resistência, os cimentos brancos não indicam valores menores aos

cimentos cinza.

Já o estudo de Baroni (2003), explanou que o crescimento de flechas ao decorrer

do tempo representou mais evidente em vigas de concreto branco do que em vigas

13

de concreto cinza, acarretando um fenômeno de deformação lenta nos concretos

produzidos pelos dois tipos de cimento. Mas estudos mais consistentes podem revelar

de forma mais clara que a análise dessa deformação de concreto com cimento branco

se dá através da composição química e da rapidez na hidratação.

2.1.4 Agregados

Para alcançar efeitos adequados é importante a seleção dos agregados

constituintes observando todas as características pertinentes para a composição do

concreto como: porosidade, composição ou distribuição granulométrica, absorção de

água, forma e textura superficial, resistência à compressão, módulo de elasticidade e

tipo de substâncias deletérias presentes (MEHTA; MONTEIRO, 2008).

Já Kirchheim et al. (2005) declara que existe infinitas possibilidades na utilização

de agregados de diversas características. Podendo ser os calcários, basaltos,

mármores, granitos e outros, entretanto, a escolha dentre eles resulta do efeito

estético que almeja.

Além disso, ainda é importante salientar que a natureza da rocha é totalmente

responsável pela composição química e mineralógica, características petrográficas,

densidade de massa, dureza, resistência, estabilidades química e física, estrutura de

poros e cor (NEVILLE, 1997).

2.2 Concreto

2.2.1 Histórico

Até então de forma lenta a construção civil passa minuciosamente por um avanço

tecnológico em seus produtos e processos a fim de acompanhar às exigências do

mercado. O concreto, material da construção mais utilizado pelo homem, tem

particularidades versáteis que possibilita a sua ampla utilização em vários tipos de

construções e dos mais diversos tipos de acordo com as necessidades que o mercado

atual exige na importância ação da estrutura. Com isso a utilização do concreto

cromático que nesse aspecto fornece novas ideologias na construção e valorização

das estruturas de concreto (PASSUELO, 2004).

Segundo Paulo Helene (2003), no mercado atual existe diversas variações de

concreto, como por exemplo: o concreto auto adensável, leve estrutural, pré-fabricado,

14

branco, com fibras, com polímeros, sustentável, o colorido utilizando cada um de

acordo com a solicitação da demanda do projeto.

Como vamos abordar sobre o concreto colorido, a coloração é uma substância

que sempre esteve existente na história da construção. Desde a antiguidade os

projetistas utilizavam esse elemento como fator essencial para a estética das

edificações agregando valor para as criações (CARVALHO; CALAVERA, 2002).

Com o intuito de dar essência ás edificações em concreto, as quais são

associadas pela aparência grosseira a partir da cor acinzentada que o cimento comum

oferece, é onde possibilita a ideia de inserir coloração a mistura de concreto para

produção de estruturas pigmentada. Uma solução de dar vida ás formações

acinzentadas de concreto é através da adição de pigmentos, saindo da mesmice com

a utilização do cimento branco (COELHO et al., 2002).

De maneira geral, todos os edifícios e toda estrutura necessária às áreas

industriais e urbanas solicitam, de modo evidente, grandes quantidades de seus

materiais necessários para a construção. Em grande maioria das aplicações

estruturais o concreto é o material escolhido para ser utilizado, especialmente por ter

um baixo custo, versatilidade, grande disponibilidade no mercado e propriedades que

são adequadas à engenharia (MALHOTRA; MEHTA, 2002).

Podemos considerar que o concreto é o resultado de uma tecnologia simples e

uma ciência complexa, ou seja, composto de numerosos elementos interligados que

acabam funcionando entre si. Na época atual, são aplicadas técnicas melhores e mais

sofisticadas para ser feito o estudo deste material, estudo esse que se desenvolveu

com uma grande ênfase durante os últimos 30 anos, desta forma seu entendimento

está sendo sempre atualizado e sua tecnologia se aperfeiçoando (AÏTCIN, 2000).

2.3 Concreto colorido

2.3.1 Histórico

Atualmente existe um amplo cuidado com o planejamento urbano das sociedades,

tornando assim o concreto colorido um material bastante interessante e competente

para poder ofertar conforto aos cidadãos, construindo ambientes mais agradáveis e

15

com uma relação mais harmoniosa entre o meio e as construções, preservando assim

a sua qualidade de vida (EFFTING, 2013).

No Brasil, o primeiro contato com a utilização do concreto colorido foi dado a partir

da produção de pavers, que são peças pré-moldadas com diferentes formas, texturas

e cores, e estas peças quando encaixadas formam um pavimento de concreto com

efeito estético diferenciado e moderno. Esta aplicação foi feita primeiramente em

parques e praças (PIOVESAN, 2009).

Porém, este processo de fabricar pisos coloridos não é restrito apenas à execução

de itens pré-moldados. Devido à alta resistência dos pisos industriais, sua produção

vem sendo explorada para a montagem de concreto cromático moldado in loco, ou

seja, montada no próprio local da construção, pois resiste bem ao tráfego de pedestres

e automóveis, desde leve ao pesado (PIOVESAN, 2009).

Por outro lado, quando se fala em estruturas de concreto armado e colorido, como

viadutos, pontes e edifícios, o contexto brasileiro ainda pode ser tido como bastante

retraído. Em 2005, em São Paulo, no edifício e-Tower, foi utilizado na mistura do

concreto um pigmento de óxidos de ferro, com tonalidade avermelhada, associada a

um aditivo considerado superplastificante na concretagem dos pilares. Sendo que este

óxido não foi utilizado por motivo estético, mas sim para que o concreto não fosse

confundido no momento da concretagem, visto que seria lançado concreto de alta

resistência nos pilares. Feito isso, o resultado final acabou por tornar-se muito

interessante do ponto de vista estético, e então foi definido que os pilares irão

continuar com a sua superfície colorida aparente (PASSUELO, 2004).

Da mesma forma, foi adotado concreto colorido para poder alcançar uma estrutura

que fosse resistente ao comportamento das intempéries e à poluição, onde ambas

são marcadas nesta cidade que é a maior metrópole brasileira. Isto ocorreu no

Complexo Praça das Artes, que foi inaugurado em 2012, e esse projeto fazia parte da

revitalização da região central da cidade, onde procurou-se a criação de fachadas que

possuíssem uma alta durabilidade e resistência, visando também uma diminuição com

os custos de manutenção ao longo da vida útil do projeto (FERRAZ, 2014).

16

Figura 2.1 – Concreto com pigmento vermelho no Complexo Praça das Artes.

Fonte: Nelson Kon, 2012.

Figura 2.2 – Concreto com pigmento marrom no Complexo Praça das Artes.

Fonte: Nelson Kon, 2012.

2.3.2 Aditivos

De acordo com a norma americana ASTM C 125 é estabelecido que aditivo/adição

é qualquer material, desde que não seja agregados, água, cimentos hidráulicos ou

fibras, que serão colocados como constituinte do concreto ou argamassa e

incorporado à massa rapidamente antes ou durante o processo de mistura (MEHTA;

MONTEIRO, 2008).

17

O ACI Committee 212, lista mais 20 finalidades interessantes correlacionadas ao

uso dos aditivos, quais são o aumento do nível de plasticidade do concreto sem

aumentar o consumo de água, diminuição da segregação e da exsudação, a

aceleração ou o retardo do tempo de pega, a rapidez das taxas de desenvolvimento

da resistência nos primeiros anos, o encolhimento da taxa de evolução do calor

durante o momento em que o cimento é hidratado e o crescimento da durabilidade de

concreto em condições especiais quando submetidos a algumas exposições.

Para os concretos cromáticos o aditivo mais indicada e empregado é o

superplastificante. Esta categoria de aditivo permite que em sua produção haja uma

redução de 40% de água nas misturas, o que faz com que sejam produzidos concretos

mais resistentes e com maior durabilidade. O que ocasiona essa redução de água é

o fato de que quando estes aditivos são absorvidos pelas partículas que constituem o

cimento acabam por provocar forças de repulsão eletrostática ou esférica, e isto

resulta em um aumento de fluidez, trazendo como consequência a diminuição da

demanda de água necessária (HARTMANN; HELENE, 2003).

2.3.3 Adição de pigmentos

Há mais de 20 mil anos o homem utiliza as cores, descobrindo assim o corante

primário, chamado de Negro-de-Fumo, conhecido ainda como Carbon Black. Os

primeiros corantes considerados como inorgânicos sintéticos foram produzidos por

volta de 3.000 a.C, tal como o Azul Egípcio. As paredes das cavernas já eram pintadas

desde o Período Glacial, por caçadores que faziam o uso de fuligem e ocre para obter

algumas cores, e lá realizavam seus cultos e suas cerimônias. Por outro lado, o

primeiro corante orgânico sintético, o Mauve, foi produzido através de uma técnica

mais avançada, pelo cientista William H. Perkin, em 1856, enquanto estudava, em seu

laboratório caseiro, sobre a oxidação da fenilamina, conhecida como anilina (AGUIAR,

2006).

Com a adição de pigmentos, pode-se executar concretos pigmentados com

qualquer tipo de cimento e agregados. No entanto, os cimentos Portland comum,

apresentam tonalidades escuras e são impedidos de fabricar concreto com cores

claras. As tonalidades executadas com cimento comum não serão semelhantes às

cores dos pigmentos, pois sofrem ação da tonalidade cinza do cimento. Já a utilização

do cimento Portland branco garante a semelhança das cores dos pigmentos,

18

produzindo concreto de cores claras, representando assim uma opção mais atraente.

Com isso, faz necessário verificar a influência destes pigmentos nas propriedades do

concreto fresco e endurecido (AGUIAR, 2006).

Existem três maneiras de ser obtido o concreto colorido, e são elas: após o

concreto endurecer pode pintar a sua superfície, introduzindo pigmentos dentro da

mistura ou facilmente selecionando as cores dos agregados graúdos e miúdos que

serão misturados, além de existirem cimentos com cores especiais, que podem assim

atingir colorações derivadas de sua cor natural (HENAO CELEDÓN; AVENDAÑO,

1999 apud PASSUELO, 2004).

Segundo estudos de Nero e Nunes (1999), no momento em que se decide pela

utilização de um concreto branco ou cromático visa-se atingir pelo menos três

características principais que são identificadas como a satisfação estética, a

eliminação do revestimento e a garantia de durabilidade do material que está sendo

empregue.

Para esta escolha ser feita deve-se levar em consideração os custos que irá

causar, os quais estão envolvidos no processo e são relevantes devido ao uso de

pigmentos e também é necessário que seja levado em consideração a admissão de

um sistema de controle de execução qualificado (PASSUELO, 2004).

Segunda a PCA (2003), é de extrema relevância a consideração dos efeitos dos

componentes da mistura do concreto colorido na compostura final da cor. Em

conformidade com a associação, os fatores eminentes que mais se destacam são a

cor e tipo do cimento, a dosagem e o tipo do pigmento, o tipo, a graduação, a cor e a

limpeza dos agregados, a dosagem e o tipo quando está relacionado aos aditivos.

Outra circunstância que também influencia na coloração final do concreto é o seu

acabamento, uma vez que as cores ficam mais intensas de acordo com o grau de

lisura da superfície em que está sendo aplicado (COSTA et al., 2004).

Ainda segundo Rojas (2003), encontra-se outros fatores que, similarmente aos

demais que já foram citados, podem afetar o resultado final do concreto pigmentado,

são: origem e cor do cimento escolhido, acabamento superficial, relação com a

quantidade de poros, relação a/c, cor e tipo de agregados e a quantia de pigmentos.

19

É citado na Revista Pisos Industriais nº05 (2006), no que se trata da indústria

da construção civil, que os pigmentos em forma de pó estão concorrendo com as

soluções aquosas, pois estas possuem uma vantagem que é a de apresentar uma cor

mais homogênea e uniforme, e também, sua forma de manusear e de medição são

mais fáceis. Mas existe ainda uma concepção negativa a respeito desta solução, que

fica por parte do elevado custo e transporte, pede uma maior demanda de água em

sua composição podendo assim levar à precipitação do pigmento no fundo, se por

acaso não for agitado por tempo suficiente.

2.3.4 Pigmentos orgânicos e inorgânicos

Os colorantes empregados em concreto e em outras serventias são fragmentados

em duas partes: os pigmentos e os corantes, e ambos em mais duas classes, os

orgânicos e os inorgânicos. Em harmonia com o autor, a alteridade entre um pigmento

e um corante está na característica em que uma substância pode dissolver-se em

outra, ou seja, a solubilidade, estando os pigmentos classificados como insolúveis e

os corantes como solúveis, em meio aquoso ou em qualquer outro meio em que haja

contato com algum solvente (ROJAS, 2001)

A obtenção dos pigmentos orgânicos é dada com base em sínteses químicas que

são derivadas do carvão e do petróleo, onde possuem aplicação em tintas e vernizes,

os quais são consumidos na indústria automotiva, na construção civil e em outros

produtos industriais. Foi afirmado por Aguiar (2006) que estes tais pigmentos não

prejudica a resistência a qual é solicitada em determinada estrutura, bem como não

são consideradas poluentes.

Por outro lado, a Revista Pisos Industriais, nº05 (2006) alerta que deve ter certa

limitação dos pigmentos orgânicos quando associado ao concreto, pois o material fica

mais suscetível a quebras por conta de suas ligações químicas, o que acaba fazendo

com que o produto possa ser convertido em um sal solúvel e desse modo é capaz de

acabar danificando a peça e manchando a superfície do concreto com eflorescências.

Por este motivo o pigmento inorgânico é um dos corantes mais indicados para

a produção do concreto com tonalidades diferentes e expressivas, em razão de que

estes apontam um maior índice de durabilidade e menor porção de finos, além disto,

quando são combinados com o cimento branco atingem nuances de cores mais fortes

20

e marcantes. Os empregados com uma maior frequência são aqueles originários do

óxido de ferro, que também podem ser orgânicos, mas nesse caso os resultados finais

obtidos serão inferiores (PAIVA; LIMA; PACHA 2001)

Os pigmentos mais utilizados hoje são resultantes da sucata de ferro velho,

conhecido de forma comercial como “ferrox”, que é outra maneira de se extrair o óxido

de ferro. Baseado nesse tipo de colorante é capaz de se conseguir cores em tons de

ocre, areia, terra, laranja, amarelo, preto, vermelho e outros, podendo assim ser

aproveitados para colorir telhas, pisos, blocos de concreto e até alguns tipos de

rejuntes (ROJAS, 2011).

Existem requisitos que o pigmento inorgânico atende e por isso passa a ser o mais

indicado para o uso na construção civil, tanto no concreto quanto na argamassa, são

eles (COELHO, 2001):

Deve permanecer sem atividade quando estiver em contato com os outros

materiais da argamassa e do concreto

Garantir e preservar sua cor original

Resultar em uma boa resistência a ações das intempéries

O pH deve ser estável

Insolúvel em água

Ter facilidade para se misturar com o cimento e os finos da argamassa e do

concreto

Um importante óxido para a produção de pigmentos é o óxido de ferro, visto

que a partir dele é possível alcançar uma grande variedade de cores, as quais são

obtidas ao longo de modificações feitas no processo de oxidação. Desta forma, a

primeira cor a ser atingida é o amarelo, e depois dele, através da variação de

temperatura, é obtido o vermelho, e em seguida, eliminando o oxigênio da mistura,

chega à cor preta. Para poder criar as outras cores, é feita uma combinação destes

pigmentos considerados primários (AGUIAR, 2006).

Os óxidos de cromo e cobalto são os responsáveis, respectivamente, pela cor

azul e verde, mas por possuírem custos de produção e comercialização elevados

acabam sendo pouco solicitados para o uso (AGUIAR, 2006).

21

Segundo Rojas (2001) explana as diferenças mais relevantes entre os

pigmentos orgânicos e inorgânicos, quando se trata de suas aplicações, podem ser

abreviadas da seguinte forma:

Quadro 2.1 – Características dos Pigmentos Inorgânicos e Orgânicos

Característica Pigmentos

Inorgânicos

Pigmentos

Orgânicos

Estabilidade térmica Alta Baixa

Dispersibilidade Boa Ruim

Estabilidade às

intempéries

Boa Ruim

Poder de cobertura Alto Baixo

Força colorística Baixa Alto

Migração /

eflorescência

Não ocorre Possível

Fonte: Rojas, 2001.

2.3.5 Processo de produção

Para poder melhorar o brilho e o poder de coloração do pigmento, os processos

de produção passam por constantes testes e mudanças, buscando refinar o seu

produto final. Esse refinamento tem como objetivo a produção de partículas do óxido

de ferro que apresentem maior nível de pureza de cor e com pequenas dimensões,

pois essas características acabam aumentando o seu grau de coloração final

(COELHO, 2001).

Conceição (2015) demonstra dois métodos para a mistura na confecção do

concreto colorido. O primeiro consiste em se misturar o pigmento no caminhão

betoneira, seria então um custo mais baixo. No entanto existe a opção de fabricar

mais de uma coloração em função do baixo controle deste processo, restringindo a

uma menor quantidade de concreto.

O segundo método se baseia em sair o concreto colorido já da concreteira,

sendo a coloração inserida na cinta transportadora como se fosse qualquer outro

aditivo. Assim como, Conceição (2015) também indica que o pigmento seja posto na

mistura no mesmo momento com os agregados graúdos, para auxiliar para romper os

22

aglomerados do pigmento, uma vez que são formados de partículas finas. Finalizando

assim, após a mistura com os agregados é posto o cimento, os aditivos líquidos e

mais uma parcela de água.

Conceição (2015) ressalta ainda que exista uma relação máxima indicada para

inserir os pigmentos, que seria cerca de 8% sobre a quantidade total de cimento

adicionada no traço do concreto. Acima disto ocorre saturação e a adição de mais

coloração o não alterará a cor e poderá acarretar em perda de resistência mecânica

do concreto.

Em relação à necessidade de aditivos já que o consumo de cimento é superior

aos convencionais (FONSECA; NUNES, 1995). Com relação a isto, para dar um

aumento à mistura, os fabricantes tornam a granulometria do cimento branco um

pouco mais fina (PÁLLAS, 2002). Com isso a necessidade da adição de fíleres

(FONSECA; NUNES, 1995), materiais bem finos que acrescido a mistura de concreto

aumenta superficialmente. Já em grande parte onde o concreto branco é utilizado,

encontra-se a necessidade da utilização de um retardador de pega, pôr o cimento

branco ser muito reativo (NERO; NUNES, 1999).

Já para definição dos traços, San Martin (2000) relata que para o concreto

branco quanto mais fluida a consistência, melhores os resultados. Com isso a

necessidade de quantidade de cimento será superior a utilizada em concretos

convencionais (BETOCIB, 2000)

Também é relevante a associação da relação água/aglomerante máxima.

Conforme as pesquisas de Kirchheim 2003, a fabricação de concretos à base de

cimento branco, utilizando uma relação a/aglomerante de 0.6, tornaram os concretos

produzidos susceptíveis a um processo de carbonatação alto. Com isso valores

maiores não seriam adotados sob o ponto de vista de durabilidade.

2.3.6 Análise de porcentagem

Aguiar (2006) verificou a influência da adição de coloração sobre a resistência

à compressão do concreto. Em seu estudo, as porcentagens de adição dos pigmentos

foram de 3%, 6% e 9% em relação à massa de cimento. Explanando assim um cenário

de queda de resistência à compressão com a adição de pigmentos.

23

Uma interpretação dos resultados encontrados por Aguiar (2006) pode ser a

elevada perda de trabalhabilidade da mistura de concreto com adição de coloração,

variando a interação de seus grãos com os grãos de cimento e agregados, de maneira

tal que o efeito fíler não tenha ocorrido, sem preenchimento dos poros vazios da

mistura. A consequência final é o decréscimo de resistência.

Já Piovesan (2009) obteve conclusões diferentes de Aguiar (2006). Enquanto

Piovesan (2009) alcançou resistências finais dos concretos com adição de pigmento

todas maiores em relação à do concreto referência, apesar de um aumento não muito

expressivo, da ordem de 2% a 5%, Aguiar (2006) obteve o inverso, pois as resistências

finais foram inferiores ao concreto referência.

Segundo Costa et al. (2004), Hendges (2004) e Alencar (2005) avaliaram a

resistência à compressão de concretos com adição de pigmentos e obtiveram, de

forma generalizada, que a adição de pigmento nas porcentagens de 1,1 a 8% sobre a

massa de cimento praticamente não interferiu na resistência à compressão.

Entretanto Rojas (2003) aponta que o tipo e a cor, do emprego dos pigmentos

causam a queda da resistência. Este efeito começa a ser sentido com adições

superiores a 5% sobre a massa total de cimento utilizada na mistura.

2.4 Execução

2.4.1 Fôrmas

Um ponto essencial para à durabilidade do concreto é sua textura superficial.

Quanto mais lisa, continua e menos porosa for a superfície do concreto, mais seguro

será à ação dos agentes agressivos. E está diretamente ligada a imposição das

formas e do adensamento do material (RAMOS, 1991).

O desenvolvimento de formas e dos materiais para alcançar o efeito esperado

representa um item vital para o concreto branco e ainda existe muito a ser pesquisado

nessa área (NERO; NUNES, 1999).

As formas representam um fator negativo nas superfícies de concreto, e suas

imperfeições marcam as peças em concreto aparente. Com isso, a cautela na

execução do concreto branco é essencial para obter um resultado bom.

24

O material a ser utilizado para a produção terá o efeito no resultado final da

peça de concreto. E deve assegurar a qualidade das superfícies na montagem e na

ligação entres os painéis de modo para evitar perda da nata de cimento. Nero e Nunes

(1999) evidencia a necessidade de utilizar mastiques, silicones e juntas de borracha.

2.4.2 Desmoldantes

Após o critério da seleção dos materiais e formas, uma escolha não adequada

do desmoldante pode afetar toda a superfície das peças de concreto aparente.

De acordo com Nero e Nunes (1999), no concreto aparente, e principalmente

nos brancos, não é aconselhável a utilização dos óleos habituais de desmoldagem

podendo surgir manchas de gordura. Os produtos propostos são à base de parafina

incolor, devendo ser executados com pistolas de pintura e formar uma película bem

fina e continua.

A escolha para o desmoldante leva em consideração o material das fôrmas. Na

obra do aeroporto de Sondika, Espanha, (SAN MARTIN, 2000), a seleção das fôrmas

foi metálica e contrariando os autores Nero e Nunes (1999), o desmoldante escolhido

foi produto à base de azeites vegetais emulsionados em água, demonstrando um

resultado com sucesso na aparência superficial da estrutura.

2.4.3 Misturas e lançamento

Com um estudo adequado do traço e a cuidadosa seleção do material o controle da

relação água/cimento é essencial para a execução da mistura e lançamento para

atingir o efeito esperado. O procedimento de vibração interfere na homogeneidade da

cor do concreto branco. Com uma intensa vibração poderá ocasionar faixas de

tonalidade mais escura que o restante do material (PASSUELO, 2004).

2.5 Proteção e manutenção

Todo material sofre á ação ambiental quando exposto, ocorrendo um

envelhecimento natural. Consequentemente, diversos cuidados devem ser tomados

após a execução do concreto adotando algumas estratégias para a aparência

superficial se manter ao longo do tempo. Tanto para o sistema de proteção como para

a manutenção.

25

2.5.1 Proteção

Apesar de todos os cuidados na fabricação do concreto, este material não está

livre da degeneração da peça. Devido a porosidade do concreto, ele torna-se

vulnerável ao aparecimento de fungos e mofo (RAMOS, 1991).

As opções de sistema de proteção mais adequado para este tipo de obra são

os que agridem menos a superfície do concreto. Nesses fatores relaciona os

hidrofugantes de superfície ou as películas impermeabilizantes (LIMA, 1994).

Os impermeabilizantes agem como protetores por barreiras, formando um filme

aderente à superfície, tornando totalmente impermeável e impossibilitando a

passagem de vapores de água. A produção pode ser de diversos tipos: vernizes,

acrílicos, base água, base solvente, verniz epóxi e verniz poliuretano (LIMA, 1994).

Os hidrofugantes são à base de silicones ou similares tornando chamativo para

uso de superfícies porosas (LIMA, 1994). E são divididos em cinco grupos, são eles,

silicatos, metil siliconados, silanos, siloxanos e ainda há misturas desses materiais

(BATISTA, 1998).

E também, de acordo com Lima (1994), existem sistemas duplos com a

combinação dos dois tipos de sistemas. Bem sucedido em países europeus e no

Brasil.

2.5.2 Manutenção

Segundo Nero e Nunes (1999), a exclusão do revestimento e a garantia da

durabilidade fazem parte da fabricação de peças de concretos branco. Vale salientar

que a durabilidade não é apenas a capacidade da resistência da peça, mas também

da manutenção garantindo a estética ao longo prazo.

Fazendo assim o processo de manutenção periódica, como, limpeza a base de

água pressurizada, com algum tipo de substancia saponáceo. Respeitando os prazos,

sem períodos muitos espaçados, para evitar que a estrutura atinja um estado crítico

(PASSUELO, 2004).

26

3 PROGRAMA EXPERIMENTAL

O programa experimental dessa dissertação foi elaborado com base no traço

de concreto utilizando o método de dosagem da ABCP, acrescentando dois tipos de

pigmento de fabricantes distintos e em duas cores cada. Na mistura de concreto foram

incorporados pigmentos à base de hidróxido de ferro, sendo um em forma líquida e

outro em pó, e as cores inseridas foram o azul e o amarelo. Em relação à massa de

cimento foram adicionadas duas porcentagens (1.5% e 5%) para analisar o

comportamento da peça. Essas porcentagens escolhidas foram recomendadas com

base na leitura de bibliografias, onde falava que utilizando o teor do pigmento igual ou

superior a 5% afetaria na resistência e com um teor mais baixo não influenciaria.

Todas as atividades foram executadas no laboratório do Centro Universitário Cesmac.

3.1 Planejamento do projeto experimental

A caracterização do projeto experimental corresponde na definição de todos os

coeficientes envolvidos na pesquisa, bem como o número de repetições, levando em

consideração sempre as restrições experimentais, como: recursos econômicos,

tempo, espaço físico, entre outros. Diante disso foi definido o experimento conforme

a tabela abaixo:

Quadro 3.1 – Relação da quantidade de corpos de prova

AMOSTRAGEM

TIPO DE

PIGMENTO TEOR DE ADIÇÃO

QUANTIDADE

BRANCO - - 4

AMARELO

PÓ 1,5% 4

5% 4

LÍQUIDO 1,5% 4

5% 4

AZUL

PÓ 1,5% 4

5% 4

LÍQUIDO 1,5% 4

5% 4

TOTAL 36

Fonte: Dados da pesquisa, 2018

27

Esse projeto compreende nove combinações, onde para cada combinação

foram moldados:

Quatro cp’s cilíndricos de 10x20cm, onde três destes foram destinados para

resistência à compressão e 1 para exposição as intempéries.

3.2 Caracterização dos materiais

Nesta pesquisa vieram a ser utilizados materiais que são bastante empregados

em concretos convencionais, tornando o concreto branco com pigmento ser usual.

3.2.1 Cimento

O cimento utilizado nesta pesquisa foi o cimento branco estrutural Okay CEM

II/A-LL 42,5 R, de origem internacional, sendo o único disponível no comércio no

momento da pesquisa. Entretanto, teve-se o cuidado de utilizar o cimento do mesmo

lote de fabricação, com a finalidade de não inserir ruído ao estudo.

Quadro 3.2 – Caracterização do cimento utilizado

Características químicas

Principais compostos Resultados (%)

Clínquer 80-94

Calcário 06-20

Sulfato 4

Cloreto 0,10

Características Físicas

Densidade kg/m³ 3000

Inicio de pega min 60

Resistência a

compressão 2 dias

20 Mpa

Resistência a

compressão 28 dias

42,5 - 62,5 Mpa

Fonte: Fabricante do cimento, 2018.

3.2.2 Agregados

3.2.2.1 Agregado graúdo

28

Decidiu-se optar por um tipo de agregado graúdo que já existisse facilmente no

Estado de Alagoas. O basalto é a rocha mais abundante na região, sendo então

utilizada como agregado graúdo. Como esse material apresenta como característica

a tonalidade escura, foi fundamental para a verificação quanto à tonalidade do

concreto, com uma possível interferência na cor. O agregado pode ser classificado

como brita 1 e com dimensão básica característica de 19mm. O método utilizado foi o

mesmo no programa experimental de Kirchheim (2003).

Quadro 3.3 – Características do agregado graúdo

Determinações Método de

Ensaio Resultados obtidos

Composição

granulométrica

NBR

7217:1987

Abertura

peneira Percentagem retirada

ABNT (mm) Individual Acumulada

19 0 0

12,5 61 61

9,5 28 89

6,3 9 98

4,8 1 99

2,4 1 100

1,2 - 100

0,6 - 100

0,3 - 100

0,15 - 100

< 0,15 - 100

19

29

Dimensão máxima

característica (mm)

NBR

7117:2012

Módulo de finura NBR

7117:2012 6,88

Massa específica

(Kg/dm³)

NBR

9776:1987 2,7

Fonte: Kirchheim, 2003.

3.2.2.2 Agregado miúdo

Para o agregado miúdo escolheu-se a areia média proveniente da região. Conforme

a tabela a seguir:

Quadro 3.4 – Caracterização do agregado miúdo

Determinações Método de

Ensaio Resultados obtidos

Composição

granulométrica

NBR

7217:1987

Abertura

peneira Percentagem retirada

ABNT (mm) Individual Acumulada

4,8 0 0

2,4 5 5

1,2 16 21

0,6 31 52

0,3 40 92

0,15 8 100

30

Dimensão máxima

característica (mm)

NBR

7117:2012

Módulo de finura NBR

7117:2012 2,4

Massa específica

(Kg/dm³)

NBR

9776:1987 2,7

Fonte: Dados da pesquisa, 2018.

3.2.3 Pigmentos

3.2.3.1 Pigmento em pó

Foi utilizado um pigmento de origem nacional pigmento em pó Bayferrox 918

LO, tipo amarelo e azul, disponível no mercado e fornecido por uma fábrica de

argamassa situada em Maceió-Al.

Quadro 3.5 – Dados físico-químicos do pigmento em pó

Propriedades Físico-Química

Sais Solúveis 0,50%

PH 4-8

FeOOH 99,30%

Densidade Aparente g/cm³ 0,6-0,9

Densidade g/cm³ 4

Fonte: Fabricante, 2018.

3.2.3.2 Pigmento líquido

Foi utilizado o corante líquido xadrez, fortemente comercializado e de fácil

acesso. Da natureza química tem como característica: corante a base de água com

bactericida e fungicida, não metálicos, cargas, dióxido de titânio, pigmentos orgânicos

e inorgânicos.

Quadro 3.6 – Dados físico-químicos do pigmento líquido

Propriedades Físico-Químicas

Densidade g/Ml 1,16

31

PH 8,5 a 9,5

Carbono preto

Fonte: Sherwin Williams, 2011.

3.2.4 Água de amassamento

Para realização desta pesquisa foi utilizada água da rede de abastecimento

local.

3.3 Método de dosagem

A metodologia de dosagem utilizada nesse trabalho foi a ABCP (Associação

Brasileira de Cimento Portland), que inicialmente, em 1984, foi idealizada por meio do

Estudo Técnico (ET-67), da autoria do Eng. Públio Penna Firme Rodrigues (revisado

em 1995) apresentando características experimentais.

Nesse método devem ser definidos alguns requisitos:

Quadro 3.7 – Valores determinados para dosagem do concreto

Fck projeto 30 Mpa

Resistência do cimento aos 28 dias 42,5 Mpa

Diâmetro máximo do agregado graúdo 19 mm

Módulo de finura do agregado miúdo 2,4

Massa unitária compactada do agregado

graúdo

1450

Kg/m³

Massa especifica água

1000

Kg/m³

Massa especifica agregado graúdo

2700

Kg/m³

Massa específica real do agregado miúdo

2650

Kg/m³

32

Abatimento do tronco cone "Slump Test"

70 +-

10mm

Massa específica do cimento

3000

Kg/m³

Fonte: Dados da pesquisa, 2018.

3.3.1 Consumo de Água

O primeiro passo é o cálculo da resistência média aos 28 dias, o Fcj a partir do

desvio padrão. O desvio padrão é uma previsão média da variação das resistências à

compressão dos corpos de prova de concreto, sendo o objetivo principal, garantir que,

mesmo com a variação, os valores do Fcj sejam superiores ao Fck de projeto. É

calculado pela seguinte fórmula:

Fcj = Fck + 1,65 x Sd

Quadro 3.8 – Valores de Sd em função do rigor da produção

Sd Condição Classe Tipo de concreto

4 A C10 a

C80

Cimento e agregado medidos em massa e água medida

em medidor com determinação do teor de umidade dos

agregados.

5,5 B C10 a

C25

Cimento medido em massa e água é medida em volume

mediante dispositivo dosador. Os agregados são

medidos em massa combinada com volume para o C25

e em volume para até C20, com a umidade do agregado

miúdo determinada ao menos três vezes durante o turno

de concretagem, realizando as correções através da

curva de inchamento da areia.

7 C C10 e

C15

Cimento medido em massa, os agregados em volume,

água em medidor e a umidade dos agregados sendo

estimada.

Fonte: NBR 12655, 2015

33

O Sd utilizado foi de 7,0, pois foi levado em consideração que esse traço poderá

ser executado em um canteiro de obra, sem um controle tecnológico.

Encontrando um resultado:

Fcj = 30 + 1,65 x 7 = 41,55 Mpa

A próxima etapa é a fixação do Fator água/cimento, que é responsável pela

resistência do concreto. A partir da Curva de Abrams encontramos o valor,

considerando o Fcj e a resistência do cimento aos 28 dias. Então, a/c = 0,49.

Figura 3.1 – Gráfico para a determinação da relação água/cimento em função das resistências do concreto e do cimento aos 28 dias de idade.

Fonte: Rodrigues,1995.

Após isso, foi determinado o consumo de água, tendo como base o abatimento

determinado e o diâmetro do agregado gerando um valor igual a 200l/m3.

Quadro 3.9 – Consumo de água

Consumo de água aproximado (l/m³)

Abatimento (mm)

Dmáx agregado graúdo (mm)

9,5 19 25 32 38

40 a 60 220 195 190 185 180

60 a 80 225 200 195 190 185

34

80 a 100 230 205 200 195 190

Fonte: Método de dosagem ABCP, 1998.

3.3.2 Consumo de cimento

Com os dados já obtidos, determinou-se o consumo de cimento através da

seguinte fórmula:

Cc = Ca* a/c

Onde:

CC = Consumo de cimento

Ca = Consumo de água

a/c = Fator água/cimento

Cc = 200 * 0,49 = 408,16 Kg/m³

3.3.3 Consumo agregado graúdo

Determinação do consumo de agregado graúdo

Quadro 3.10 – Volume de agregado graúdo

MF

Diâmetro Máximo Agregado Graúdo (mm)

9,5 19 25 32 38

1,8 0,645 0,77 0,795 0,82 0,845

2 0,625 0,75 0,775 0,8 0,825

2,2 0,605 0,73 0,755 0,78 0,805

2,4 0,585 0,71 0,735 0,76 0,785

2,6 0,565 0,69 0,715 0,74 0,765

2,8 0,545 0,67 0,695 0,72 0,745

35

3 0,525 0,65 0,675 0,7 0,725

3,2 0,505 0,63 0,655 0,68 0,705

3,4 0,485 0,61 0,635 0,66 0,685

3,6 0,465 0,59 0,615 0,64 0,665

Fonte: Método de dosagem ABCP, 1998.

Cb= Vb*Muc

Onde:

Cb = Consumo de brita

Vb = Volume de brita

Muc = Massa unitária compactada do agregado graúdo

Cb = 0,71 * 1450 = 1029,5 Kg/m³

3.3.4 Consumo agregado miúdo

No caso da areia, o volume é encontrado subtraindo-se de 1 m³ dos volumes

já encontrados de cimento, água e brita. Onde o volume é o peso/massa especifica

(γ).

Volume de areia = 1-(Pc/ γc + Pb/ γb + Pa/ γa)

Va= 1 – (408,16/3000 + 1029,05/2700 + 200/1000) = 0,2826m³

Consumo de areia = Va * γc = 0,2826 * 2650 = 749,02 Kg/m³

3.3.5 Definição do traço

Por fim, a definição do traço

Cimento: Areia : Brita 1 : Água/Cimento

Cc/CC: Ca/cc :cb/cc : Cágua/cc

408,16/408,16 : 749,02/408,16 : 1029,5/408,16 : 200/408,16

36

1 : 1,83 : 2,52 : 0,49

3.4 Produção do concreto

As misturas dos concretos foram feitos em betoneira de eixo inclinado,

preliminarmente limpa. Foram realizados nove traços do concreto e a colocação dos

materiais (Figura 3.2) seguiu sempre a mesma ordem, sendo: brita, areia, cimento e

2/3 da água, sendo o restante da água colocado de acordo com a necessidade. A

operação durou cerca de 3 a 4 minutos.

A princípio foi realizada a mistura sem pigmento para servir como concreto de

testemunho. Em seguida, foi executada a mistura utilizando o pigmento em pó nas

cores escolhidas (Figura 3.3), onde o pigmento é acrescentando e misturado no

cimento branco nas duas porcentagens. E por fim foram moldados os corpos de prova

utilizando os pigmentos líquidos (Figura 3.4), no qual o pigmento é dissolvido nos 2/3

da água inicial para então ser acrescentado a mistura com as duas porcentagens.

O processo de moldagem seguiu a norma brasileira NBR 5738 (2008) e como

desmoldante foi utilizado óleo mineral, aplicado com pincel. O adensamento foi feito

através de golpes com uma agulha de diâmetro 25mm, padronizada para todos os

corpos de prova moldados.

Após as peças serem desmoldadas, foram dispostas em tanque com água

(Figura 3.5), local que permaneceram até o dia da realização do ensaio com 7, 14 e

28 dias de idade.

Figura 3.2 – Materiais utilizados para concretagem

Fonte: Acervo pessoal, 2018.

37

Figura 3.3 – Corpos de prova com pigmento em pó


Figura 3.4 – Corpos de prova com pigmento líquido


Figura 3.5 – Tanque de cura


38

3.5 Descrição do ensaio à compressão axial

Para analisar o comportamento mecânico dos concretos feitos com os dois

tipos de pigmentos e nas duas proporções, foram moldados corpos de prova

cilíndricos 10x20 cm, simulados a ensaio de compressão simples, de acordo com a

norma de recomendação NBR 5739 (2007).

No intuito de avaliar o comportamento da resistência ao longo dos dias,

adotaram-se três idades para a ruptura dos corpos de prova, são elas 7,14 e 28 dias.

Para o ensaio foi utilizado a prensa computadorizada disponível na instituição.

Figura 3.6 – Prensa da instituição


3.6 Análise dos resultados

As informações que foram encontradas nos experimentos de resistência à

compressão com o rompimento dos corpos-de-prova receberam tratamento estatístico

para que assim pudesse eliminar valores hipotéticos.

Para realizar a analogia dos pigmentos, cores e porcentagens, foram utilizadas

planilhas comparativas com gráficos para que fosse possível verificar as diferenças

que ocorreram no ensaio à compressão.

39

4 RESULTADOS

. Após a coleta dos dados em laboratório, gráficos foram montados para explanar

os resultados.

Figura 4.1 – Resultados do ensaio a compressão do pigmento em pó


Figura 4.2 – Resultados do ensaio a compressão do pigmento líquido


40

Figura 4.3 – Corpos de prova expostos às intempéries em 23 de agosto de 2018.


Figura 4.4 – Corpos de prova expostos às intempéries em 05 de novembro de 2018.


41

5 DISCUSSÃO

Os resultados encontrados para cada tipo de pigmento foram plotados em gráficos

para provocar uma melhor visualização dos dados a serem observados.

Analisando as consequências do uso dos pigmentos líquidos, notou-se que na

mistura do concreto houve uma melhor homogeneidade quando utilizado esse tipo de

pigmento, melhorando assim a trabalhabilidade do concreto, e também foi possível

proporcionar uma cor final mais intensa às peças moldadas. Em contrapartida foi

observado uma diminuição na resistência à compressão dos corpos-de-prova de 3%

a 13% com a idade final de 28 dias quando comparados com o concreto de

testemunho da mesma idade, exceto a peça que foi moldada com o pigmento amarelo

na porcentagem de 1,5%, neste caso houve um aumento de resistência.

Considerando os efeitos causados pela utilização dos pigmentos em pó, verifica-

se o aumento na resistência de 4 a 20% quando comparado com a resistência do

corpo de prova de testemunho com idade de 28 dias, sendo válido para todos os

pigmentos e suas respectivas porcentagens utilizadas. Dentro dos resultados

encontrados também houve uma ressalva, só que desta vez em relação ao pigmento

amarelo quando utilizado a quantidade de 5%, pois houve uma queda quando foi

realizada a ruptura final, com 28 dias de idade, onde sua resistência ficou igual a do

concreto utilizado como testemunho.

Outro ponto a se destacar é em relação à resistência quando os corpos de prova

foram rompidos com idade de 14 dias, pois foi observada uma baixa em ambos os

tipos de pigmento, no pó aconteceu quando foi aplicada a quantidade de 5% da cor

azul e 5% da cor amarela, já no líquido ocorreu quando foram empregadas as

quantidades de 1,5% da cor azul e 5% da cor amarela. No concreto testemunho

também houve uma queda significativa quando foi rompido o corpo de prova dessa

mesma idade.

Já em relação a tonalidade, mesmo com agregado expondo uma cor mais escura,

a utilização do basalto não escureceu demasiadamente o concreto fabricado. A

explanação desse fato é porque a argamassa da mistura do concreto cobriu

inteiramente o basalto. Levando assim, que rochas de tonalidades escuras podem ser

utilizadas na fabricação do concreto.

42

Em análise do desmoldante utilizado não houve interferências no efeito visual da

peça.

Já na exposição das peças aos raios ultravioletas no período de tempo de

aproximadamente 75 dias, ainda não foi possível identificar danos as peças.

Deve-se destacar que essas conclusões obtidas devem ser consideradas como

indícios importantes, mas que estão associados aos materiais e condições

experimentais empregados neste trabalho, e sua propagação deve ser realizada com

atenção avaliando as condições dos locais para o emprego dessa pesquisa.

5.1 Sugestões para trabalhos futuros

A partir dos resultados que foram encontrados, ficam ideias para possíveis

pesquisas futuras:

Observar se sempre ocorre queda de resistência aos 14 dias quando

utilizado o cimento Portland branco estrutural;

Fazer o mesmo estudo só que utilizando o cimento cinza para observar

qual é o seu comportamento.

43

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49

ANEXOS

50

ANEXO A – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO SEM PIGMENTO

Ensaio com 7 dias

51

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

52

ANEXO B – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO COLORIDO AMARELO PÓ 1,5%

Ensaio com 7 dias

53

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

54

ANEXO C – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO COLORIDO AMARELO PÓ 5%

Ensaio com 7 dias

55

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

56

ANEXO D – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO COLORIDO AZUL PÓ 1,5%

Ensaio com 7 dias

57

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

58

ANEXO E – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO COLORIDO AZUL PÓ 5%

Ensaio com 7 dias

59

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

60

ANEXO F – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO COLORIDO AMARELO LÍQUIDO 1,5%

Ensaio com 7 dias

61

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

62

ANEXO G – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO COLORIDO AMARELO LÍQUIDO 5%

Ensaio com 7 dias

63

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

64

ANEXO H – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO COLORIDO AZUL LÍQUIDO 1,5%

Ensaio com 7 dias

65

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

66

ANEXO I – ENSAIO A COMPRESSÃO COM IDADE DE 7, 14 E 28 DIAS DO

CONCRETO COLORIDO AZUL LÍQUIDO 5%

Ensaio com 7 dias

67

Ensaio com 14 dias

Ensaio com 28 dias

centro universitÁrio cesmac da...de cimento branco / ana lívia euzébio bezerra .- 201 8 . 6 8 p....

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