Parte 2: Estudo das Propriedades do Concreto

Fresco

Curso: Introdução à Ciência dos Materiais Aplicados à Engenharia

Civil

Campus de Ilha SolteiraCampus de Ilha Solteira

Profa Dra. Mônica Pinto Barbosa

CONCRETO

1. Aglomerado resultante da mistura de cimento, água, agregados miúdos e graúdos, e, eventualmente aditivos e/ou adições.

2. Material composto que consiste essencialmente de um meio contínuo aglomerante, dentro do qual estão mergulhados partículas ou fragmentos de agregados.

Definição:

O meio aglomerante é formado por uma mistura de cimento hidráulico e água.

ESQUEMATICAMENTE

- argamassa + agregado graúdo concreto

- cimento + água pasta

- pasta + agregado miúdo argamassa

- concreto + armadura concreto armado

Histórico:• Império Romano - Cimento pozolânico ( de origem

vulcânica): Cimento vem do termo latino coementum, que designava na velha Roma uma espécie de pedra natural de rochedos.

• 1817 - Invenção do Cimento Portland por Luis Vicat.• 1824 - Aspdin - França - Na ilha de Portland, consegue calcinar uma

parte de argila e três partes de pedra calcárea, moída até obter um pó fino - Cimento Portland.

• 1848 - Invenção do Concreto Armado por Lambot. Constrói um barco com argamassa de cimento reforçada com ferro.

• 1861 - Monier - França - Vaso de flores de concreto com armadura de arame

• 1898 - Intervenção do arq. Auguste Perret (o concreto armado na arquitetura moderna).

"Ninguém pensaria em usar madeira em uma barragem, aço em pavimentação ou asfalto em estruturas de edifícios, mas o concreto é usado para cada uma dessas e em muitas outras utilizações em lugar de outros materiais de construção. Ele é usado para suportar, para vedar, para revestir e para preencher. Mais pessoas precisam conhecer melhor o concreto que outros materiais especializados." (J. Kelly)

•1902 - Mörsch - Alemanha - Teoria científica sobre o dimensionamento de peças de concreto armado. Os conceitos desenvolvidos por Mörsch são válidos ainda hoje;

•ANOS 60: SURGE O CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) – CHIGAGO;

•ANOS 80 – CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – com o aparecimento de novos tipos de aditivos superplastificantes;

•ANOS 90: CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL - JAPÃO

Atualmente é o material artificial mais consumido pelo homem no mundo.

Classificação:•Em relação ao uso de armadura:Simples - sem barras de açoArmado - com barras de açoProtendido - com cabos de aços tracionados.

•Em relação à massa específica:Leve - massa < 1800 kg/m3Normal - + 2400 kg/m3Pesado - massa > 3200 kg/m3

•Em relação à resistência:Baixa resistência - < 20 MPaModerada - 20 a 40 MPaAlta resistência - > 40 MPa.

TIPOS DE CONCRETO

CONCRETO CONVENCIONAL

CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR)

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD)

CONCRETO COM ADIÇÃO DE FIBRAS

CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL (CAA)

CONCRETO BOMBEÁVEL

CONCRETO PROJETADO

CONCRETO ROLADO OU CONCRETO COMPACTADO COM ROLO

CONCRETO COLORIDO,etc

A ESTRUTURA DO CONCRETO

CONCRETO = PASTA + AGREGADOS + (zona de transição)

FASE PASTA•No concreto fresco, envolve os agregados, enchendo os vazios, dando possibilidade de manuseio.•No concreto endurecido, aglutina os agregados, dando ao conjunto: resistência, certa impermeabilidade estabilidade dimensional e durabilidade.

FASE AGREGADO•Predominantemente responsável pela massa específica, módulo de elasticidade, e estabilidade dimensional do concreto;•Pode influir na resistência e durabilidade do concreto;•O agregado também funciona como redutor de custos.

O Concreto deve atender a:

1. Condições Técnicas:

TRABALHABILIDADE - Consistência

RESISTÊNCIA - Compressão, tração, flexão, desgaste.

DURABILIDADE - Impermeabilidade, constância de volume.

2. Condições econômicas:

Menor consumo de cimento.

TraçoExpressão da composição do concreto.

Em massa, referente à unidade de massa de cimento.

1 : a : p : x

cimento:areia:pedra:água

Relações importantes:

1. Relação água/cimento

· Resistência e Durabilidade

2. Relação água/materiais secos

· Trabalhabilidade/consistência

Relação água/cimento (a/c)

•Responsável pela Resistência e durabilidade do concreto.

Concretos fabricados com traços diferentes, porém com materiais de mesma procedência, relações água/cimento (a/c) e granulometrias iguais têm resistências iguais.

Relação água/materiais secos (A%)

•Responsável pela trabalhabilidade.

“A percentagem de água/materiais secos é praticamente independente do traço para uma dada trabalhabilidade, considerando o emprego dos mesmos materiais e a mesma distribuição granulométrica.”

Lei de

Lyse

LEI DE LYSE

Onde: a= areia

p =pedra

CONCRETO FRESCOConhecer o comportamento do concreto no estado plástico é muito importante. Para se obter concretos endurecidos de boa qualidade, é necessário que ele seja tratado cuidadosamente na fase plástica, uma vez que as deficiências geradas nesta fase resultarão em prejuízos para o resto da vida da peça fabricada, comprometendo a sua durabilidade.

A principal propriedade do concreto fresco :

Trabalhabilidade

Definição de TrabalhabilidadeA palavra trabalhabilidade é um termo que se refere às propriedades do concreto no estado fresco, isto é, às

propriedades do concreto antes que se inicie apega e seu endurecimento.

A trabalhabilidade deve satisfazer certos critérios:

• A trabalhabilidade é só uma propriedade do concreto;• A trabalhabilidade será expressa quantitativamente em termos de uma ou mais constantes físicas;•Todas as constantes físicas devem ser expressas em termos de unidades fundamentais de massa, comprimento e tempo ou de unidades derivadas delas, tais como tensão de cisalhamento e taxa de cisalhamento;•As constantes devem ser tais que os valores de todas elas sejamnumericamente os mesmos para dois ou mais materiais.

Principais Definições de Trabalhabilidade.

American Concrete Institute (ACI): propriedade do concreto ou argamassa noestado fresco que determina a facilidade e a homogeneidade com as quais o material pode ser misturado, lançado, adensado e acabado;

British Standards Institution → propriedade do concreto, argamassa ou semelhante no estado fresco que determina a facilidade com a qual o material pode ser manipulado e completamente adensado;

Association of Concrete Engineers (Japão) → propriedade do concreto ou argamassa no estado fresco que determina a facilidade com a qual o material pode ser misturado, lançado e adensado devido à sua consistência, a homogeneidade com a qual o concreto pode ser feito e o grau com qual o material pode resistir à separação de materiais.

American Society for Testing and Materials (ASTM): atrabalhabilidade pode ser definida como “a propriedade que determina o esforço necessário para manipular uma quantidade de concreto fresco com uma perda mínima de homogeneidade”,

MEHTA & MONTEIRO : A trabalhabilidade é uma propriedade composta de pelo menos dois componentes principais: fluidez, que descreve a facilidade de mobilidade do concreto fresco; e a coesão, que descreve a resistência à exsudação ou à segregação

Importância da Trabalhabilidade na Tecnologia dos Concretos

Qualidade do Concreto Fresco

Determinada por sua homogeneidade e pela facilidade com a qual esse material pode ser misturado, transportado, adensado e acabado.

Propriedades da Trabalhabilidade associadas à qualidade do material.

São elas: Capacidade de escoamento, capacidade de moldagem, coesão e compactabilidade.

CAPACIDADE DE ESCOAMENTO: está relacionada com a consistência, uma vez que essa determina a facilidade com que um concreto escoa;

COESÃO: é uma medida da compactabilidade e da capacidade de acabamento, é geralmente avaliada pela facilidade de alisamento e pelo julgamento visual da resistência à segregação

Fatores que Influenciam a Trabalhabilidade

• o tempo de manipulação das misturas;• as propriedades e as características dos cimentos e dos agregados;• a presença de qualquer adição mineral em substituição ao cimento;• a presença de qualquer adição química;• as proporções relativas dos materiais constituintes da mistura.

OBS: Os fatores não são independentes um dos outros em seus efeitos.

Do ponto de vista reológico:

A trabalhabilidade dependente essencialmente dos fatores relacionados ao esqueleto dos agregados e da quantidade e fluidez da pasta usada quando da mistura de concreto.

Tempo de manipulação das misturas

O concreto fresco pode ser manipulado, lançado e adensado durante o período de indução da hidratação do cimento. Depois de completado esse

período, os parâmetros relacionados com a resistência mecânica e durabilidade começam a ser evidenciados.

No entanto, a trabalhabilidade diminui com o tempo logo nos primeiros minutos após a mistura.

Mudanças nas propriedades reológicas com o tempo podem ocorrer devido:

• a fatores físicos (coagulação e reestruturação da microestrutura);

• a fatores químicos (hidratação do cimento e redução da quantidade de água livre).

Parâmetros-chave influenciando asmudanças com o tempo:

• a temperatura, • a composição da mistura, • a interação entre o aglomerante e o SP utilizado.

CONCLUINDO: o tempo no qual o ensaio é desenvolvido torna-se muito importante em relação ao tempo no qual a mistura foi executada e o tempo no qual ela será utilizada.

PERDA DA TRABALHABILIDADE COM O TEMPO

Está relacionada à perda de abatimento, pode ser muito importante na prática, principalmente se a distância

entre a usina de concreto e a obra for considerável ou, ainda, se algum atraso imprevisto ocorrer. No caso de

regiões onde a temperatura ambiente é alta, o problema da perda da trabalhabilidade é particularmente agudo