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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das lamas de corte da indústria do mármore Ricardo Filipe Barbosa Rodrigues Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia civil Orientador: Prof. Dr. Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito Júri Presidente: Prof. Dr. Fernando Manuel Fernandes Simões Orientador: Prof. Dr. Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito Vogal: Prof. Dr. João Carlos de Oliveira Fernandes de Almeida Novembro 2014

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Page 1: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de

agregados muito finos provenientes das lamas de corte da

indústria do mármore

Ricardo Filipe Barbosa Rodrigues

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia civil

Orientador: Prof. Dr. Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito

Júri

Presidente: Prof. Dr. Fernando Manuel Fernandes Simões

Orientador: Prof. Dr. Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito

Vogal: Prof. Dr. João Carlos de Oliveira Fernandes de Almeida

Novembro 2014

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i

Resumo A problemática existente no campo da exploração de recursos naturais é um tema emergente nas

últimas décadas e exige cada vez mais atenção, existindo cada vez mais organizações e países que

procuram sensibilizar e alertar a população para os problemas originados pela exploração

ininterrupta destes recursos. Todos os anos são produzidos nos concelhos de Estremoz, Borba e

Vila-Viçosa grandes quantidades de resíduos, avaliados em cerca de 80 a 90% da rocha extraída.

A construção civil é tida como um dos maiores consumidores de recursos naturais, gerando uma

quantidade elevada de resíduos. É portanto cada vez mais importante procurar soluções para o

consumo destes desperdícios de forma a satisfazer a procura crescente dos mesmos e a reduzir o

seu impacte ambiental. Justifica-se assim a utilização destes resíduos originados nas escombreiras

de mármore na produção de betões estruturais. Para que esta alternativa seja validada no setor da

construção civil, é necessário assegurar a qualidade e segurança dos betões produzidos com lamas

provenientes da indústria de corte do mármore e conhecer o seu comportamento e desempenho.

Na presente investigação, procurou-se avaliar o desempenho mecânico de betões com diferentes

taxas de incorporação de lamas provenientes da indústria de corte de mármore, assim como a

incorporação de adjuvantes do tipo plastificante sobre os mesmos. Para estudar e validar a

utilização destes resíduos, foram realizados ensaios ao betão, quer no estado fresco, quer no estado

endurecido. No estado fresco, foram realizados os ensaios de trabalhabilidade e massa volúmica,

enquanto que para avaliar as suas propriedades no estado endurecido, foram realizados os ensaios

de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, módulo de

elasticidade, velocidade de propagação de ultra-sons e resistência ao desgaste por abrasão.

Para realização da campanha experimental, foram ensaiados provetes cúbicos e cilíndricos de

doze tipologias de betão, que se podem agrupar em três famílias, sendo a primeira sem

incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira

com incorporação de superplastificante de alto desempenho. Em todas as famílias, foram

utilizadas taxas de substituição de 0, 5, 10 e 20%.

Com a presente investigação, concluiu-se que a incorporação de lamas provenientes do corte do

mármore em betões convencionais até taxas de 10% originam resultados bastante satisfatórios,

validando a utilização destes betões na construção civil, embora o seu desempenho seja, de modo

geral, inferior ao do betão de referência. Relativamente ao uso de superplastificantes, observou-

se que estes permitiram melhorar o desempenho mecânico dos betões produzidos quando

comparados com o betão de referência, sem adição de adjuvantes.

Palavras-chave: lamas de corte de mármore; betão; desempenho mecânico; superplastificantes.

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ii

Abstract The existing problem in the natural resources exploitation field is an emerging theme in the last

decades and requires increasingly greater attention, with a growing number of organizations and

countries that seek to draw awareness and alert the population to the problems originated from

the uninterrupted exploitation of these resources. Every year large amounts of wastes are

produced in the regions of Estremoz, Borba and Vila-Viçosa, evaluated in about 80 to 90% of the

extracted rock. The civil construction is one of the largest consumers of natural resources,

generating large amounts of waste. It is therefore increasingly important to seek solutions for the

consumption of these wastes in order to satisfy their increasing extraction and to reduce the

resulting environmental impacts. The use of these wastes originated from the marble dumps in

the production of structural concrete is therefore justified. In order for this alternative to be

validated in the civil construction sector, it is necessary to ensure the quality and safety of concrete

made with sludge from the marble extraction industry and to know their behaviour and

performance.

In this present investigation, it was sought to evaluate the mechanical performance of concrete

made with various incorporation ratios of sludge from the marble extraction industry as well as

with incorporation of plasticizers. To study and validate the utilization of these wastes, tests were

made on concrete, both in the fresh state and the hardened state. In the fresh state, workability

and bulk density tests were made, while to evaluate the properties in the hardened state,

compressive strength, splitting tensile strength, modulus of elasticity, ultrasonic pulse velocity

and abrasion resistance tests were made.

In order to carry out the experimental campaign, cubic and cylindrical specimens were prepared

from twelve types of concrete, which can be grouped in three families, the first one being with no

adjuvant, the second one with the incorporation of ordinary plasticizer and the third with the

incorporation of high performance superplasticizer. In all families, substitution ratios of 0%, 5%,

10% and 20% were used.

As a result of this investigation, it was found that the incorporation of sludge from the marble

extraction industry in concrete in ratios up to 10% originates satisfactory results, validating the

utilization of this concrete in the construction sector, although its performance is, in general, lower

than that of the reference concrete. Regarding the use of superplasticizers, it was observed that

they improved the mechanical performance of concrete when compared to the reference concrete

without adjuvants.

Key-words: marble extraction sludge; concrete; mechanical behaviour; superplasticizers.

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iii

Agradecimentos

A presente dissertação é o resultado de vários meses de trabalho, que culminaram com a redação

da mesma. Durante este processo existiram várias pessoas e entidades que estiveram envolvidas,

cujo apoio e incentivo foi um ponto importante que me permitiu ultrapassar os vários obstáculos

e dificuldades que foram encontrados. Não quero, portanto, deixar de lhes exprimir o meu

agradecimento.

Ao Professor Doutor Jorge de Brito, orientador científico desta dissertação, agradeço o voto de

confiança prestado e expresso o meu profundo agradecimento, não só pela simpatia,

disponibilidade e exigência que prestou a este trabalho, mas também pelas ideias e rigor que

trouxe á dissertação e que certamente contribuíram para o rigor e qualidade da mesma.

Aos meus pais e a toda a minha família, pelo incentivo, preocupação, carinho e esforço que

demonstraram ao longo de toda a minha vida e do meu percurso escolar e que certamente

contribuíram para enfrentar e superar as dificuldades sentidas.

À minha prima Cristina, pela revisão atenta da dissertação.

Aos meus colegas do IST, Jorge Pontes, Diogo Pedro e, especialmente, ao Manuel Sardinha por

toda a ajuda prestada durante a atividade experimental.

Aos técnicos do Laboratório de Construção do IST, em particular aos senhores Leonel Silva, João

Lopes e Pedro Costa pela ajuda durante o trabalho.

Às empresas Grupo Soarvamil, Cimpor, Sika, Solubema e Secil, pela cedência dos materiais

necessários para a realização deste estudo.

Aos Engenheiros Luís Evangelista, Diogo Costa da Silva e Filipe Gameiro pela ajuda no trabalho

realizado.

À Tânia Brito pelo constante apoio e compreensão e também pela motivação e ajuda nos

momentos mais difíceis.

Aos meus amigos Manuel Sardinha, Rui Sousa Braga, Diogo Bernardo, Luís Campos, Jorge

Matias, Vasco Neves, David Lourenço, Tomás Costa, Teresa Lima, João Barroso, João Carvalho,

Ricardo Nogueira, Manuel Marques, Marta Carrilho, Patrícia Nobre, Inês Figueiredo, Inês Lage,

Francisco Martinho, Diogo Silva, Filipe Gameiro, Diogo Rego, Carlos Lagareiro, Victor

Gonçalves, André David, Duarte Santos e aos restantes amigos e colegas que me acompanharam

durante o meu percurso académico.

Por fim, a todos aqueles que, de forma direta ou indireta, contribuíram para o sucesso do meu

percurso escolar.

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Índice Resumo ........................................................................................................................................... i

Abstract ......................................................................................................................................... ii

Agradecimentos ............................................................................................................................ iii

Abreviaturas ................................................................................................................................ xii

1) Introdução ................................................................................................................................. 1

1.1) Considerações iniciais ........................................................................................................ 1

1.2) Objetivo da dissertação ...................................................................................................... 4

1.3) Metodologia e organização da dissertação......................................................................... 4

2) Estado da Arte ........................................................................................................................... 7

2.1) Introdução .......................................................................................................................... 7

2.2)Propriedades dos agregados produzidos a partir de resíduos provenientes da indústria do

mármore .................................................................................................................................... 7

2.2.1) Propriedades físicas .................................................................................................... 7

2.2.2) Propriedades químicas ................................................................................................ 9

2.2.3) Resíduos com efeito de fíler...................................................................................... 11

2.2.4) Resíduos com efeito pozolânico ............................................................................... 12

2.3) Processo extrativo do mármore ........................................................................................ 12

2.3.1) Anticlinal de Estremoz .............................................................................................. 13

2.3.2) Exploração e produção da matéria-prima ................................................................. 14

2.3.3) Extração da matéria-prima ........................................................................................ 15

2.4) Propriedades mecânicas de betões produzidos a partir de resíduos provenientes da indústria

do mármore no estado fresco .................................................................................................. 16

2.4.1) Massa volúmica ........................................................................................................ 16

2.4.2) Trabalhabilidade ....................................................................................................... 18

2.5) Propriedades mecânicas dos betões produzidos a partir de resíduos provenientes da

indústria do mármore no estado endurecido............................................................................ 19

2.5.1) Resistência à compressão .......................................................................................... 19

2.5.2) Resistência à tração ................................................................................................... 22

2.5.3) Módulo de elasticidade ............................................................................................. 23

2.5.4) Resistência ao desgaste por abrasão .......................................................................... 23

2.5.5) Velocidade de propagação de ultra-sons ................................................................... 25

2.6) Adjuvantes do tipo plastificante para betão ..................................................................... 26

2.6.1) Mecanismo de atuação .............................................................................................. 26

2.6.2) Influência em betões ................................................................................................. 29

2.7) Outras aplicações dos agregados de mármore ................................................................. 31

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2.8) Conclusões ....................................................................................................................... 32

2.8.1) Massa volúmica ........................................................................................................ 32

2.8.2) Trabalhabilidade ....................................................................................................... 32

2.8.3) Resistência à compressão .......................................................................................... 33

2.8.4) Resistência à tração ................................................................................................... 33

2.8.5) Módulo de elasticidade ............................................................................................. 33

2.8.6) Resistência à abrasão ................................................................................................ 33

2.8.7) Velocidade de propagação de ultra-sons ................................................................... 33

3) Campanha experimental.......................................................................................................... 35

3.1) Introdução ........................................................................................................................ 35

3.2) Fases da campanha experimental ..................................................................................... 35

3.2.1) Primeira fase experimental........................................................................................ 35

3.2.2) Segunda fase experimental........................................................................................ 36

3.2.3) Terceira fase experimental ........................................................................................ 36

3.3) Formulação dos betões ..................................................................................................... 37

3.3.1) Cálculo das quantidades de material ......................................................................... 37

3.4) Processo de amassadura ................................................................................................... 45

3.5) Ensaios de caracterização aos agregados ......................................................................... 46

3.5.1) Análise granulométrica ............................................................................................. 46

3.5.2) Massa volúmica e absorção de água ......................................................................... 48

3.5.3) Massa volúmica aparente .......................................................................................... 52

3.5.4) Desgaste de Los Angeles .......................................................................................... 53

3.5.5) Índice de forma ......................................................................................................... 55

3.6) Ensaios ao betão no estado fresco .................................................................................... 56

3.6.1) Abaixamento (cone de Abrams) ............................................................................... 56

3.6.1.1) Objetivo do ensaio ................................................................................................. 56

3.6.2) Massa volúmica ........................................................................................................ 58

3.7) Ensaios ao betão no estado endurecido ............................................................................ 60

3.7.1) Resistência à compressão .......................................................................................... 60

3.7.2) Resistência à tração por compressão diametral ......................................................... 62

3.7.3) Módulo de elasticidade ............................................................................................. 64

3.7.4) Velocidade de propagação de ultra-sons ................................................................... 66

3.7.5) Resistência ao desgaste por abrasão .......................................................................... 67

4) Resultados da campanha experimental ................................................................................... 71

4.1) Introdução ........................................................................................................................ 71

4.2) Ensaios de caraterização aos agregados naturais ............................................................. 71

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4.2.1) Análise granulométrica ............................................................................................. 71

4.2.2) Massa volúmica e absorção de água ......................................................................... 76

4.2.3) Massa volúmica aparente .......................................................................................... 77

4.2.4) Desgaste de Los Angeles ........................................................................................... 77

4.2.5) Índice de forma ......................................................................................................... 77

4.3) Ensaios de caraterização às lamas de corte de mármore .................................................. 77

4.3.1) Massa volúmica e superfície específica de Blaine .................................................... 77

4.3.2) Baridade .................................................................................................................... 78

4.3.3) Análise granulométrica ............................................................................................. 78

4.3.4) Composição química ................................................................................................. 79

4.3.5) Composição mineralógica ......................................................................................... 80

4.4) Propriedades dos betões no estado fresco ........................................................................ 81

4.4.1) Abaixamento (cone de Abrams) ............................................................................... 81

4.4.2) Massa volúmica ........................................................................................................ 83

4.5) Propriedades dos betões no estado endurecido ................................................................ 84

4.5.1) Resistência à compressão .......................................................................................... 84

4.5.2) Resistência à tração por compressão diametral ......................................................... 90

4.5.3) Módulo de elasticidade ............................................................................................. 93

4.5.4) Velocidade de propagação de ultra-sons ................................................................... 96

4.5.4) Resistência ao desgaste por abrasão .......................................................................... 97

4.6) Conclusões ..................................................................................................................... 101

4.6.1) Propriedades das lamas de corte de mármore ......................................................... 101

4.6.2) Propriedades dos betões no estado fresco ............................................................... 101

4.6.3) Propriedades dos betões no estado endurecido ....................................................... 102

5) Conclusão e desenvolvimentos futuros ................................................................................. 103

5.1) Considerações finais ...................................................................................................... 103

5.2) Conclusões gerais .......................................................................................................... 103

5.3) Propostas de desenvolvimento futuro ............................................................................ 106

Bibliografia ............................................................................................................................... 107

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vii

Índice de figuras Figura 1.1 - Principais produtores de rochas ornamentais em 2012 .............................................. 2

Figura 1.2 - Principais exportadores de rochas ornamentais em 2012 .......................................... 2

Figura 1.3 - Evolução da produção de rocha ornamental em Portugal ......................................... 2

Figura 1.4 - Centro de produção de agregados de Vila Viçosa ..................................................... 3

Figura 1.5 - Corte dos blocos de mármore recorrendo ao fio diamantado .................................... 3

Figura 2.1 - Curva granulométrica dos resíduos da região de Pêro Pinheiro ................................ 8

Figura 2.2 - Localização do Anticlinal de Estremoz-Borba-Vila Viçosa .................................... 13

Figura 2.3 - Exploração de rochas ornamentais à superfície e subterrânea ................................. 14

Figura 2.4 - Várias fases de extração a céu aberto de rochas ornamentais ................................. 15

Figura 2.5 - Variação da massa volúmica com a substituição de pó de mármore ....................... 16

Figura 2.6 - Variação da massa volúmica em função da taxa de substituição de areias finas ..... 17

Figura 2.7 - Variação da massa volúmica em função da taxa e tipo de substituição .................. 17

Figura 2.8 - Variação da massa volúmica em função da taxa de substituição ............................ 18

Figura 2.9 - Abaixamento em função da taxa de substituição de pó de mármore e calcário ...... 18

Figura 2.10 - Abaixamento em função das várias taxas de substituição ..................................... 19

Figura 2.11 - Resistência à compressão em função da idade dos betões .................................... 20

Figura 2.12 - Evolução da resistência à compressão com a taxa de substituição de pó de mármore

..................................................................................................................................................... 21

Figura 2.13 - Resistência à compressão em função da taxa de substituição ............................... 22

Figura 2.14 - Perda de massa relativa ao betão de referência para as várias taxas de substituição

..................................................................................................................................................... 24

Figura 2.15 -Velocidade de propagação de ultra-sons em função da taxa de substituição de areia

fina por pó de mármore ............................................................................................................... 25

Figura 2.16 - Relação entre a resistência à compressão e a velocidade de propagação de ultra-sons

para substituições de cimento ...................................................................................................... 26

Figura 2.17 - Relação entre a resistência à compressão e a velocidade de propagação de ultra-sons

para substituições de areia ........................................................................................................... 26

Figura 2.18 - Quando não há plastificante, a quantidade de água necessária para a mobilidade das

partículas é grande ....................................................................................................................... 27

Figura 2.19 - Quando se adiciona o plastificante, as partículas repelem-se e a água que fica livre

entre elas não é necessária para a sua mobilidade ....................................................................... 27

Figura 2.20 - As distâncias entre as partículas reduzem-se e a água em excesso pode ser

dispensada ................................................................................................................................... 27

Figura 2.21 - Adsorção superficial dos polímeros que constituem os superplastificantes .......... 28

Figura 2.22 - Mecanismo de repulsão electrostática ................................................................... 28

Figura 2.23 - Distribuição das partículas em betões convencionais ............................................ 28

Figura 2.24 - Distribuiçao das partículas em betões com incorporação de superplastificantes .. 28

Figura 2.25 - Importância da correção de trabalhabilidade em betões com incorporação de

superplastificantes (à esquerda) e plastificantes (à direita) ......................................................... 29

Figura 2.26 - Abaixamento em função da taxa de incorporação de superplastificante ............... 31

Figura 3.1 - Curva de referência de Faury com cimento ............................................................. 43

Figura 3.2 - Curva de referência de Faury sem cimento ............................................................. 43

Figura 3.3 - Curvas granulométricas de cada tipo de agregado e curva de referência de Faury sem

cimento ........................................................................................................................................ 44

Figura 3.4 - Plástico colocado na boca da betoneira durante a fase de betonagem ..................... 46

Figura 3.5 - Balança de precisão ................................................................................................. 47

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viii

Figura 3.6 - Estufa ventilada ....................................................................................................... 47

Figura 3.7 - Máquina de peneirar e peneiros colocados .............................................................. 47

Figura 3.8 - Picnómetro ............................................................................................................... 49

Figura 3.9 - Contentor cilíndrico estanque .................................................................................. 52

Figura 3.10 - Máquina de Los Angeles ....................................................................................... 54

Figura 3.11 - Esferas de aço ........................................................................................................ 54

Figura 3.12 - Paquímetro ............................................................................................................. 55

Figura 3.13 - Material utilizado no ensaio .................................................................................. 57

Figura 3.14 - Leitura do abaixamento ......................................................................................... 58

Figura 3.15 - Formas de abaixamento, (a) ensaio válido e (b) ensaio inválido (NP EN 12350-2

(2002)) ......................................................................................................................................... 58

Figura 3.16 - Recipiente estanque ............................................................................................... 59

Figura 3.17 - Agulha vibratória ................................................................................................... 59

Figura 3.18 - Prensa hidráulica de quatro colunas ...................................................................... 60

Figura 3.19 - Controlador da prensa hidráulica de quatro colunas.............................................. 60

Figura 3.20 - Colocação do provete cúbico na prensa ................................................................ 61

Figura 3.21 - Rotura do provete cúbico ....................................................................................... 61

Figura 3.22 - Roturas satisfatórios dos provetes cúbicos (NP EN 12390-3) ............................... 61

Figura 3.23 - Roturas não satisfatórias dos provetes cúbicos ...................................................... 62

Figura 3.24 - Posicionamento do provete cilíndrico ................................................................... 63

Figura 3.25 - Rotura do provete cilíndrico .................................................................................. 63

Figura 3.26 - Prensa hidráulica ................................................................................................... 64

Figura 3.27 - Material utilizado para realização do ensaio ......................................................... 66

Figura 3.28 - Ensaio de ultra-sons a decorrer .............................................................................. 67

Figura 3.29 - Máquina de abrasão de Böhme .............................................................................. 68

Figura 3.30 - Pó abrasivo ............................................................................................................ 68

Figura 3.31 - Distribuição dos pontos de medição do desgaste .................................................. 69

Figura 3.32 - Ensaio de abrasão a decorrer ................................................................................. 69

Figura 4.1 - Curva granulométrica da brita 2 .............................................................................. 72

Figura 4.2 - Curva granulométrica da brita 1 .............................................................................. 73

Figura 4.3 - Curva granulométrica do bago de arroz .................................................................. 74

Figura 4.4 - Curva granulométrica da areia 2 .............................................................................. 75

Figura 4.5 - Curva granulométrica da areia 1 .............................................................................. 76

Figura 4.6 - Registo difratométrico da amostra. Notação utilizada: M - Mica; Q - Quartzo; C -

Calcite; D - Dolomite .................................................................................................................. 81

Figura 4.7 - Valores de abaixamento em cada um dos betões produzidos .................................. 82

Figura 4.8 - Relação a/c em cada um dos betões produzidos ...................................................... 82

Figura 4.9 - Massa volúmica relativa do betão no estado fresco................................................. 83

Figura 4.10 - Influência das LCM na resistência à compressão dos betões B0 aos 7, 28 e 56 dias

de idade ....................................................................................................................................... 85

Figura 4.11 - Influência das LCM na resistência à compressão dos betões B1 aos 7, 28 e 56 dias

de idade ....................................................................................................................................... 86

Figura 4.12 - Influência das LCM na resistência à compressão dos betões B2 aos 7, 28 e 56 dias

de idade ....................................................................................................................................... 86

Figura 4.13 - Evolução da resistência à compressão nos betões da família B0 .......................... 87

Figura 4.14 - Evolução da resistência à compressão nos betões da família B1 .......................... 88

Figura 4.15 - Evolução da resistência à compressão nos betões da família B2 .......................... 88

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ix

Figura 4.16 - Valores de resistência à compressão obtidos para os betões B1 e B2, face ao betão

de referência ................................................................................................................................ 89

Figura 4.17 - Influência da incorporação de adjuvantes na relação a/c e resistência à compressão

dos betões produzidos ................................................................................................................. 89

Figura 4.18 - Comparação dos resultados do ensaio de resistência à compressão aos 28 dias com

algumas das principais investigações. ......................................................................................... 90

Figura 4.19 - Influência da incorporação de lamas de corte na resistência à tração por compressão

diametral ...................................................................................................................................... 91

Figura 4.20 - Influência de adjuvantes do tipo plastificante na resistência à tração por compressão

diametral ...................................................................................................................................... 92

Figura 4.21 - Relação entre a resistência à compressão e resistência à tração por compressão

diametral e comparação face aos valores da expressão do EC2 .................................................. 93

Figura 4.22 - Comparação dos resultados do ensaio de resistência à tração por compressão

diametral com algumas das principais investigações. ................................................................. 93

Figura 4.23 - Influência da incorporação de LCM no módulo de elasticidade ........................... 95

Figura 4.24 - Relação entre o módulo de elasticidade e a resistência à compressão dos betões

produzidos ................................................................................................................................... 96

Figura 4.25 - Relação entre a velocidade de propagação de ultra-sons e a resistência à compressão

..................................................................................................................................................... 97

Figura 4.26 - Influência da incorporação de LCM na resistência ao desgaste por abrasão ......... 98

Figura 4.27 - Perda de massa relativa registada na família B0 aos 91 dias em função do número

de rotações ................................................................................................................................... 99

Figura 4.28 - Perda de massa relativa registada na família B1 aos 91 dias em função do número

de rotações ................................................................................................................................. 100

Figura 4.29 - Perda de massa relativa registada na família B2 aos 91 dias em função do número

de rotações ................................................................................................................................. 100

Figura 4.30 - Resistência à compressão relativa aos 56 dias em função da profundidade de

desgaste por abrasão relativa aos 91 dias .................................................................................. 101

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x

Índice de tabelas Tabela 1.1 - Volumes máximos de matéria prima, peso e tempo de vida das principais

escombreiras do Anticlinal de Estremoz ....................................................................................... 4

Tabela 2.1 - Dados referentes aos mármores e aos calcários, num estudo realizado pelo LNEC . 8

Tabela 2.2 - Valores de massa volúmica, porosidade e absorção de água de alguns mármores do

Anticlinal de Estremoz-Borba-Vila Viçosa ................................................................................... 9

Tabela 2.3 - Propriedades físicas dos agregados de mármore do anticlinal de Estremoz ............. 9

Tabela 2.4 - Propriedades físicas dos pós de mármore e calcário ................................................. 9

Tabela 2.5 - Composição química dos resíduos da região de Pêro Pinheiro ............................... 10

Tabela 2.6 - Composição química dos mármores do anticlinal de Estremoz .............................. 10

Tabela 2.7 - Propriedades químicas dos pós de mármore e calcário ........................................... 11

Tabela 2.8 - Propriedades químicas do pó de mármore .............................................................. 11

Tabela 2.9 - Volumes máximos de matéria-prima, peso e tempo de vida das principais

escombreiras do Anticlinal de Estremoz ..................................................................................... 14

Tabela 2.10 - Resultados obtidos por Aruntas ............................................................................ 30

Tabela 2.11 - Resultados do ensaio de abaixamento ................................................................... 31

Tabela 3.1 - Ensaios de caraterização aos agregados e respetivas normas ................................. 35

Tabela 3.2 - Ensaios realizados às LCM e respetivas normas ..................................................... 36

Tabela 3.3 - Ensaios, idade, quantidade e dimensões dos provetes ensaiados no estado endurecido

..................................................................................................................................................... 37

Tabela 3.4 - Caraterísticas do betão de referência ....................................................................... 37

Tabela 3.5 - Volume de vazios em função da máxima dimensão dos agregados........................ 38

Tabela 3.6 - Valores dos parâmetros K e K' para a determinação do índice de vazios ............... 39

Tabela 3.7 - Dosagem de cimento pela fórmula de Bolomey ..................................................... 40

Tabela 3.8 - Valores dos parâmetros A e B da curva de referência de Faury ............................. 42

Tabela 3.9 - Percentagem de cada tipo de agregado relativo ao volume total de partículas sólidas

sem cimento ................................................................................................................................ 44

Tabela 3.10 - Percentagens de cada agregado alteradas através do acerto do módulo de finura 45

Tabela 3.11 - Composição dos betões produzidos na campanha experimental, por m3 de betão 45

Tabela 3.12 - Processo de amassadura dos betões realizados na campanha experimental ......... 46

Tabela 3.13 - Massa mínima dos provetes de ensaio em função de Dmáx ................................. 47

Tabela 3.14 - Massa mínima do provete em função de Dmáx .................................................... 49

Tabela 3.15 - Volume mínimo do recipiente de ensaio (NP EN 1097-3, 2003) ......................... 52

Tabela 3.16 - Massa mínima dos provetes de ensaio (NP EN 933-4, 2002) ............................... 56

Tabela 4.1 - Caraterização granulométrica da brita 2 ................................................................. 71

Tabela 4.2 - Caraterização granulométrica da brita 1 ................................................................. 72

Tabela 4.3 - Caraterização granulométrica do bago de arroz ...................................................... 73

Tabela 4.4 - Caraterização granulométrica da areia 2 ................................................................. 74

Tabela 4.5 - Caraterização granulométrica da areia 1 ................................................................. 75

Tabela 4.6 - Massas volúmicas e absorção de água dos agregados ensaiados ............................ 76

Tabela 4.7 - Massa volúmica aparente dos agregados ensaiados ................................................ 77

Tabela 4.8 - Resultados obtidos no ensaio de desgaste de Los Angeles ..................................... 77

Tabela 4.9 - Índice de forma dos agregados ensaiados ............................................................... 77

Tabela 4.10 - Massa volúmica e superfície específica das lamas de corte .................................. 78

Tabela 4.11 - Comparação entre os valores de massa volúmica obtidos na presente dissertação e

nas principais pesquisas bibliográficas ....................................................................................... 78

Page 13: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

xi

Tabela 4.12 - Comparação entre os valores de superfície específica obtidos na presente dissertação

e nas principais pesquisas bibliográficas ..................................................................................... 78

Tabela 4.13 - Análise granulométrica das lamas de corte ........................................................... 79

Tabela 4.14 - Composição química das lamas de corte e normas utilizadas na determinação dos

seus componentes ........................................................................................................................ 79

Tabela 4.15 - Comparação da composição química das lamas de corte com algumas das principais

investigações ............................................................................................................................... 80

Tabela 4.16 - Condições do ensaio de identificação da composição mineralógica das lamas de

corte ............................................................................................................................................. 80

Tabela 4.17 - Resultados do ensaio de abaixamento ................................................................... 81

Tabela 4.18 - Influência da incorporação de adjuvantes do tipo plastificante na relação a/c dos

betões produzidos com trabalhabilidade semelhante .................................................................. 83

Tabela 4.19 - Variação da massa volúmica dos betões produzidos, com a incorporação de

adjuvantes e LCM ....................................................................................................................... 83

Tabela 4.20 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de

aproximação para os resultados da massa volúmica ................................................................... 84

Tabela 4.21 - Resultados do ensaio de resistência à compressão aos 7 dias de idade ................. 84

Tabela 4.22 - Resultados do ensaio de resistência à compressão aos 28 dias de idade ............... 85

Tabela 4.23 - Resultados do ensaio de resistência à compressão aos 56 dias de idade ............... 85

Tabela 4.24 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de

aproximação para os resultados da resistência à compressão ..................................................... 87

Tabela 4.25 - Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral ............... 90

Tabela 4.26 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de

aproximação para os resultados da resistência à tração por compressão diametral. ................... 91

Tabela 4.27 - Resultados do ensaio de módulo de elasticidade .................................................. 94

Tabela 4.28 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de

aproximação, para os resultados do módulo de elasticidade ....................................................... 95

Tabela 4.29 - Resultados do ensaio de velocidade de propagação de ultra-sons ........................ 96

Tabela 4.30 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de

aproximação, para os resultados da velocidade de propagação de ultra-sons ............................. 97

Tabela 4.31 - Resultados do ensaio de resistência ao desgaste por abrasão aos 91 dias ............. 98

Tabela 4.32 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de

aproximação, para os resultados da resistência ao desgaste por abrasão .................................... 99

Tabela 5.1 - Quadro resumo do comportamento dos betões com lamas de corte de mármore . 105

Page 14: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

xii

Abreviaturas

BR - Betão de referência;

B0,5 - Betão de referência com adição de 5% de lamas de mármore e sem adição de plastificante;

BR0,10 - Betão de referência com adição de 10% de lamas de mármore e sem adição de

plastificante;

BR0,20 - Betão de referência com adição de 20% de lamas de mármore e sem adição de

plastificante;

B1,0 - Betão de referência sem adição de lamas de mármore e com adição de plastificante

corrente;

B1,5 - Betão de referência com adição de 5% de lamas de mármore e com adição de plastificante

corrente;

B1,10 - Betão de referência com adição de 10% de lamas de mármore e com adição de

plastificante corrente;

B1,20 - Betão de referência com adição de 20% de lamas de mármore e com adição de

plastificante corrente;

B2,0 - Betão de referência sem adição de lamas de mármore e com adição de superplastificante

de última geração;

B2,5 - Betão de referência com adição de 5% de lamas de mármore e com adição de

superplastificante de última geração;

B2,10 - Betão de referência com adição de 10% de lamas de mármore e com adição de

superplastificante de última geração;

B2,20 - Betão de referência com adição de 20% de lamas de mármore e com adição de

superplastificante de última geração;

a/c - água/cimento;

LCM - lamas de corte de mármore;

LNEC - Laboratório Nacional de Engenharia Civil;

ABIROCHAS - Associação Brasileira da Indústria de Rochas Ornamentais;

DGEG - Direcção Geral de Energia e Geologia;

ONU – Organização das Nações Unidas

SP1 - plastificante corrente;

SP2 - superplastificante de última geração;

B0 - família de betões produzidos sem adição de adjuvantes;

B1 - família de betões produzidos com adição de plastificante corrente;

B2 - família de betões produzidos com adição de superplastificante de última geração.

Page 15: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

1

1) Introdução 1.1) Considerações iniciais Cada vez mais o ser humano tem vindo a consumir os recursos naturais disponíveis na Natureza

para satisfação das suas necessidades, tendo sido alvo de duras críticas. Devido a esta exploração

ininterrupta de materiais, várias organizações e países procuram sensibilizar e alertar a população

acerca dos cuidados necessários para com o meio ambiente e as nefastas consequências

ambientais associadas. O crescente aumento populacional, as inovações tecnológicas, a

industrialização e as melhorias das condições de vida são fatores que levam a um contínuo

aumento do consumo dos recursos naturais. A ONU lançou um relatório a 13 de Junho de 2013

que estima que a população mundial atinja 9,6 biliões de habitantes no ano de 2050, como um

crescimento de 1 bilião por ano. É portanto justificado o desenvolvimento de betões com

agregados não convencionais por razões ambientais e económicas.

As rochas ornamentais são um exemplo desta problemática pois possuem um elevado potencial

no mercado mundial devido às suas propriedades ornamentais e estruturais. A OSNET (2013)

(Ornamental Stones Network) afirma que a produção e consumo de rochas ornamentais tem vindo

a crescer continuamente nos últimos 20 anos a uma taxa anual de 7%, afirmando também que o

maior problema na área das pedras ornamentais é o despejo de resíduos provocados na fase de

exploração das mesmas e durante o subsequente processamento de matérias-primas.

São muitos os impactes ambientais provocados pela exploração a céu aberto de pedreiras

necessárias à extração de matéria-prima. Almeida (2004) cita Soares (1997) quando refere que a

aprovação do D.L. n.º 89/90 de 16 de Março veio regular a atividade, exigindo estudos de impacte

ambiental, planos de recuperação paisagística e obrigação de adequação das explorações já

existentes.

A extração de rochas ornamentais provoca diversos impactes. Dentro destes, é possível assinalar

a remoção do solo e vegetação, a erosão dos rios e o grande desperdício de rochas, sendo portanto

importante um bom planeamento de extração e investimento em tecnologia mais precisa de corte

(Sousa, 2007).

Para existir uma redução de resíduos gerados no processo de extração de rochas ornamentais, é

necessário haver uma diminuição da produção. Contudo, nos dias de hoje, o que se procura cada

vez mais são formas de aumentar a produção com vista a dar resposta à procura do mercado.

Existem cada vez mais países com uma grande competitividade económica no campo da produção

e exportação, tais como o Brasil, a Turquia e o Irão, mostrando que a área de negócio das rochas

ornamentais tem apresentado uma grande evolução ao longo dos anos, antevendo-se uma

crescente importância no mercado de recursos naturais.

De acordo com a informação pesquisada nos sites da ABIROCHAS e da DGEG, Portugal faz

parte dos países com maior exportação de rochas ornamentais a nível mundial, com uma produção

superior a um milhão de toneladas no ano de 2012 (Figura 1.1). Portugal é também um dos países

com maior exportação de rochas ornamentais, como se pode ver pela análise da Figuras 1.2. Na

Figura 1.3, pode-se ainda analisar a evolução na produção de rochas ornamentais em Portugal, de

acordo com estatísticas fornecidas pela DGEG.

Page 16: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 1 - Introdução

2

Figura 1.1 - Principais produtores de rochas ornamentais em 2012 (ABIROCHAS e DGEG)

Figura 1.2 - Principais exportadores de rochas ornamentais em 2012 (ABIROCHAS e DGEG)

Figura 1.3 - Evolução da produção de rocha ornamental em Portugal (DGEG)

As estatísticas da DGEG referem ainda que, no ano de 2013, a exportação nacional de rochas

ornamentais alcançou valores de mais de 1,7 milhões de toneladas, a que corresponde um valor

de 372 milhões de euros. Para além do referido, este sector representa cerca de 43,6% do total das

exportações de minerais de construção em Portugal, o que revela a extrema importância deste

sector.

No campo da aplicabilidade dos resíduos provenientes do corte do mármore, Binici et al. (2008)

concluíram no seu estudo que os resíduos provenientes de agregados de mármore e granito podem

ser utilizados para melhorar as propriedades mecânicas, trabalhabilidade e resistência química de

misturas convencionais de betão. Ainda no mesmo estudo, é referido que a utilização destes

materiais como agregados na produção de betões é benéfica do ponto de vista económico e

ambiental.

36000

14000

106008500 7500 7250

55002640

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

China Índia Turquia Irão Itália Brasil Espanha Portugal

Pro

du

ção (

10

00

t)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

China Turquia Índia Itália Espanha Egito Brasil Portugal

Exp

ort

ação

( 1

00

0 t)

3201

26962395

2747 2761 2640

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

2007 2008 2009 2010 2011 2012

Pro

du

ção (

10

00

t)

Anos

Page 17: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

3

Os resíduos de pó de mármore não são apenas utilizados como substitutos ou aditivos do betão.

Saboya et al. (2007) mostram que 15-20% de pó de mármore em material cerâmico bruto pode

ser considerada a melhor proporção para melhorar as propriedades do tijolo cerâmico.

Corinaldesi et al. (2010) referem que, devido à sua elevada finura, o pó de mármore é bastante

eficiente em assegurar uma boa coesão em argamassas e betões, mesmo na presença de

superplastificante, desde que a relação a/c seja reduzida.

Todos os estes possíveis destinos para os resíduos de mármore, originários das escombreiras têm

o problema de não permitir um consumo em grande escala deste material, não sendo considerados

soluções viáveis tendo em conta a grande quantidade de resíduos gerados pelas escombreiras.

As únicas aplicações que podem gerar um grande consumo deste material são as que se destinam

à construção civil e, não em tão grande escala, na fabricação de cal e cimento e na calagem dos

solos ácidos, na agricultura.

No contexto nacional, Ribeiro (2011) afirma que milhões de toneladas de desperdícios são

acumulados nas zonas de Estremoz, Borba e Vila Viçosa (zonas de mármores e onde serão

recolhidos os agregados reciclados para realização da campanha experimental desta dissertação).

Estes desperdícios devem-se principalmente ao elevado grau de fracturação da jazida, que impede

a produção de blocos com dimensão comercial mínima e representam cerca de 80 a 90% do total

de rocha extraída.

É nesta zona que se encontra o centro de produção de agregados de Vila Viçosa, um dos principais

centros de produção do país. A capacidade de produção deste centro é superior a 300.00 t/ano e

os agregados produzidos no mesmo já foram utilizados em diversas obras, tais como: a barragem

do Loureiro; construção do 1º e 2º troço do canal de Álamos / Loureiro, na circular sul Reguengos

de Monsaraz, na beneficiação da EN4 em Estremoz, no aeródromo de Évora, entre outras (Silva,

2012). Os agregados utilizados na presente dissertação foram recolhidos neste centro de produção

(Figura 1.4), resultando do corte, através de fio diamantado, dos blocos de mármore recolhidos

(Figura 1.5). Importa referir que o corte dos blocos de mármore através deste método não permite

que os agregados resultantes possam ser caraterizados como fíleres, conforme pode ser

confirmado pela análise da Tabela 4.13. Tal fator traduz-se num efeito negativo em termos de

desempenho mecânico dos betões produzidos, uma vez que não se verifica o efeito de

preenchimento de vazios desejado, mas aumenta o carácter inovador da presente dissertação.

Figura 1.4 - Centro de produção de agregados de Vila

Viçosa

Figura 1.5 - Corte dos blocos de mármore recorrendo

ao fio diamantado

Page 18: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 1 - Introdução

4

Ribeiro (2011) realizou na sua dissertação um estudo referente aos volumes máximos de matéria-

prima, peso e tempo de vida das escombreiras pertencentes aos sectores das zonas atrás referidas,

chegando aos resultados mostrados na Tabela 1.1.

Tabela 1.1 - Volumes máximos de matéria prima, peso e tempo de vida das principais escombreiras do Anticlinal de Estremoz (Ribeiro, 2011)

Sector Volume (m3) Peso (ton) Tempo de vida (anos)

Estremoz 464,229.00 1,253,419.00 12

Borba 665,751.00 1,797,528.00 18

Vila Viçosa 2,509,617.00 6,775,965.00 67

1.2) Objetivo da dissertação A presente dissertação surge no âmbito da necessidade de encontrar soluções que permitam a

utilização das lamas provenientes da indústria de corte do mármore, pretendendo-se utilizar as

mesmas em betões estruturais, testando a forma como estas afetam as propriedades mecânicas

dos mesmos e, consequentemente, permitir a minimização dos impactes ambientais e visuais

provocados pelas escombreiras de mármore. Procurou-se assim analisar e confrontar os resultados

obtidos através dos ensaios realizados na dissertação com os que podem ser encontrados nas

principais investigações deste campo.

Para este efeito, foram criados três betões de referência, nos quais se incorporaram também

adjuvantes do tipo plastificante, sobre os quais se efetuaram substituições de cimento por lamas

de corte provenientes da indústria do mármore, com taxas crescentes de 0, 5, 10 e 20%. Os

mesmos betões foram em seguida analisados em termos de resistência à compressão, resistência

à tração por compressão diametral, módulo de elasticidade, velocidade de propagação de ultra-

sons e resistência à abrasão.

1.3) Metodologia e organização da dissertação A primeira etapa da presente dissertação consistiu numa extensa pesquisa bibliográfica, a nível

nacional e internacional, com o objetivo de obter o máximo de informação possível relativamente

ao tema, de forma a ganhar sensibilidade para criticar os resultados obtidos em fases posteriores.

Seguidamente, preparou-se o plano de ensaios a realizar, através da consulta das normas

referentes à caraterização dos agregados e do betão estrutural. Nesta fase, procedeu-se também a

uma calendarização cuidada dos ensaios a realizar, por questões de monitorização de resultados,

e à definição e quantificação dos recursos necessários.

Após a calendarização da campanha experimental, procedeu-se à preparação dos materiais

necessários, realização de ensaios e recolha de resultados. Numa primeira fase, realizou-se a

recolha das lamas de corte de mármore a incorporar e também dos agregados naturais e do

cimento. Em seguida, foi efetuada a caraterização dos agregados naturais e das lamas de corte, a

incorporar nos betões. Alerta-se que a caraterização das lamas de corte de mármore foi realizada

nos laboratórios do LNEC, devido à inexistência de métodos de caraterização adequados no

Laboratório de Construção do Instituto Superior Técnico onde se realizou a campanha

experimental. Numa terceira fase, procedeu-se à formulação e fabrico dos betões a ensaiar,

procurando-se sempre obter a mesma trabalhabilidade e condições de vibração. Por fim, foi

realizada a avaliação, em termos mecânicos, de todos os betões produzidos.

Page 19: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

5

A quarta etapa consistiu no tratamento e na análise dos resultados obtidos para os betões

desenvolvidos. Procurou-se nesta fase discutir os resultados, explicar as tendências observadas e

confrontar os resultados obtidos com os presentes nas principais investigações pesquisadas.

A última etapa consistiu na elaboração da presente dissertação, com uma apresentação clara,

coerente e concisa das conclusões tiradas das diversas análises realizadas. De forma a tornar mais

percetível a organização da presente dissertação, procede-se à sua descrição:

Capítulo 1: consiste na introdução, onde se salientam os principais problemas

referentemente à temática de presente dissertação e as principais razões para a sua

realização. São também apresentados os objetivos traçados e a metodologia utilizada;

Capítulo 2: tem como objetivo o levantamento do estado da arte a nível nacional e

internacional, com apresentação, descrição e análise dos diversos resultados obtidos para

as investigações já desenvolvidas quanto ao uso de pó de mármore em betões, em termos

de trabalhabilidade, massa volúmica, resistência à compressão, resistência à tração por

compressão diametral, módulo de elasticidade, velocidade de propagação de ultra-sons e

resistência ao desgaste por abrasão. Este capítulo é encerrado com o estudo da influência

de adjuvantes do tipo plastificante em betões;

Capítulo 3: descreve, em pormenor, a metodologia utilizada para a formulação e fabrico

de todos os betões produzidos. Apresenta-se também, em detalhe, a metodologia e normas

seguidas para caraterização dos agregados naturais, betão no estado fresco e betão no

estado endurecido;

Capítulo 4: consiste na exposição dos resultados obtidos durante a campanha

experimental, de forma a extrair conclusões acerca do desempenho dos betões com

incorporação de lamas provenientes da indústria de corte de mármore e compreender a

influência que os adjuvantes do tipo plastificante possuem nesses betões. Procede-se

também, quando oportuno, à comparação dos resultados obtidos no presente capítulo com

os recolhidos no capítulo 2;

Capítulo 5: trata-se da conclusão geral da dissertação, realçando-se os resultados obtidos

no capítulo 4 e da justificação para os mesmos. Este capítulo propõe também assuntos a

desenvolver futuramente, de forma a completar os resultados obtidos na presente

dissertação e esclarecer dúvidas pendentes.

No final, surge a bibliografia recolhida e os anexos, dos quais se faz em seguida uma breve

descrição:

Anexo A - contém as fichas técnicas dos agregados naturais utilizados;

Anexo B - contém informação relativamente aos plastificantes utilizados;

Anexo C - ficha técnica do cimento utilizado na dissertação;

Anexo D - resultados das análises às lamas de corte de mármore, cujos ensaios foram

realizados nos laboratórios do LNEC;

Anexo E - resultados dos ensaios de massa volúmica e absorção de água aos agregados

naturais;

Anexo F - resultados do ensaio de massa volúmica aparente aos agregados naturais;

Anexo G - resultados do ensaio de desgaste de Los Angeles aos agregados naturais;

Anexo H - resultados do ensaio de índice de forma aos agregados naturais;

Anexo I - resultados dos ensaios de abaixamento e massa volúmica do betão no estado

fresco;

Anexo J - resultados do ensaio de resistência à compressão aos 7, 28 e 56 dias ao betão

no estado endurecido;

Anexo K - resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral ao betão

no estado endurecido;

Page 20: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 1 - Introdução

6

Anexo L - resultados do ensaio de módulo de elasticidade ao betão no estado endurecido;

Anexo M - resultados do ensaio de velocidade de propagação de ultra-sons aos 28 dias

ao betão no estado endurecido;

Anexo N - resultados do ensaio de resistência ao desgaste por abrasão aos 91 dias ao

betão no estado endurecido.

Page 21: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

7

2) Estado da Arte

2.1) Introdução Neste capítulo, pretende-se apresentar sinteticamente o conjunto de trabalhos já realizados sobre

o estudo de betões com incorporação de lamas de corte, provenientes do corte de mármore, e o

efeito da adição de adjuvantes do tipo plastificante nos mesmos. Pretende-se analisar a influência

que a adição de lamas de corte tem sobre o betão, bem como o seu comportamento face à

utilização de adjuvantes do tipo plastificante.

2.2)Propriedades dos agregados produzidos a partir de resíduos

provenientes da indústria do mármore Almeida (2004) cita Soares (1997), definindo resíduo como quaisquer substâncias ou objetos de

que o detentor se desfaz ou tem intenção ou a obrigação de desfazer. As diretivas europeias

afirmam que os subprodutos em estudo podem ser classificados como não perigosos.

Gonçalves (2010) refere que as adições minerais afetam algumas propriedades do betão,

nomeadamente a consistência e exsudação no estado fresco e a resistência mecânica,

permeabilidade, porosidade, resistência a iões agressivos, reação álcali-agregado, entre outras, no

estado endurecido.

Importa referir também que, nos dias correntes, existe uma diferenciação no que toca à

caracterização dos resíduos, existindo materiais que possuem “atividade predominantemente de

natureza química”, ou seja, atividade pozolânica, e outros cuja atividade é predominantemente de

natureza física, que são geralmente designados por fíleres (Almeida, 2004). Desta forma, nos

capítulos seguintes da presente dissertação, procurar-se-á referir esta distinção de forma mais

pormenorizada.

2.2.1) Propriedades físicas Os agregados têm uma influência considerável na resistência mecânica de um betão, pelo que o

conhecimento das suas propriedades físicas e mecânicas é um fator importante quando se pretende

estudar o efeito destas adições nos betões convencionais. Desta forma, são apresentadas as

caraterísticas dos agregados utilizados nalguns dos principais trabalhos de investigação

realizados.

Almeida (2004) apresenta, na sua dissertação de mestrado, um estudo realizado pelo LNEC com

objetivo de avaliar a viabilidade do depósito de lamas em antigas pedreiras, no qual foi feita uma

caracterização geotécnica e geoambiental a partir de ensaios laboratoriais efetuados em amostras

preparadas misturando 85% de lamas de mármore e calcário e 15% de lamas de granito, recolhidas

numa unidade de transformação em Pêro Pinheiro.

Estes ensaios permitiram identificar diversos fatores de onde se distinguem o teor de humidade,

a densidade das partículas sólidas, a análise granulométrica e os limites de consistência, a análise

química da lama e o pH. Os dados referentes ao mármore e aos calcários encontram-se

representados na Tabela 2.1.

Page 22: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 2 - Estado de arte

8

Tabela 2.1 - Dados referentes aos mármores e aos calcários, num estudo realizado pelo LNEC (Almeida, 2004)

Propriedade Mármore e calcários

Teor de humidade

Variam entre 1,5% e 45%, dependendo da

forma de ocorrência e do processamento que

lhes deu origem

Densidade 2,7 - 2,9 g/cm3

Composição

granulométrica

Cerca de 20% de fração argilosa, 70% de

fração siltosa e 10% de fração arenosa

Limites de

consistência

Comportamento entre plástico e pouco

plástico

Composição química

Rochas originais constituídas por carbonato

de cálcio. Percentagem de cálcio entre 50-

70%

pH Alcalino

Na campanha experimental realizada por Almeida (2004), na qual este estudou o efeito de adições

de resíduos de pó de mármore da região de Pêro Pinheiro em betões, foi ainda efetuada uma

caracterização granulométrica dos mesmos. Desta análise, o autor concluiu, como expectável, que

uma percentagem significativa das partículas desses resíduos tem dimensões inferiores às

consideradas na escala granulométrica tradicional, em que a dimensão do menor peneiro é de

0,0065 mm. Encontra-se representada na Figura 2.1 a curva granulométrica obtida pelo mesmo.

Figura 2.1 - Curva granulométrica dos resíduos da região de Pêro Pinheiro (Almeida, 2004)

Silva, (2010) apresenta, na sua dissertação de mestrado um estudo realizado por Costa et al.

(1991) no LNEC sobre as propriedades físicas de mármores colhidos ao longo das jazidas do

anticlinal de Estremoz-Borba-Vila Viçosa, supostamente de qualidade inferior aos mármores

utilizados como rocha ornamental. Este estudo permitiu determinar os valores de massa volúmica,

porosidade e absorção de água dos mesmos, diferenciando também as variedades cromáticas

dentro do mesmo núcleo de extração (Tabela 2.2).

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

9

Tabela 2.2 - Valores de massa volúmica, porosidade e absorção de água de alguns mármores do Anticlinal de Estremoz-Borba-Vila Viçosa (Silva, 2010)

Concelho Zona Variedade Massa volúmica (kg/m3) Porosidade

(%)

Absorção

(%) Real Aparente Saturada

Estremoz S. António Branco 2782 2772 2776 0,36 0,13

Casqueira Branco-anil 2778 2765 2769 0,43 0,16

Borba Escostinha Creme 2781 2769 2773 0,43 0,16

Vila Viçosa

El-Rei

Creme 2774 2764 2767 0,40 0,15

Rosa 2773 2765 2768 0,32 0,12

C/vergada 2780 2769 2772 0,33 0,12

Vigária Branco 2779 2768 2772 0,36 0,13

Pardais Cinzento 2774 2755 2765 0,69 0,26

Branco 2771 2758 2763 0,50 0,19

Moura et al. (2007) caracterizaram os agregados de mármore provenientes do Anticlinal de

Estremoz. A caracterização física dos mesmos permitiu obter os resultados ilustrados na Tabela

2.3.

Tabela 2.3 - Propriedades físicas dos agregados de mármore do anticlinal de Estremoz (Moura, 2007)

Média Máximo Mínimo

Resistência à compressão (MPa) 86,99 108,56 64,04

Resistência à tração por flexão (MPa) 15,89 22,07 9,81

Baridade (kg/m3) 2712 2717 2703

Absorção de água (%) 0,1 0,1 0,03

Porosidade aberta (%) 0,2 0,3 0,1

Índice de abrasão de Los Angeles (%) 37,7 41 34

Resistência ao choque (cm) 55 70 45

Binici et al. (2007) efetuaram um estudo sobre a incorporação de pó de mármore e calcário em

betão, efetuando substituições de 5, 10 e 15% de areia por pó de mármore e de calcário,

separadamente. Ambos os resíduos eram provenientes das escombreiras da Turquia e os autores

caracterizaram-nos, entre outros aspetos, em termos de massa volúmica e resistência à

compressão aos 3, 7 e 28 dias. Os resultados obtidos podem ser visualizados na Tabela 2.4.

Tabela 2.4 - Propriedades físicas dos pós de mármore e calcário (Binici et al., 2007)

Materiais Massa volúmica

(kg/m3)

Resistência à compressão (MPa)

3 dias 7 dias 28 dias

Pó de mármore 3185 24,3 37,6 47,1

Pó de calcário 2780 - - -

2.2.2) Propriedades químicas As propriedades químicas do pó de mármore são um fator importante quando se pretende estudar

a sua influência em betões, pois os seus constituintes têm influência direta nas propriedades do

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Capítulo 2 - Estado de arte

10

betão. Devido a isso, procurar-se-á, no presente capítulo, apresentar a composição química dos

resíduos utilizados nalgumas das principais campanhas experimentais, procurando abranger

diversas zonas.

Almeida (2004), no estudo referido no subcapítulo 2.2.1, apresenta os ensaios de caracterização

química dos resíduos, analisados nos laboratórios internos da empresa Secil, que está descrita na

Tabela 2.5.

Tabela 2.5 - Composição química dos resíduos da região de Pêro Pinheiro (Almeida, 2004)

Designação Teor (%)

Perda ao fogo P.F. 43,4

Resíduo insolúvel R.I. 0,90

Óxido de silício SiO2 0,91

Óxido de alumínio Al2O3 3,72

Óxido de ferro Fe2O3 0,40

Óxido de cálcio Cao 54,29

Óxido de magnésio MgO 0,30

Sulfatos SO3 0,09

Óxido de potássio K2O -

Óxido de sódio Na2O -

Cloretos Cl- 0,03

Ribeiro (2007) apresenta, na sua dissertação de mestrado, os ensaios de caracterização química

de 30 amostras de mármores extraídos do Anticlinal de Estremoz, cujos resultados podem ser

visualizados na Tabela 2.6. Da análise efetuada, concluiu que os mármores apresentavam um teor

médio de carbonatos bastante satisfatório, uma vez que, quando maior este valor, maior é a pureza

da matéria-prima, o que se exprime diretamente na sua qualidade.

Tabela 2.6 - Composição química dos mármores do anticlinal de Estremoz (Ribeiro, 2011)

Média

(%)

Máximo

(%)

Mínimo

(%)

CaO 55,73 58,20 43,65

SiO2 1,42 2,42 0,87

Al2O3 0,41 0,82 0,26

MgO 0,82 1,97 0,46

K2O 0,12 0,23 0,00

Na2O 0,03 0,06 0,00

Fe2O3 0,25 0,40 0,11

MnO 0,01 0,06 0,00

TIO2 0,02 0,11 0,00

Perda ao fogo 43,57 52,82 39,75

Resíduo insolúvel 2,27 4,16 1,14

CaCO3 95,26 97,55 89,60

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

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No estudo efetuado por Binici et al. (2007), descrito no ponto 2.2.1, foi efetuada também uma

caracterização química dos resíduos utilizados na sua campanha experimental, que se encontra

representada na Tabela 2.7.

Tabela 2.7 - Propriedades químicas dos pós de mármore e calcário (Binici et al., 2007)

Amostra Óxidos (%)

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O CaSO3 Perda ao fogo

Pó de mármore 5,1 0,4 1,98 50,13 2,72 - 0,04 0,09 6,32 35,5

Pó de calcário 4,7 0,3 1,84 49,71 2,58 - 0,03 0,1 6,25 33,1

Aliabdo (2013) estudou a influência de substituições graduais de areia e cimento por pó de

mármore proveniente do processo de corte e polimento de fábricas do Egipto. Os resultados

referentes à caracterização dos pós de mármore que o autor utilizou na sua campanha

experimental encontram-se ilustrados na Tabela 2.8.

Tabela 2.8 - Propriedades químicas do pó de mármore (Aliabdo, 2013)

Amostra

Óxidos (%)

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O CaO

livre

Perda ao

fogo

Resíduo

insolúvel

Pó de

mármore 1,12 0,73 0,05 83,22 0,52 0,56 0,09 - 0,15 2,5 0,89

2.2.3) Resíduos com efeito de fíler Um fíler pode ser definido como “um material finamente moído, com a mesma finura do cimento

Portland, cujas propriedades físicas têm um efeito benéfico sobre as propriedades do betão

(trabalhabilidade, densidade, segregação, permeabilidade, capilaridade, exsudação ou tendência

à fissuração) ” (Almeida, 2004).

Gonçalves (2010) afirma que é necessário diferenciar um agregado fíler de uma adição fíler. Desta

forma, classifica agregados fíleres como sendo “partículas finas, que apresentam diâmetro médio

entre 50 e 150 m, e contribuem, principalmente, para o preenchimento dos vazios deixados pela

descontinuidade da curva granulométrica do agregado miúdo, ou seja, preenchimento dos vazios

deixados pelo desajuste e desarrumação dos agregados” e uma adição fíler como “partículas muito

finas ou moídas, que apresentam um diâmetro médio inferior a 50 m e que contribuem,

principalmente, para um melhoramento da matriz cimentícia, para um maior preenchimento dos

vazios deixados pelos produtos de hidratação do cimento ou pela não hidratação do cimento”.

Embora no passado se designasse um filer como sendo “inerte” ou “sem atividade”, a constante

evolução da sua aplicação e os resultados de investigações recentes na área da tecnologia do betão

retiram o sentido desta nomenclatura. Nos dias correntes, o pó de quarzo e pó de pedra são alguns

dos fíleres com maior utilização (Almeida, 2004).

Os fíleres devem, preferencialmente, ser constituídos por partículas esféricas, de forma a

conferirem ao betão efeitos benéficos em termos de trabalhabilidade e de preenchimento de

vazios, permitindo desta forma um aumento da densidade e valores de resistência à compressão

superiores (Almeida, 2004).

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Capítulo 2 - Estado de arte

12

A incorporação de fíleres confere aos betões, no estado fresco, um aumento da coesão, diminuição

da segregação, minimização da exsudação, podendo ou não aumentar o consumo de água

(Gonçalves, 2010).

Gonçalves (2010) afirma que os fíleres possuem uma maior influência nas propriedades

mecânicas do betão nas idades iniciais, uma vez que estes se encontram difundidos em toda a

mistura e também pelo facto de apresentarem uma elevada finura, o que permite aumentar o

processo de hidratação do cimento e também a quantidade de produtos hidratados. Em idades

mais avançadas, não se observam ganhos de resistência devido à inexistência de atividade

química.

2.2.4) Resíduos com efeito pozolânico Relativamente à definição de atividade pozolânica, existem diversas designações, dentro das

quais:

“adição com capacidade para reagir com o hidróxido de cálcio na presença de água em

temperaturas ambientes e habilidade para formar produtos hidratados com propriedades

aglomerantes, referindo ainda que as mesmas podem conter componentes inertes sem

atividade pozolânica e prejudiciais, contendo substâncias nocivas” (Gonçalves, 2010);

“materiais naturais ou artificiais, siliciosos e aluminosos que, por si só, não possuem

poder aglomerante mas que, em presença de água à temperatura ambiente, reagem com

hidróxido de cálcio, dando compostos de poder aglomerante” (Almeida, 2004).

As pozolanas podem ser distinguidas em naturais ou artificiais. Gonçalves (2010) cita Metha e

Monteiro (2006), que referem que os materiais considerados naturais podem sofrer algum

processo, como britagem, moagem ou classificação de tamanho, com o objetivo de produzir uma

pozolana.

Um tipo de adições naturais são os materiais de origem piroclástica, formados a partir de erupções

vulcânicas, cujo resfriamento brusco do magma dá origem a minúsculas partículas vitrificadas

bastante reativas.

Por sua vez, os subprodutos industriais ou adições artificiais são gerados através de processos

industriais, que alteram a estrutura cristalina das partículas devido à temperatura, causando um

rearranjo de forma a que estas fiquem instáveis energeticamente.

Nos dias correntes, as pozolanas mais utilizadas são a cinza volante, a escória de alto-forno, a

sílica ativa e a cinza de casca de arroz. Algumas das menos utilizadas ou conhecidas são a escória

de aciaria finamente moída, bem como a escória de cobre (Gonçalves, 2010).

Gonçalves (2010) afirma ainda que a influência da sílica ativa na resistência dos betões até aos 7

dias de idade se deve provavelmente à sua elevada finura, contribuindo para um melhor rearranjo

das moléculas e que, a partir desta idade, a resistência à compressão se deve principalmente ao

efeito da reação pozolânica, uma vez que o arranjo das moléculas e a zona de transição

permanecem invariáveis.

2.3) Processo extrativo do mármore Do ponto de vista geológico, um mármore é definido como uma rocha metamórfica

essencialmente constituída por calcite e/ou dolomite com uma textura granoblástica. Os mármores

derivam de rochas carbonatadas sedimentares que perderam as suas características originais e

cujos carbonatos recristalizaram através do metamorfismo. Apresenta-se em seguida a descrição

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

13

do Anticlinal de Estremoz, local de onde se recolheram os mármores utilizados na presente

dissertação e também os principais processos de exploração e extração de mármore.

2.3.1) Anticlinal de Estremoz Em Portugal, a exploração de mármore provém do tempo dos Romanos, facto esse comprovado

pela existência de vestígios existentes da atividade extrativa desse povo, em Vila Viçosa. Um

exemplo disto são as bases e os capitéis das colunas do Templo de Diana em Évora. O

desenvolvimento e a consolidação da indústria das rochas ornamentais em Portugal deu-se, numa

primeira fase, segundo dois vetores locacionais: Pêro Pinheiro, o primeiro pólo da atividade

extrativa, existindo em seguida uma especialização na atividade de transformação da pedra, com

reconhecimento do Anticlinal de Estremoz-Borba-Vila Viçosa como, ainda hoje, o grande centro

da atividade extrativa de mármores (Guerreiro, 2000)

Este Anticlinal situa-se no Alentejo, no distrito de Évora, e possui uma forma elíptica com cerca

de 40 km no eixo maior e 7 km no eixo menor. Está orientado segundo NW-SE, começando em

Sousel e acabando no Alandroal, conforme se pode observar na Figura 2.2. Na indústria extrativa,

a área produtiva é designada por Zona dos Mármores e corresponde a aproximadamente metade

da área do anticlinal. A idade deste anticlinal permanece uma incógnita, uma vez que não parece

existir um consenso comum, mas Ribeiro (2011) refere que a origem mais provável deste

complexo é o Ordovício Superior.

Figura 2.2 - Localização do Anticlinal de Estremoz-Borba-Vila Viçosa (Guerreiro, 2000)

De acordo com Carvalhosa et al. (1987), o Anticlinal de Estremoz surgiu devido à atuação de

duas fases de dobramentos, seguidas de ações de cisalhamento, devido à Orogenia Hercínica. Isto

levou a que todo o maciço sofresse, além dos desdobramentos, uma intensa compartimentação.

No que concerne à litologia do maciço, este é essencialmente constituído pela Formação de Xistos

de Mares, formado por xistos negros, chertes e grauvaques, seguindo-se a Formação Domomítica

de Estremoz, do Câmbrico Inferior e, por fim, uma camada superior designada por Complexo

Vulcano-sedimentar de Estremoz, que corresponde à unidade produtiva dos mármores (Ribeiro,

2011).

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Capítulo 2 - Estado de arte

14

2.3.2) Exploração e produção da matéria-prima Devido a fatores ligados à natureza do depósito, à legislação em vigor ou a razões de ordem

operativa, entre outros, as explorações podem ser desenvolvidas à superfície ou subterrânea

(Almeida, 2004), conforme se ilustra na Figura 2.3.

Figura 2.3 - Exploração de rochas ornamentais à superfície e subterrânea (Almeida, 2004)

No Anticlinal de Estremoz, existem aproximadamente 370 pedreiras. No entanto, apenas cerca de

200 se encontram em atividade. Estas unidades extrativas encontram-se espalhadas pelos vários

núcleos de exploração, apresentando profundidades entre 15 e 50 m, existindo no entanto algumas

explorações a profundidades mais elevadas, sendo a mais profunda a cerca de 110 m (Guerreiro,

2000). Em termos de rendimento, as explorações a céu aberto podem variar entre 5% e 25%,

raramente ultrapassando este valor, e o número médio de trabalhadores ronda 7 a 10 homens, com

uma produção anual na ordem de 800 a 1000 m3.

Ribeiro (2011) estudou volumes máximos de matéria-prima, peso e tempo de vida das

escombreiras pertencentes aos sectores das zonas atrás referidas, chegando aos resultados

mostrados na Tabela 2.9.

Tabela 2.9 - Volumes máximos de matéria-prima, peso e tempo de vida das principais escombreiras do Anticlinal de Estremoz (Ribeiro, 2011)

Sector Volume (m3) Peso (ton) Tempo de vida (anos)

Estremoz 464,229.00 1,253,419.00 12

Borba 665,751.00 1,797,528.00 18

Vila Viçosa 2,509,617.00 6,775,965.00 67

Almeida (2004) cita Soares (1997), referindo que o tipo de exploração mais praticado a nível

nacional é a extração à superfície, sendo que o ciclo de produção de pedreiras engloba as seguintes

tarefas, ilustradas de forma sequencial: remoção dos terrenos de cobertura, abertura de primeiro

ou novo piso, corte de bancadas, derrube, transporte, elevação e esquadrejamento.

Almeida (2004) refere também que o sucesso da exploração subterrânea de mármores no

estrangeiro, nomeadamente em Itália, levou a um crescente interesse na adoção dessa via de

exploração, justificada pela dificuldade em aceder a largas reservas de mármores por exploração

à superfície.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

15

2.3.3) Extração da matéria-prima Neste subcapítulo, pretende-se dar a conhecer as várias fases de extração a céu aberto de rochas

ornamentais, desde a sua preparação até ao seu transporte, bem como as diversas operações

incluídas em cada uma.

Guerreiro (2000) ilustra, na sua dissertação de mestrado, as várias fases da extração a céu aberto

de rochas ornamentais no Anticlinal de Estremoz, referindo também que a altura das bancadas

neste processo é variável, não devendo, no entanto, ir além de 6 m de altura. No entanto, a altura

das bancadas é uma função direta das características da jazida, podendo estas ser divididas em

bancadas baixas e bancadas altas (Menezes, 2005).

As várias fases de extração de rochas ornamentais estão ilustradas na Figura 2.4, e, em seguida,

mostra-se uma descrição sumária de cada uma destas atividades (Guerreiro, 2000).

Figura 2.4 - Várias fases de extração a céu aberto de rochas ornamentais (Guerreiro, 2000)

1. Preparação

1.1. Decapagem - Desmontagem e remoção da terra superficial que cobre total ou

parcialmente a massa mineral, de modo a aceder à mesma;

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Capítulo 2 - Estado de arte

16

1.2. Desmontes das “cabeças” ou lápias - Corte e desmonte das cabeças de mármore que

foram destapadas, de modo a criar um piso de trabalho regular;

1.3. Abertura de caixas e canais - Permite a criação de duas faces livres para o desmontes

da rochas, enquanto a realização de canais perpendiculares entre si origina uma terceira

face livre e define a massa a desmontar. Estas explorações permitem iniciar a exploração

de um novo piso.

2. Desmonte

2.1. Perfuração - Realização de furos horizontais e verticais que delimitam a massa a

desmontar e as respetivas talhadas de rocha;

2.2. Corte - Corte da rocha para individualizar as talhadas;

2.3. Derrube - Depois de individualizadas, as talhadas de rocha são derrubadas para cima de

uma “cama” feita de terras, escombros e/ou pneus;

2.4. Esquartejamento - Divisão da talhada derrubada em blocos de dimensões transportáveis,

quando a fracturação existente não é suficiente para tal.

3. Remoção e transporte

3.1. Remoção dos blocos comercializáveis - Carregamento e transporte dos blocos com

qualidade ornamental e com dimensões comercializáveis para o parque de blocos da

pedreira;

3.2. Remoção de escombros - Carregamento e transporte de escombros da zona da frente da

pedreira até à escombreira.

2.4) Propriedades mecânicas de betões produzidos a partir de resíduos

provenientes da indústria do mármore no estado fresco

2.4.1) Massa volúmica A massa volúmica de um betão mede a concentração de massa num determinado volume deste e

é uma das principais análises realizadas ao betão no estado fresco e é uma propriedade intrínseca

do mesmo, dependendo do seu grau de compactação e será tanto maior ou menor consoante as

massas volúmicas dos materiais que o constituem sejam maiores ou menores, respetivamente.

Topçu et al. (2000) estudaram o comportamento de betões auto-compactáveis, nos quais

efetuaram substituições graduais de 0, 50, 100, 150, 200, 250 e 300 kg/m3 dos materiais

aglutinantes dos mesmos (cinzas) por pó de mármore. Deste estudo concluíram, como se pode

verificar na Figura 2.5, que o peso próprio do betão diminui com a incorporação gradual de pó de

mármore, e que tal acontecia devido ao facto de a massa volúmica deste ser inferior à do ligante

substituído.

Figura 2.5 - Variação da massa volúmica com a substituição de pó de mármore (Topçu, 2009)

2280

2300

2320

2340

2360

2380

2400

0 50 100 150 200 250 300

Mas

sa v

olú

mic

a (k

g/m

3)

Pó de mármore (kg/m3)

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

17

Almeida (2004) concluiu, no seu estudo referente à substituição de areia e cimento por resíduos

de rochas carbonatadas em betões, que existe uma tendência decrescente dos valores das massas

volúmicas saturada e seca, conforme é aumentado o teor de resíduos incorporado nos mesmos.

Demirel (2010) efetuou um estudo relativamente ao efeito da substituição de areia fina, de

dimensões inferiores a 25 mm, por resíduos de pó de mármore nas proporções de 0, 25, 50 e 100%

em peso em betões estruturais, concluindo que existia um aumento da massa volúmica dos

mesmos com o aumento da taxa de substituição (Figura 2.6), referindo que estes resultados se

devem à elevada densidade do pó de mármore e ao efeito de filer do mesmo.

Figura 2.6 - Variação da massa volúmica em função da taxa de substituição de areias finas (Demirel, 2010)

Hebhoub et al. (2011) estudaram a introdução em betões de resíduos de mármore branco (areias

e britas) provenientes da escombreira de Fil-Fila, em substituição de areias e britas naturais, com

patamares de 25, 50, 75 e 100%. No que concerne à análise da massa volúmica, concluíram que

esta não se altera significativamente com o grau de substituição, existindo variações reduzidas da

mesma, conforme se pode analisar na Figura 2.7. O motivo pelo qual isto acontece, de acordo

com os autores, é o facto de a massa volúmica do betão ser uma função da densidade inicial dos

materiais, das proporções da mistura, da água inicial e final e também do grau de hidratação.

Figura 2.7 - Variação da massa volúmica em função da taxa e tipo de substituição (Hebhoub, 2011)

Também Binici et al. (2007), no estudo previamente descrito no subcapítulo 2.2.1 da presente

dissertação, concluiu que, com o aumento da taxa de substituição, ocorria uma diminuição do

2230

2240

2250

2260

2270

2280

2290

2300

2310

0 25 50 75 100

Mas

sa v

olú

mic

a (k

g/m

3)

Taxa de substituição (%)

2,3

2,35

2,4

2,45

2,5

2,55

2,6

0 25 50 75 100

Mas

sa v

olú

mic

a (k

g/d

m3

)

Taxa de substituição (%)

Substituição de finos

Substituição de grossos

Substituição de ambos

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Capítulo 2 - Estado de arte

18

valor da massa volúmica dos betões produzidos (Figura 2.8), sendo esta diminuição mais visível

na incorporação de pó de calcário, uma vez que este último era, dos dois, o que tinha uma menor

massa volúmica.

Figura 2.8 - Variação da massa volúmica em função da taxa de substituição (Binici et al., 2007)

2.4.2) Trabalhabilidade A trabalhabilidade de um betão define a capacidade e a facilidade com que um betão pode ser

moldado. As adições minerais exercem uma grande influência nestas propriedades devido às suas

características físicas e reatividade química. A elevada finura destas adições permite que, aquando

da sua adição no betão, se reduza o tamanho e o volume dos vazios (efeito de fíler), permitindo

uma melhoria na coesão e diminuindo a coesão e a exsudação, devido ao seu efeito pozolânico

(Gonçalves, 2010).

Binici et al. (2007), no estudo referido no capítulo 2.2.1, concluíram, relativamente ao efeito de

adições de pó de mármore e calcário na trabalhabilidade do betão, que os valores de abaixamento

diminuíam com o aumento da taxa de substituição e que esses mesmos valores eram idênticos

tanto para as substituições de pó de mármore, como para as de calcário. Os resultados referentes

a esta campanha podem ser observados na Figura 2.9.

Figura 2.9 - Abaixamento em função da taxa de substituição de pó de mármore e calcário (Binici et al., 2007)

No estudo efetuado por Hebhoub et al. (2011), referido no capítulo 2.4.1 da presente dissertação,

foi também analisada a trabalhabilidade dos betões em função das suas taxas de substituição. São

apresentados, na Figura 2.10, os resultados obtidos por estes autores.

2310

2315

2320

2325

2330

2335

2340

2345

0 5 10 15

Mas

sa v

olú

mic

a (k

g/m

3)

Taxa de substituição (%)

Pó de mármore Pó de calcário

70

80

90

100

110

120

130

0 2 4 6 8 10 12 14

Ab

aixam

ento

(cm

)

Taxa de substituição (%)

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

19

Figura 2.10 - Abaixamento em função das várias taxas de substituição (Hebhoub, 2011)

Dos resultados obtidos, os autores concluíram que a trabalhabilidade dos betões diminuía com o

aumento da taxa de substituição, defendendo que os fatores que mais contribuiriam para tal seriam

a forma dos agregados finos, a proporção de agregados finos e grossos, as características dos

materiais. Salientaram ainda que o parâmetro crítico na trabalhabilidade seria o facto de os

agregados naturais absorverem mais água do que os resíduos de mármore, pelo que seria

necessário corrigir a quantidade de água de amassadura.

2.5) Propriedades mecânicas dos betões produzidos a partir de resíduos

provenientes da indústria do mármore no estado endurecido O principal objetivo do presente subcapítulo é efetuar a recolha dos resultados das principais

investigações já realizadas no que refere ao efeito das adições de resíduos em betões

convencionais, com especial incidência nos resíduos de mármore.

2.5.1) Resistência à compressão Uma das propriedades mais importantes de um betão, a resistência à compressão desempenha um

papel fundamental na sua caracterização. Brito (2005) refere que a resistência à compressão de

um betão é tanto maior quanto menor for a taxa de substituição de agregados primários por

agregados reciclados e quanto mais a substituição incida sobre agregados grossos ao invés de

agregados finos, desde que a inclusão seja limitada.

Corinadelsi et al. (2010) concluíram que, em termos de comportamento mecânico, uma

substituição de 10% de areia por pó de mármore com adição de superplastificante originou valores

de resistência à compressão superiores para um mesmo grau de trabalhabilidade, relativamente

aos valores obtidos para a mistura de referência, aos 28 dias de cura. Este efeito foi ainda mais

evidente em idades de cura mais curtas, devido à contribuição positiva do efeito de fíler do pó de

mármore.

No ponto 2.2.1 da presente dissertação, foi apresentado o estudo realizado por Binici et al. (2007).

Dos resultados obtidos relativamente à adição de pó de mármore, os autores concluíram que

existiram melhorias significativas face ao betão de referência, obtendo valores de aumento de

resistência à compressão aos 28 dias, para betões com substituição de 15% de areia, de 24% face

ao betão de referência, sendo que foi também para estas adições que se obtiveram os maiores

valores de resistência à compressão no decorrer da sua campanha experimental aos 28, 90 e 360

0

2

4

6

8

0 25 50 75 100

Ab

aixam

ento

(cm

)

Taxa de substituição (%)

Substituição de finos

Substituição de grossos

Substituição de ambos

Page 34: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 2 - Estado de arte

20

dias. Quanto à adição de pó de calcário, concluíram que os valores de resistência à compressão

obtidos não eram tão elevados quanto os obtidos para a adição de mármore, sendo mesmo

inferiores ao betão de referência aos 28 dias de idade. No entanto, aos 90 e 360 dias de idade,

obtiveram valores de resistência à compressão superiores ao betão de referência, produzindo

assim resultados satisfatórios. A análise dos resultados obtidos deste estudo pode ser feita na

Figura 2.11.

Figura 2.11 - Resistência à compressão em função da idade dos betões (Binici et al., 2007)

Topçu et al. (2000), no estudo referido no ponto 2.4.1 da presente dissertação, inferiram que a

resistência à compressão ótima destes betões, tanto no estado fresco como endurecido, ocorria

para adições de 200 kg/m3 de pó de mármore e que, para volumes muito elevados de pó de

mármore, existia uma perda de resistência à compressão devido à necessidade da presença de

material cimentício com capacidades de fíler (cinzas).

Almeida (2004) estudou o efeito da introdução de resíduos em betões, em detrimento dos

agregados finos deste (areias 1 e 2). Neste estudo, verificou que existia uma perda de resistência

à compressão a um ritmo aceitável e que esta perda se dava em valores da ordem de 4 MPa por

cada 100 kg de resíduo introduzido.

Ao analisar também a incorporação de agregados de mármore e granito, Binici et al. (2008)

concluiu que existiam melhorias significativas da resistência à compressão, em todas as idades de

cura (1, 7, 28, 90 e 365 dias) e que o valor mais elevado obtido foi para os betões com incorporação

de agregados de mármore, aos 365 dias, com um valor de 62,1 MPa.

Demirel (2010) avaliou o efeito de adições de pó de mármore em betões, em detrimento de areia

fina, com taxas de substituição de 0, 25, 50 e 100%. Deste estudo, verificou que, com o aumento

da substituição de areia por pó de mármore, existia um aumento da resistência à compressão,

salientando ainda que a contribuição do pó de mármore para a resistência à compressão diminuía

com o aumento da idade de cura do betão. Os resultados da sua campanha experimental podem

ser visualizados na Figura 2.12.

7 28 90 3600

10

20

30

40

50

60

70

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

Idade (dias)

0% substituição

5% mármore

10% mármore

15% mármore

5% calcário

10% calcário

15% calcário

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

21

Figura 2.12 - Evolução da resistência à compressão com a taxa de substituição de pó de mármore (Demirel, 2010)

Ergün (2009) realizou um estudo sobre a incorporação de 5, 7.5 e 10% de pó de mármore em

betões em detrimento do peso de cimento. Chegou à conclusão de que a substituição parcial de

5% do peso de cimento por resíduos de pó de mármore, com adição de superplastificante,

conduzia, em relação ao betão de referência, aos maiores valores de resistência à compressão e

que este efeito era provocado, não só pelo efeito de preenchimento de vazios dos resíduos, que

reduzia a porosidade do betão, mas também pelas propriedades de aglutinação dos mesmos,

provocadas pela hidratação da calcite e do componente C3A, e pela baixa relação a/c devido à

adição de superplastificante. Nesse mesmo estudo, verificou que a resistência à compressão dos

betões com adição de pó de mármore variava, relativamente à do betão de referência, entre 1.11

a 0.95 aos 7 dias, 1.11 a 0.88 aos 28 dias e 1.12 a 0.86 aos 90 dias de idade, diminuindo com a

adição de pó de mármore. Segundo Ergün, esta perda de resistência deve-se à redução de material

cimentício no betão, reduzindo as reações pozolânicas no mesmo.

Valls et al. (2004) avaliaram as propriedades mecânicas de betões com substituições parciais de

2.5, 5 e 10% de cimento por lamas secas provenientes de uma estação de tratamento. O cimento

utilizado era do tipo CEM II/32,5-R e a caracterização mineralógica das lamas mostrou que os

materiais inorgânicos que constituíam as lamas eram quartzo e calcite. Após análise dos

resultados experimentais obtidos, concluíram que a presença de lama reduzia a resistência à

compressão e que esta redução aumentava como o aumento da taxa de substituição, afirmando

que uma taxa de substituição de 10% não deve ser utilizada uma vez que reduz significativamente

as propriedades mecânicas dos betões. No entanto os autores verificaram também que, ao

contrário do que sucede na maioria dos casos, a resistência à compressão em idades mais

avançadas se dava mais rapidamente para os betões com incorporação de lamas do que para o

betão de referência.

Demirel (2010) cita Türker et al. (2007) que constataram que a diminuição da resistência à

compressão de betões quando são realizadas substituições de cimento por pó de mármore pode

dever-se à diluição de C2S e de C3S, que são os principais constituintes do cimento e os que mais

contribuem para a sua resistência à compressão.

0

10

20

30

40

50

60

70

3 dias 7 dias 28 dias 90 dias

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (

MP

a)

0 % substituição

25 % substituição

50 % substituição

100 % substituição

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Capítulo 2 - Estado de arte

22

Aliabdo (2013), no estudo referido no ponto 2.2.2., obteve, para uma relação a/c de 0,50, reduções

do valor da resistência à compressão (Figura 2.13), para todos os graus de substituição efetuados,

afirmando também que a causa provável desta perda de resistência era a redução do material

cimentício (C2S e C3S).

Figura 2.13 - Resistência à compressão em função da taxa de substituição (Aliabdo, 2013)

2.5.2) Resistência à tração Apesar de não ser tão importante quanto a resistência à compressão, a resistência à tração de um

betão é um fator importante em fenómenos tais como a fendilhação, a colocação das armaduras e

verificação dos Estados Limite de Utilização.

Almeida (2004) realizou substituições de cimento e de areia, separadamente, por resíduos, em

patamares de 0, 20 e 40%, e estudou o comportamento dos betões face a estas alterações. Do seu

estudo, concluiu que a resistência à tração por compressão diametral diminuía com o aumento da

incorporação de resíduos, quer em detrimento de cimento, quer de areia, obtendo valores máximos

da ordem de 2,9 MPa e mínimos de cerca de 0,9 MPa.

No estudo realizado por Hebhoub et al. (2011), referido no capítulo 2.4.1, foram realizados

ensaios de resistência à tração aos 2, 14, 28 e 90 dias de idade, concluíram que, para os patamares

de substituição de 25, 50 e 75% de areias naturais por resíduos de pó de mármore, existiam

melhorias significativas da resistência à tração, especialmente aos 90 dias de idade. Quanto ao

patamar de substituição de 100%, concluiu-se que os resultados obtidos não eram satisfatórios.

Aliabdo (2013) concluiu que a utilização de pó de mármore, em substituição de cimento,

melhorava a resistência à tração, relativamente ao betão de referência, até valores de 15% de

substituição. Verificou, no entanto, que as substituições de 10% eram consideradas as ótimas,

onde se obtinham os valores mais elevados de resistência à tração por compressão diametral, com

valores de aproximadamente 4,8 MPa para uma relação a/c de 0,4 e valores de cerca de 5,5 MPa,

para uma relação a/c de 0,5.

Binici et al. (2008) verificou que a incorporação de agregados reciclados de mármore e a adição

de superplastificantes em betões asseguram valores de resistência à tração por compressão

diametral de cerca de 3 MPa, ligeiramente superiores aos do betão de referência, que eram de

aproximadamente 2,2 MPa.

20

25

30

35

40

45

50

55

0 2,5 5 7,5 10 12,5 15

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

Percentagem de pó de mármore (%)

7 dias 28 dias 56 dias

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

23

Ergün (2009) obteve, no estudo descrito no ponto 2.5.1, decréscimos da resistência à tração dos

betões produzidos, através de ensaios de resistência à tração por flexão, face ao betão de

referência. Verificou também que a diminuição desta propriedade aumentava conforme a taxa de

substituição de pó de mármore por cimento aumentava.

2.5.3) Módulo de elasticidade De entre a pesquisa realizada, são conhecidos poucos estudos sobre a avaliação do módulo de

elasticidade em betões com incorporação de pó de mármore, sendo que a maioria dos estudos

apresentados neste subcapítulo incide em betões com substituições de agregados naturais por

agregados reciclados de outras origens.

Os estudos realizados até ao momento apontam para uma redução do módulo de elasticidade de

betões com agregados reciclados, quer finos, quer grossos, devido ao facto de as partículas

conterem argamassa com módulo de elasticidade inferior ao dos agregados naturais (Evangelista,

2007).

Evangelista (2007) mostra, na sua dissertação de mestrado, uma tendência aproximadamente

linear da diminuição do módulo de elasticidade dos betões com o aumento da taxa de substituição

de agregados finos naturais por agregados finos primários, existindo para uma substituição de

100%, uma diminuição do módulo de elasticidade de 18,5% face ao valor apresentado pelo betão

de referência. Evangelista justificou esta diminuição pela menor rigidez da pasta cimentícia, uma

vez que esta era mais porosa.

No seu estudo, Binici et al. (2008) obteve valores máximos do módulo de elasticidade de 39 GPa

para betões com incorporação de agregados reciclados de mármore e incorporação de

superplastificantes. Estes valores eram aproximadamente 79% maiores do que os correspondentes

aos dos betões de referência, 31,2 GPa.

Evangelista (2007) cita Merlet e Pimienta (1998), referindo que estes obtiveram reduções de 12

a 35% no módulo de elasticidade de betões com agregados finos reciclados, comparativamente a

um betão convencional.

A relação a/c influencia também esta característica dos betões. Leite (2001) mostra que o aumento

da relação a/c nos betões com incorporação de agregados reciclados provoca uma diminuição do

módulo de elasticidade dos mesmos.

Bacarji et al. (2012) efetuaram num estudo substituições de cimento por resíduos contendo

mármore e granito, em simultâneo, de três fábricas distintas em taxas de 5, 10 e 20% utilizando

relações a/c de 0,50 e 0,65. Concluíram que, aos 28 dias de idade para ambas as relações a/c,

existia uma redução significativa do módulo de elasticidade dos betões com o aumento da taxa de

incorporação de resíduos, independentemente da fábrica da qual estes foram recolhidos. Os

autores observaram também que os valores do módulo de elasticidade seriam tanto menores

quanto maior fosse a relação a/c.

2.5.4) Resistência ao desgaste por abrasão A resistência ao desgaste por abrasão é um fator muito importante na caracterização de um betão,

especialmente quando este se encontra com superfície desprotegida e sujeita a ações de erosão

contínua (Evangelista, 2007).

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Capítulo 2 - Estado de arte

24

Binici et al. (2008) concluiu que betões com incorporação de agregados reciclados de mármore e

de superplastificantes, possuem perdas de massa de cerca de 1,3 gramas. Este valor é 2,2 vezes

inferior àquele obtido pelos betões de referência aos 365 dias de idade e esta diferença justifica-

se pela existência de uma estrutura mais densa da argamassa que constituía o betão com

incorporação de agregados de mármore.

Num estudo paralelo, Binici et al. (2007) verificou que a adição de pó de mármore e de calcário

em betão, em substituição de areia, melhora a resistência ao desgaste dos betões, especialmente

para substituições de areia por pó de mármore de 15%, concluindo que a resistência ao desgaste

aumenta conforme a quantidade de pó presente no betão aumenta, obtendo os resultados mais

satisfatórios para betões com este tipo de adições. No que diz respeito aos resultados obtidos para

adições de pó de calcário, obteve também melhorias na resistência à abrasão, face ao betão de

referência. No entanto, registou, para este caso, os valores mais elevados de resistência ao

desgaste para substituições com 10% de pó de calcário, verificando que a resistência ao desgaste

para este tipo de adições não aumenta com a quantidade de pó presente no betão. Por fim,

constatou que os aumentos relativos da resistência à abrasão para adições de pó de mármore eram

notórios entre adições, contrariamente ao verificado para adições de pó de calcário, em que as

mesmas não são tão notórias. Os resultados obtidos pelo autor encontram-se ilustrados na Figura

2.14.

Figura 2.14 - Perda de massa relativa ao betão de referência para as várias taxas de substituição (Binici et al., 2007)

Evangelista (2007) mostra que betões com substituições de 30% de agregados finos naturais por

agregados reciclados apresentam um aumento de 7% da redução de espessura, face aos valores

obtidos para o betão de referência e que esta tendência se inverte com substituições de 100%, para

as quais existe uma diminuição da variação face ao betão de referência de 20%.

Esta incoerência de valores é também verificada noutros estudos. Na sua dissertação de mestrado,

Pereira (2010) estudou a influência da incorporação de superplastificantes em betões com

agregados finos reciclados de betão, verificando que a resistência à abrasão dos betões sofre uma

redução, com ou sem adjuvante, que é tanto maior quanto maior é a quantidade de agregados

reciclados presentes na mistura, destacando os resultados obtidos para os betões sem qualquer

adição de adjuvante para os quais obteve resultados semelhantes aos obtidos por Evangelista.

28 90 360101520253035404550556065707580859095

100

Per

da

de

mas

sa r

elat

iva

(%)

Idade (dias)

0% substituição 5% substituição de mármore

10% substituição de mármore 15% substituição de mármore

5% substituição de calcário 10% substituição de calcário

15% substituição de calcário

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

25

2.5.5) Velocidade de propagação de ultra-sons O ensaio de ultra-sons consiste na determinação da velocidade de propagação de um impulso

ultra-sónico, entre dois pontos de medida. Através deste ensaio pretendem-se conhecer as

características mecânicas do betão, a sua homogeneidade e a presença de eventuais fissuras e

defeitos, com base na velocidade de propagação registada.

A velocidade de propagação de ultra-sons é utilizada para discutir a relação entre a resistência do

betão e a compacidade o mesmo, que é inversamente proporcional à sua porosidade (Topçu,

2009).

No seu estudo, Topçu (2009) conclui que a utilização de pó de mármore até 200 kg/m3, em

detrimento das cinzas de betões auto-compactáveis, conduzia a valores de porosidade mais

reduzidos, de 7 a 10% para incorporações de 0 e 200 kg/m3, respetivamente. Neste mesmo estudo,

obteve-se uma boa relação linear entre a velocidade de ultra-sons e a compacidade (R2=0,95).

Pereira (2010) obteve na sua dissertação uma correlação através de uma curva exponencial, entre

a velocidade de ultra-sons e a resistência à compressão aos 28 dias de R2=0,54, valor claramente

insatisfatório. Concluiu neste estudo que os erros associados pareciam estar relacionados com os

valores registados para o betão de referência, especialmente quando fabricados com adjuvantes,

para os quais existiam dispersões de valores bastante notórias. Sem a introdução de adjuvantes, a

relação possuíria um valor de R2 de 0,70, valor relativamente melhor.

Khatib (2005) estudou também os efeitos da incorporação de agregados finos reciclados

provenientes da demolição de estruturas em betões. Obteve, referente à velocidade de propagação

de ultra-sons, um coeficiente de correlação R2=0,96, valor bastante satisfatório. Concluiu também

que a velocidade de propagação de ultra-sons aumentava significativamente entre os dias 1 e 7, e

que este aumento abrandou entre os dias 7 e 90.

Demirel (2010), no estudo referido no ponto 2.4.1, concluiu que a velocidade de propagação de

ultra-sons aumentava com o aumento da taxa de substituição de pó de mármore em detrimento de

areias finas, associando estes factos ao efeito de fíler do pó de mármore na hidratação do cimento

e à redução que observou na porosidade dos betões analisados. Os resultados obtidos podem ser

visualizados na Figura 2.15.

Figura 2.15 -Velocidade de propagação de ultra-sons em função da taxa de substituição de areia fina por pó de

mármore (Demirel, 2010)

4,2

4,25

4,3

4,35

4,4

4,45

4,5

4,55

4,6

4,65

4,7

0 25 50 75 100

Vel

oci

dad

e d

e p

rop

agaç

ão d

e ult

ra-

sons

(km

/s)

Taxa de substituição (%)

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Capítulo 2 - Estado de arte

26

Aliabdo (2013) refere que a utilização de pó de mármore em substituição, quer de cimento quer

de areia, tem um efeito quase insignificante no valor da velocidade de propagação de ultra-sons,

uma vez que depende fortemente da resistência à compressão do betão e que é proporcional à raiz

quarta da mesma. Neste estudo, o autor obteve uma boa relação linear entre estas propriedades,

para os dois tipos de substituição, que se pode visualizar na Figura 2.16 e na Figura 2.17.

Figura 2.16 - Relação entre a resistência à

compressão e a velocidade de propagação de ultra-sons para substituições de cimento (Aliabdo, 2013)

Figura 2.17 - Relação entre a resistência à

compressão e a velocidade de propagação de ultra-sons para substituições de areia (Aliabdo, 2013)

2.6) Adjuvantes do tipo plastificante para betão

2.6.1) Mecanismo de atuação Um adjuvante pode ser definido como uma substância utilizada em percentagem inferior a 5%

da massa de cimento, adicionada durante a amassadura, aos componentes normais das

argamassas e betões, com o fim de modificar certas propriedade destes materiais, quer no estado

fluido, quer no estado sólido, quer ainda no momento da passagem dum estado a outro (Coutinho,

1997).

Por sua vez, um plastificante é uma substância constituída por moléculas que compreendem uma

parte de tensão ativa, cujo efeito é baixar a tensão superficial da água na intersuperfície em que

está adsorvida, e outra parte hidrófoba... (Coutinho, 1997).

Segundo Collepardi (1998), os adjuvantes do tipo plastificante e superplastificante são utilizados

principalmente para: melhorar a trabalhabilidade dos betões, mantendo a sua composição química

inalterada; reduzir a relação a/c, melhorando a resistência e durabilidade para uma dada

trabalhabilidade. Collepardi refere ainda que um superplastificante é capaz de reduzir a água

necessária para manter a mesma trabalhabilidade em 20-30%, enquanto que um plastificante

apenas reduz essa quantidade em 5-12%.

Coutinho (1997) refere que as principais finalidades de um adjuvante do tipo plastificante são:

aumentar a tensão de rotura;

reduzir a dosagem a/c, sem alterar a tensão de rotura;

aumentar a trabalhabilidade, mantendo as dosagens de água e de cimento;

diminuir a permeabilidade.

Uma vez que o grupo hidrófilo é predominante, os plastificantes apresentam uma forte tendência

para serem absorvidos pelas partículas mais finas de agregado, e especialmente pelas de cimento.

Desta forma, as partículas de cimento adquirem um potencial elétrico, criando-se uma repulsão

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

27

eletrostática entre as mesmas. Este potencial faz com que os dipólos que constituem as moléculas

de água se orientem à roda das partículas, formando-se uma camada de moléculas de água que

impede a aproximação entre partículas, de onde surge o efeito dos adjuvantes. Devido a este

mecanismo, a água que separava os grãos de cimento, anteriormente à adição de adjuvante (Figura

2.18), fica livre entre as partículas dispersas. Por sua vez, a orientação das moléculas de água em

torno das partículas faz com que o atrito entre estas seja reduzido significativamente (Figura 2.19),

permitindo que não seja necessária a existência de camadas muito espessas de água para a redução

do mesmo levando, consequentemente, à aproximação das partículas (Figura 2.20) (Coutinho,

1997).

Figura 2.18 - Quando não há

plastificante, a quantidade de água necessária para a mobilidade das

partículas é grande (Coutinho, 1997)

Figura 2.19 - Quando se adiciona o plastificante, as partículas repelem-se e a água que fica livre entre elas

não é necessária para a sua mobilidade (Coutinho, 1997)

Figura 2.20 - As distâncias entre as partículas reduzem-se e a água em

excesso pode ser dispensada (Coutinho, 1997)

No que se refere aos superplastificantes, Pereira (2010) cita Coutinho (1997) quando os designa

como substâncias tensioactivas que se caracterizam por terem atividade superficial uma vez que

na sua composição química incluem grupos hidrófilos com afinidade para superfícies polares

que permitem a sua dissolução em água, bem como grupos não polares ou hidrofóbicos. Pereira

afirma ainda que existem diferentes bases químicas para superplastificantes, embora as mais

utilizadas sejam os derivados de melamina, os derivados de sulfonatados do naftaleno, os

linhosulfonatos modificados, ou ésteres policarboxílicos (ésteres de ácidos sulfónicos ou ésteres

de hidratos de carbono), dando especial relevância a estes últimos devido ao seu crescente uso

devido à grande flexibilidade que têm de modificar a sua estrutura, obtendo diversas propriedades

em termos de dispersão, manutenção de trabalhabilidade. Os ésteres policarboxílicos podem ainda

ser combinados com outros produtos de modo a obter efeitos que se verificam em outros

adjuvantes, tais como o efeito acelerador ou retardador de presa. Por fim, é mencionado que o uso

dos superplastificantes com base em linhosulfatos é cada vez menor, devido à combinação

química que se gera entre o aluminato tricálcico e o linhosulfonato de cálcio, uma vez que este

efeito é responsável pela anulação do potencial eléctrico que o adjuvante confere às partículas de

cimento.

O mecanismo de dispersão dos superplastificantes de última geração, os ésteres policarboxílicos,

é partibularmente eficaz devido a dois géneros de forças repulsivas entre as partículas de cimento,

São estas as repulsões eletrostáticas devido à presença da carga negativa originada pelo grupo

carboxílico e o efeito de repulsões estéricas, próprias das longas cadeiras poliméricas à superfície

do agregado (Pereira, 2010).

Cartuxo (2013) refere que o principal objetivo dos superplastificantes é a redução da relação a/c,

mantendo uma trabalhabilidade semelhante, o que irá aumentar a compacidade dos betões, ou o

aumento da trabalhabilidade, no caso de se queres fixar a relação a/c.

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Capítulo 2 - Estado de arte

28

Al-Amoudi et al. (2006) mencionam que alguns superplastificantes são incompatíveis com o

cimento, levando a que se verifiquem tempos de presa superiores aos expectáveis, o que leva a

entradas de ar superiores ao normal, aumentando a porosidade global da pasta do betão. Os autores

referem ainda que a finura do cimento influencia a dosagem de superplastificante a aplicar, sendo

tanto maior quanto mais fino for o cimento.

Cartuxo (2013) cita Mehta e Monteiro (2006), definindo superplastificantes como redutores de

água de alta gama, por originarem reduções de água 3 a 4 vezes superiores à de um redutor de

água usual. Os mesmos adiantam ainda que estas substâncias são formadas por longas cadeiras

de moléculas tensioactivas, com elevado peso molecular e com um grande número de grupos

polarizados que, quando em contacto com o cimento e partículas mais finas dos agregados,

impõem uma forte carga negativa nas partículas do mesmo, diminuindo a tensão superficial da

água à volta destas partículas, causando uma dispersão das partículas e provocando um aumento

da fluidez da mistura. Este mecanismo de atuação está representado nas Figuras 2.21 e 2.22.

. Figura 2.21 - Adsorção superficial dos polímeros que

constituem os superplastificantes (Mehta e Monteiro, 2006)

Figura 2.22 - Mecanismo de repulsão electrostática

(Mehta e Monteiro, 2006)

Cartuxo (2010) refere que, ao contrário dos redutores de água normais, os superplastificantes não

causam exsudação nem aumentos no tempo de presa, devido à forma coloidal das longas cadeias

que os constituem, que obstruem a exsudação e previnem a segregação. Ocorre desta forma uma

melhor dispersão das partículas de cimento, facilitando a sua hidratação. É possível observar a

dispersão das partículas de cimento com e sem incorporação destas substâncias nas Figuras 2.23

e 2.24.

Figura 2.23 - Distribuição das partículas em betões

convencionais (Mehta e Monteiro, 2006)

Figura 2.24 - Distribuiçao das partículas em betões com incorporação de superplastificantes (Mehta e

Monteiro, 2006)

Coutinho (1997) refere que os principais objetivos da inclusão de um superplastificante em betões

são o aumento da tensão de rotura, a possibilidade de diminuição da dosagem de cimento

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

29

mantendo a resistência e a trabalhabilidade, o aumento da trabalhabilidade para as mesmas

dosagens de água e de cimento e a diminuição da permeabilidade. Coutinho e Gonçalves (1997)

referem também que a distinção entre plastificantes é feita pela sua origem definindo os

plastificantes como subprodutos industriais, ao contrário dos superplastificantes, que são

substâncias químicas produzidas especificamente para o fim a que se destinam.

2.6.2) Influência em betões Com 1% de adição de plastificante em relação ao peso de cimento, valor que se irá utilizar na

campanha experimental desta dissertação, conseguem-se aumentos na tensão de rotura à flexão

de cerca de 15%, e à compressão da ordem de 20%, reduzindo-se a água de amassadura em cerca

de 10% (Coutinho, 1997).

Para além de plastificantes, é possível incorporar também superplastificantes no betão. Estes

permitem reduzir a água de amassadura entre 30 e 40 litros por metro cúbico. O mecanismo da

sua acção é semelhante ao dos plastificantes, mas mais intenso e com duração muito inferior,

sendo que ao fim de meia hora a uma hora o seu efeito desaparece. Contudo, não existe problema

em adicioná-los novamente (Coutinho, 1997).

É importante, como se pode ver pela Figura 2.25, ao adicionar adjuvantes do tipo plastificante

em betões, ter em atenção a necessidade de efetuar a correcção da trabalhabilidade, ou relação

a/c, de forma a evitar resultados díspares, fazendo com que não existam melhorias do

comportamento mecânico dos betões. Este efeito é ainda mais sentido nos superplastificantes em

que a ausência de correcção de trabalhabilidade pode levar a diminuições da tensão de rotura à

compressão.

Pela análise da mesma figura pode tambem concluir-se que a eficácia dos superplastificantes é

tanto maior quanto maior for a dosagem de cimento do betão, uma vez que existirá um maior

número de partículas finas nas quais os superplastificantes irão atuar, aumentando o seu efeito

dispersor.

Coutinho (1997) refere ainda que as resistências dos betões evoluem de forma semelhante ao

longo do tempo, com e sem incorporação de superplastificantes nos mesmos.

Figura 2.25 - Importância da correção de trabalhabilidade em betões com incorporação de superplastificantes (à

esquerda) e plastificantes (à direita) (Coutinho, 1997)

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Capítulo 2 - Estado de arte

30

No âmbito da sua dissertação de mestrado, Pereira (2010) verificou que a incorporação de

superplastificantes em betões leva ao aumento da sua resistência à compressão em todas as idades

dos ensaios (7, 28 e 56 dias). Nesse mesmo estudo, concluiu ainda que, apesar de os acréscimos

de resistência à compressão serem superiores para o betão de referência, o efeito dos

superplastificantes sobre a resistência à compressão de betões é pouco afetado pela taxa de

incorporação de agregados finos reciclados de betão, sendo que a menor eficácia dos adjuvantes

pode estar relacionada com o aumento da superfície específica dos agregados.

Cartuxo (2013), ao estudar a influência de superplastificantes em betões com agregados finos

reciclados de betão, observou, com base nos resultados obtidos da sua campanha experimental,

que adições de adjuvantes no valor de 1% da massa de cimento oferecem resultados bastante

satisfatórios no que se refere à sua resistência à compressão. Obteve, para betões com

incorporação de plastificantes de desempenho normal e superplastificantes de elevado

desempenho, betões com classes de resistência de C45/55 e C60/75, valor bastante superior à

classe inicialmente prevista, C25/30.

Aruntaş (2008) testou a influência de adições de superplastificantes (1, 1,5 e 2% do peso de

cimento) em betões com e sem fibras de aço. Neste estudo realizou ensaios de teste Vebê,

resistência à compressão e resistência à flexão, recorrendo a dois processos de cura dos provetes:

cura com imersão em água e cura ao ar livre. Relativamente aos resultados obtidos para os betões

sem fibras de aço, em termos de trabalhabilidade, verificou que, com o incremento da quantidade

de superplastificante, a duração do ensaio Vebê diminuiu, concluindo portanto que a

trabalhabilidade melhorava com a adição de superplastificante, face ao betão de referência, tal

como referido no subcapítulo referente ao ensaio de trabalhabilidade. Em termos de resistência à

compressão, obteve melhorias face ao betão de referência para adições de 1%, verificando que,

para as restantes taxas de incorporação, os valores de resistência diminuíam. Este comportamento

deve-se principalmente ao facto de o autor ter mantido fixa a relação a/c em 0,53, o que faz com

que não tenha sido efetuada a correção da relação a/c dos betões produzidos, levando à

consequente diminuição desta propriedade, conforme se ilustrou na Figura 2.25. Por fim,

verificou que a resistência à tração por flexão aumentava face ao betão de referência, com o

aumento da adição de superplastificante. Os valores obtidos relativamente à cura com imersão em

água podem ser consultados na Tabela 2.10.

Tabela 2.10 - Resultados obtidos por Aruntas (2008)

Cura com imersão em água

Superplastificante

(%)

Ensaio

Vebê

(seg)

Resistência à compressão

(MPa) Resistência à flexão (MPa)

28 dias 90 dias 180 dias 28 dias 90 dias 180 dias

0 10 313 355 383 5.9 6.3 -

1 7 359 391 411 5.4 7.2 -

1.5 6 373 384 403 5.3 7 -

2 5 333 370 383 5 6.8 -

Pereira (2010) realizou um estudo referente ao comportamento de betões com substituições

graduais de 10, 20, 30, 50 e 100% de agregados finos naturais por agregados finos reciclados de

betão e à influência de plastificantes e superplastificantes nos mesmos. Os resultados da sua

campanha experimental encontram-se ilustrados na Tabela 2.11.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

31

Tabela 2.11 - Resultados do ensaio de abaixamento (Pereira, 2010)

Tipo de adjuvante

utilizado

BR B10 B30 B50 B100

h

(mm)

a / c

efetiva

h

(mm)

a / c

efetiva

h

(mm)

a / c

efetiva

h

(mm)

a / c

efetiva

h

(mm)

a / c

efetiva

Sem plastificante 123 0.55 123 0.55 119 0.55 123 0.55 112 0.55

Plastificante

normal 125 0.45 127 0.45 129 0.46 130 47 125 0.49

Superplastificante 130 0.38 122 0.39 128 0.39 121 0.40 120 0.41

Através da análise dos resultados obtidos, Pereira constatou que a ação dos superplastificantes em

termos de baixar a relação a/c é menos eficiente em betões com agregados reciclados de betão do

que nos betões de referência, referindo que este fator se pode dever ao aumento da superfície

específica dos agregados finos reciclados, uma vez que o efeito fluidificante dos

superplastificantes está intrinsecamente ligado à sua capacidade de se distribuírem na superfície

dos agregados.

Aruntaş (2008), no estudo descrito no ponto 2.6.2, realizou também ensaios em termos de

trabalhabilidade aos betões produzidos utilizando o ensaio de abaixamento e mantendo a relação

a/c igual a 0,53. Concluiu, conforme se pode visualizar na Figura 2.26, que ocorrem aumentos de

abaixamento entre 192 e 292%, comparativamente ao betão de referência.

Figura 2.26 - Abaixamento em função da taxa de incorporação de superplastificante (Aruntas, 2008)

2.7) Outras aplicações dos agregados de mármore Foi referido que existe uma preocupação crescente em reduzir os impactes provocados pelos

resíduos provenientes do corte de mármore. Devido a isto, têm surgido cada vez mais campos de

aplicação deste material, para além do campo da construção, permitindo a sua reutilização.

Um destes campos é o dos cosméticos. Oliveira (2010) tentou demonstrar no seu estudo uma

forma de conciliar a alta taxa de produção de resíduos existentes no município de Cachoeiro de

Itapemirim em forma de lamas, cerca de 400 ton/ano, com o facto de o Brasil ocupar a terceira

posição a nível mundial no sector da higiene pessoal, concluindo que estes resíduos podem ser

aplicados em sabonetes após um simples tratamento de peneiramento, devido à baixa perda de

massa e alta estabilidade do produto final. O único senão era o facto de a utilização de resíduo

ficar limitada a 40% em massa, com tamanho da partícula de 0,053 mm para que não haja

irritabilidade dérmica.

60

80

100

120

140

160

180

200

0 0,5 1 1,5 2

Ab

aixam

ento

(cm

)

Taxa de incorporação (%)

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Capítulo 2 - Estado de arte

32

No campo dos pavimentos, Karaşahin e Terzi (2007) avaliaram a utilização de pó de mármore

proveniente do processo de corte de blocos em misturas asfálticas, como um fíler. No seu estudo,

concluíram que, conforme o rácio fíler / betão da amostra que continha pó de calcário aumentava,

as deformações plásticas diminuíam até 7% desse rácio. Estes autores verificaram ainda o pó de

mármore e o pó de calcário apresentavam deformações plásticas semelhantes, concluindo que o

pó de mármore pode ser utilizado em betões asfálticos, recomendando o seu uso em estradas de

baixa intensidade de tráfego.

Gencel et al. (2011) estudaram a viabilidade de utilizar pó de mármore no fabrico de pavimentos

de blocos de betão e o seu efeito nas suas propriedades físicas e mecânicas utilizando dois tipos

de betões diferentes, com substituições de 10, 20, 30 e 40% face ao rácio a/c. Um dos betões era

constituído por cimento CEM II 32,5N e outro por cimento CEM II 42,5N a que deram o nome

de série A e B, respetivamente. Nesse estudo, concluíram que: a relação a/c aumentava com o

aumento da superfície específica; ambos os blocos ofereciam valores satisfatórios de resistência

à compressão aos 28 dias; a resistência à abrasão dos blocos é altamente influenciada pelo seu

teor em agregados de mármore, sendo o maior valor para blocos sem adição de mármore; a

incorporação de resíduos de mármore oferece aos betões utilizados em pavimentos qualidade

suficiente para a sua aplicação.

Aruntaş et al. (2010) investigaram a utilização de pó de mármore como aditivo na produção de

cimentos. Os cimentos de referência eram CEM I do tipo Portland e CEM II Portland compósito

com pozolanas e as adições de pó de mármore eram de 0, 2.5, 5, 7.5 e 10% do peso de cimento.

Deste estudo, concluíram que: é viável a utilização de 10% de resíduos de pó de mármore como

aditivo na produção de cimentos; a utilização de resíduos de pó de mármore não afeta o tempo de

cura dos cimentos; o custo de produção de cimentos pode ser diminuído com a incorporação de

10% de pó de mármore; a resistência à tração por flexão aos 90 dias com incorporação de pó de

mármore era inferior em todos os cimentos (cerca de 6 MPa), face ao cimento Portland (cerca de

6,8 MPa); a resistência à compressão de cimentos com incorporações de 2.5 e 5% de pó de

mármore apresentava valores de aproximadamente 55 MPa, ligeiramente superiores face à

resistência do cimento Portland, cujos valores eram ligeiramente superiores a 50 MPa.

2.8) Conclusões A recolha de informação realizada e a bibliografia disponível no que se refere à incorporação de

resíduos provenientes da indústria do mármore permitem confirmar a vasta aplicabilidade desta

matéria-prima e o seu potencial de reutilização. São apresentadas em seguida as principais

conclusões retiradas face à incorporação destes resíduos em betões convencionais.

2.8.1) Massa volúmica Observou-se que a massa volúmica não sofre alterações significativas com a substituição de

agregados naturais por resíduos de mármore, devido ao facto de as massas volúmicas de ambos

serem bastante próximas. Conclui-se também que esta propriedade tende a ser tanto maior ou

menor consoante a massa volúmica do agregado a incorporar for superior ou inferior à do

agregado natural, respetivamente.

2.8.2) Trabalhabilidade A trabalhabilidade dos betões é afetada negativamente pela incorporação de resíduos de mármore,

sendo este agravamento tanto maior quanto maior for a taxa de substituição. Uma forma de

combater os efeitos negativos das adições de mármore consiste na utilização de adjuvantes do

tipo plastificante.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

33

2.8.3) Resistência à compressão Relativamente à resistência à compressão a maioria dos estudos observados refere-se à

incorporação de resíduos de pó de mármore em detrimento de areia. Para estes casos, observou-

se um efeito positivo destas incorporações nesta propriedade dos betões, o que se fica a dever

principalmente ao efeito de fíler dos resíduos, que garantem uma maior compacidade aos mesmos.

No que se refere a substituições de cimento por pó de mármore, verificou-se um número mais

reduzido de pesquisas realizadas. No entanto, é possível esperar que para taxas de substituição

até 10% exista um aumento da resistência à compressão dos betões.

2.8.4) Resistência à tração Na pesquisa bibliográfica efetuada relativamente à tração, observa-se que nem todos os resultados

obtidos obtiveram melhorias desta propriedade com a inclusão de resíduos de mármore, existindo

casos em que este parâmetro diminuía. No entanto observou-se que, quer para os casos em que

existia aumento da resistência à tração, quer para aqueles em que esta propriedade baixava, os

valores finais obtidos não variavam muito face ao do betão de referência. Refere-se ainda que os

valores obtidos estão dependentes do tipo de ensaio de resistência à tração realizado.

2.8.5) Módulo de elasticidade Apesar da reduzida informação relativamente ao módulo de elasticidade em betões com

incorporação de resíduos de mármore, é possível concluir que existe uma tendência para a

diminuição do módulo de elasticidade com a incorporação de agregados de mármore em betões e

que esta propriedade é também afetada negativamente pelo aumento da relação a/c.

2.8.6) Resistência à abrasão A resistência à abrasão de um betão é afetada negativamente pela incorporação de resíduos de

mármore e será tanto menor quanto maior for a taxa de resíduos incorporados no mesmo.

2.8.7) Velocidade de propagação de ultra-sons Relativamente a esta propriedade, observa-se que a mesma é afetada beneficamente pela

incorporação de resíduos de mármore e que tal se deve às propriedades de fíler destes materiais,

uma vez que estes preenchem os vazios dos betões, garantindo-lhes uma maior compacidade. Por

fim, constata-se também que existe uma forte relação entre a velocidade de propagação de ultra-

sons e a resistência à compressão.

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Capítulo 2 - Estado de arte

34

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

35

3) Campanha experimental 3.1) Introdução A presente campanha experimental pretende averiguar a influência da incorporação de LCM em

detrimento de cimento, em betões convencionais, e também observar o seu comportamento

aquando da adição de plastificantes nos mesmos. Para tal, foram definidos três grupos distintos

de betões, um por adjuvante, e, dentro destes, quatro taxas de substituição de cimento por LCM.

São apresentados em seguida os três grupos de betão referidos:

B0 - betão sem incorporação de qualquer plastificante;

B1 - betão com incorporação de plastificante corrente;

B2 - betão com incorporação de superplastificante de última geração.

Como referido, para cada grupo de betão (i), existem 4 taxas de substituição de cimento por LCM:

Bi,0 - 0% de substituição;

Bi,5 - 5% de substituição;

Bi,10 - 10% de substituição;

Bi,20 - 20% de substituição.

3.2) Fases da campanha experimental A campanha experimental da presente dissertação corresponde aos ensaios a realizar aos

agregados e ao betão, com as correspondentes taxas de substituição de cimento por LCM no betão.

Assim, dividiu-se a campanha experimental em três fases.

3.2.1) Primeira fase experimental A primeira fase desta campanha experimental consiste na recolha e caracterização dos agregados.

A recolha das lamas, cedidas pela empresa SOLUBEMA, foi realizada na zona de Vila Viçosa e

posteriormente foi realizado o seu armazenamento em contentores.

Os ensaios realizados para a caracterização dos agregados naturais, bem como as respetivas

normas, encontram-se na Tabela 3.1.

Tabela 3.1 - Ensaios de caraterização aos agregados e respetivas normas

Ensaios Normas

Análise granulométrica NP EN 933-1 (2000) e NP EN 933-2 (1999)

Massa volúmica e absorção de água NP EN 1097-6 (2003)

Massa volúmica aparente NP EN 1097-3 (2003)

Desgaste de Los Angeles NP EN 1097-2 (2002)

Índice de forma NP EN 933-4 (2002)

Referentemente às LCM, a sua caracterização foi realizada nos laboratórios do LNEC. Os ensaios

efetuados aos mesmos, bem como as respetivas normas, encontram-se ilustrados na Tabela 3.2.

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Capítulo 3 - Campanha experimental

36

Tabela 3.2 - Ensaios realizados às LCM e respetivas normas

Ensaios Normas

Superfície específica de Blaine e

massa volúmica NP EN 196-6 (2010)

Baridade NP EN 1097-3 (2002)

Análise granulométrica:

peneiração por jato de ar EN 933-10 (2009)

Composição química NP EN 196-2 (2006) e LNEC E406 (1993)

Composição mineralógica LNEC E403 (1993)

3.2.2) Segunda fase experimental O principal objetivo desta fase é controlar o correto funcionamento da terceira fase, ou seja, das

betonagens, realizando uma betonagem prévia de alguns provetes de forma a fazer a sua

comparação com posteriores betonagens. É nesta fase que se deve estabelecer a trabalhabilidade

pretendida para os betões, acertando as relações a/c, e procurar para cada composição manter a

mesma curva granulométrica para os agregados naturais.

Tendo em conta que se irão utilizar plastificantes nesta campanha que reduzem de forma

significativa a relação a/c dos betões, para atingir desta forma iguais trabalhabilidades nos betões,

é necessário recorrer a duas hipóteses:

1. Fixar a quantidade de adjuvante a utilizar e determinar a relação a/c necessária;

2. Fixar a relação a/c e determinar a quantidade de adjuvante necessária.

Das hipóteses acima referidas, a hipótese 1 parece ser a mais adequada, uma vez que fazer variar

a quantidade de adjuvante a utilizar leva a variações bastante consideráveis da trabalhabilidade

dos betões, pelo que é preferível manter este parâmetro fixo, variando apenas a relação a/c.

Os valores de trabalhabilidade serão obtidos através do ensaio de abaixamento do cone de Abrams

segundo a NP EN 12350-2.

Depois da definição das quantidades de agregados, água, cimento e plastificante, procede-se à

execução dos betões e sua cura.

Esta é das fases mais importantes da campanha pois daqui irão resultar os betões que mais tarde

serão ensaiados, pelo que esta fase deve ser executada de forma mais rigorosa possível para que

os resultados obtidos na 3ª fase sejam o mais próximo dos esperados.

3.2.3) Terceira fase experimental A fase final da campanha experimental consistiu na fase final de betonagens e nos ensaios de

caracterização dos betões, tanto no estado fresco, como no estado endurecido.

Os ensaios realizados no estado fresco foram os seguintes:

ensaio de abaixamento (cone de Abrams) - NP EN 12350-2 (2009);

massa volúmica - NP EN 12350-6 (2009).

Por sua vez, no estado endurecido, foram realizados os seguintes ensaios:

resistência à compressão aos 7, 28 e 56 dias - NP EN 12390-3 (2011);

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

37

resistência à tração por compressão diametral - NP EN 12390-6 (2011);

módulo de elasticidade aos 28 dias - LNEC E397 (1993);

resistência à abrasão - DIN 52108 (2007);

velocidade de propagação de ultra-sons aos 28 dias - NP EN 12504 (2004).

Apresenta-se, na Tabela 3.3, os dados referentes aos ensaios efetuados no estado endurecido, bem

como o número de provetes ensaiados, a sua forma e a sua idade.

Tabela 3.3 - Ensaios, idade, quantidade e dimensões dos provetes ensaiados no estado endurecido

Ensaio Dias N.º de

provetes Forma

Dimensões utilizadas

(mm3)

Resistência à compressão

7 3

Cubo 150x150x150 (L) 28 5

56 3

Resistência à tração por compressão

diametral 28 3

Cilindros 150x300 (xh)

Módulo de elasticidade 28 2

Resistência à abrasão 91 3 Prismas 71x71x50 (AxBxH)

3.3) Formulação dos betões

3.3.1) Cálculo das quantidades de material

3.3.1.1) Introdução O betão é um material composto por uma mistura de cimento, agregados grossos e finos

(dimensões superiores e inferiores a 4 mm, respetivamente), água e, dependendo das propriedades

exigidas, adjuvantes e adições. Devido à grande variedade de composições que podem estar

presentes num betão, é necessário garantir que este cumpre as exigências em termos mecânicos,

de durabilidade e económicos. Para tal, utilizou-se o método de Faury para desenvolver os betões

presentes na campanha experimental desta dissertação.

3.3.1.2) Betão de referência De acordo com a norma NP EN 206-1 (2007), a resistência média à compressão do betão

pretendida, medida em provetes cúbicos, é de aproximadamente 37 MPa (C25/30). A classe de

trabalhabilidade foi definida num intervalo de abaixamento de 125 ± 10 mm (classe de

consistência S3).

O betão de referência deve apresentar as características constantes da Tabela 3.4

Tabela 3.4 - Caraterísticas do betão de referência

Classe de resistência C25/30

Classe de consistência S3 (100 a 150 mm)

Classe de exposição XC3 (moderadamente húmido)

Ligante CEM II 42,5R

Tipo de agregados primários Areia de rio

Máxima dimensão do agregado 22,4 mm

Água de amassadura Potável, da rede de abastecimento pública de Lisboa

Local de fabrico Laboratório de Construção do Instituto Superior Técnico

Adjuvantes e adições Sikament 400 Plus e SikaPlast 898

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Capítulo 3 - Campanha experimental

38

3.3.1.3) Máxima dimensão do agregado mais grosso (Dmáx) Com o aumento da máxima dimensão do agregado, torna-se cada vez mais difícil a vibração do

betão e ocorre também um aumento do efeito de parede, fenómeno que resulta do aumento do

índice de vazios.

Uma vez que o betão produzido tem como fim a realização de ensaios laboratoriais, a dimensão

do agregado e dos moldes a utilizar são dois fatores que devem ser compatíveis, de modo a

controlar o efeito de parede. Deste modo, Faury apresentou a seguinte condição para controlar as

consequências deste efeito:

𝑅

𝐷𝑚𝑎𝑥> 0,75 ⇔ 𝐷𝑚𝑎𝑥 ≤

4

3𝑅

(3.1)

Onde:

R é o raio médio do morde, dado por: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎 𝑒𝑛𝑐ℎ𝑒𝑟 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑡ã𝑜

𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓í𝑐𝑖𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑛𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑠𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒;

Dmáx é a máxima dimensão do agregado mais grosso.

Os menores moldes utilizados nas betonagens da presente dissertação correspondem a cubos de

100 mm de aresta, excluindo os provetes do ensaio de resistência à abrasão que, embora de

menores dimensões, resultam do corte dos moldes cúbicos descritos. Sendo assim:

𝑅 =

𝐿3

6𝐿2=

𝐿

6=

100

6= 16,6 𝑚𝑚

(3.2)

4

3𝑅 =

4

3× 16,6 = 22,2𝑚𝑚 ≈ 22,4 𝑚𝑚

(3.3)

Apesar de o valor de Dmáx obtido ser de 22,2 mm, utilizar-se-á o valor de 22,4 mm para

comparação com outros estudos realizados na mesma área.

3.3.1.4) Volume de vazios (Vv) De acordo com a norma 613 do ACI (1954), o volume de vazios de uma amassadura pode ser

estimado em função da máxima dimensão dos agregados. De acordo com a Tabela 3.5, para uma

dimensão máxima dos agregados de 22,4 mm, obtém-se um volume de vazios de 17,4 litros por

metro cúbico.

Tabela 3.5 - Volume de vazios em função da máxima dimensão dos agregados (adaptado de Coutinho (1997))

Dmáx (mm) Vv (dm3/m3)

9,52 3

12,7 25

19,1 20

25,4 15

38,1 10

50,8 5

76,1 3

152,4 2

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

39

3.3.1.5) Estimativa do índice de vazios (Iv) O índice de vazios representa a fração volumétrica de material não sólido na amassadura após a

betonagem, ou seja, contabiliza o volume de água e de vazios. Faury propôs uma expressão para

o cálculo do valor do índice de vazios, onde a primeira parcela é aplicável a betão não armado e

a segunda contabiliza o efeito de parede em betão armado:

𝐼𝑣 =

𝐾

√𝐷5 +

𝐾′

𝑅𝐷

− 0,75

(3.4)

Onde:

K e K’ são parâmetros que dependem da natureza dos agregados, da trabalhabilidade

pretendida e dos meios de colocação utilizados (Tabela 3.6);

R é o raio médio do molde que contém o betão, em mm;

D é a máxima dimensão do agregado, em mm.

Devido à sua geometria, os agregados grossos foram classificados como britados e os agregados

finos como rolados. Como se tem para o betão fresco uma classe de abaixamento S3, é assim

possível calcular o índice de vazios.

Tabela 3.6 - Valores dos parâmetros K e K' para a determinação do índice de vazios (adaptado de Coutinho (1997))

Trabalha-bilidade

Meios de colocação

Valores de K

Valores de K'

Natureza dos agregados

Areia rolada

Agregado

grosso rolado

Agregado

grosso britado

Areia britada e agregado

grosso britado

Terra

húmida

Vibração muito

potente e possível compressão

≤0,24 ≤0,25 ≤0,27 0,002

Seca Vibração potente 0,25 a 0,27 0,26 a 0,28 0,28 a 0,30 0,003

Plástica Vibração média 0,26 a 0,28 0,28 a 0,30 0,30 a 0,34 0,003

Mole Apiloamento 0,34 a 0,36 0,36 a 0,38 0,38 a 0,40 0,003

Fluída Sem nada ≥0,36 ≥0,38 ≥0,40 0,004

Obteve-se então os seguintes valores:

K = 0,37;

K’ = 0,003;

D = 22,4 mm;

R = 22,4 mm (abordagem conservativa).

Substituindo na expressão anterior:

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Capítulo 3 - Campanha experimental

40

𝐼𝑣 =

0,37

√22,45 +0,003′

22,422,4

− 0,75= 0,211 ≈ 211 𝑙/𝑚3

(3.5)

3.3.1.6) Dosagem de água A água de amassadura (A) tem como finalidade permitir a reação de hidratação, conferir uma

dada trabalhabilidade ao betão no estado fresco e humedecer a superfície das partículas dos

agregados de forma a garantir a sua ligação ao cimento.

Com os valores obtidos para o índice de vazios e volume de vazios, é possível obter a quantidade

de água de amassadura para a produção de um metro cúbico de betão através da seguinte fórmula:

𝐴 = 𝐼𝑣 − 𝑉𝑣 (3.6)

Onde:

A é a quantidade de água de amassadura por metro cúbico de betão (l/m3);

IV é o índice de vazios de Faury (l/m3);

VV é o volume de vazios (l/m3).

Como determinado, IV = 211 l/m3 e Vv = 17,4 l/m3. Com base nestes valores, através da expressão

anterior:

𝐴 = 211 − 17,4 = 193,6 𝑙/𝑚3 (3.7)

3.3.1.7) Dosagem de cimento A dosagem de cimento está estritamente relacionada com a resistência e durabilidade dos betões,

pelo que se torna conveniente escolher uma dosagem de cimento que cumpra os requisitos

mínimos especificados para os betões, de forma a obter um betão com bom desempenho e que,

por outro, lado, seja economicamente viável. É usual, no decorrer dos trabalhos experimentais,

fixar uma de duas variáveis: a dosagem de cimento (C) ou a relação a/c. De acordo com a norma

do LNEC E 464 (2007), para um betão com classe de exposição XC3 e tipo de cimento CEM I

42,5 R, é estipulada uma dosagem mínima de cimento de 280 kg/m3 e uma relação a/c máxima

de 0,60. Uma vez que tanto esta forma como as investigações realizadas por Faury não

especificam correlações entre a dosagem de cimento e a resistência à compressão pretendida,

optou-se por se utilizar a fórmula de Bolomey para fixar a dosagem de cimento, que se pode

observar na Tabela 3.7.

Tabela 3.7 - Dosagem de cimento pela fórmula de Bolomey

Dosagem de cimento (kg/m3)

Classe de

cimento

Classe de resistência do betão

C15/20 C20/25 C25/30 C30/37 C45/55

32,5 320 360 400 440 510

42,5 280 310 350 380 440

52,5 250 280 310 340 390

Uma vez que o presente trabalho está também relacionado com aspetos de sustentabilidade, não

é interessante fixar dosagens de cimento muito elevadas na formulação dos betões a utilizar. Para

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

41

tal, decidiu-se fixar a dosagem de cimento em 350 (kg/m3), o que resulta num betão com classe

de resistência C25/30. Salienta-se que esta dosagem de cimento é superior ao valor mínimo de

280 kg/m3 estabelecido pela especificação do LNEC E 464 (2007).

3.3.1.8) Relação a/c A resistência à compressão e a trabalhabilidade dos betões no estado fresco são dependentes da

relação a/c, que é definida como a relação entre a dosagem de água (A) e a dosagem de cimento

(C). Sendo assim, tem-se para o betão de referência a utilizar no presente trabalho uma relação

a/c que se pode estabelecer resolvendo a expressão seguinte:

𝑎𝑐⁄ =

𝐴

𝐶=

193,6

350= 0.55

(3.8)

3.3.1.9) Volume de partículas de cimento O volume de partículas de cimento (VC), por metro cúbico de cimento, pode ser obtido

relacionando a sua dosagem em massa por metro cúbico de betão com a massa específica de

cimento:

𝑉𝐶 =

𝐶

𝛿𝐶=

350

3,1≅ 112.90 𝑙/𝑚3

(3.9)

Onde δC = 3.1 kg/l é a massa específica do cimento utilizado durante a campanha experimental.

3.3.1.10) Volume total das partículas sólidas do betão O volume total de partículas sólidas do betão (VS) é obtido através do índice de vazios da seguinte

forma:

𝑉𝑆 = 1 − 𝐼𝑉 = 1000 − 211 = 789 𝑑𝑚3/𝑚3 (3.10)

3.3.1.11) Percentagem do volume de cimento em relação ao volume de sólidos total A percentagem de volume de cimento (C%) em relação ao volume total das partículas sólidas de

betão é determinada da seguinte forma:

𝐶% =

𝑉𝐶

𝑉𝑆=

112,9

789× 100% = 14,31 %

(3.11)

3.3.1.12) Curva de referência de Faury Na formulação de betões, as curvas de referência permitem calcular a composição granulométrica

ideal e determinar a melhor relação entre os componentes sólidos do betão de modo a obter a

maior compacidade possível. Na presente dissertação, a composição granulométrica do betão é

aproximada à curva de referência de Faury. Esta aproximação é feita de um modo discreto e,

portanto, os agregados são decompostos em frações definidas geometricamente de modo a que

esta aproximação à curva seja tanto melhor quanto possível.

As percentagens determinadas através da curva de referência de Faury são relativas ao volume de

partículas sólidas do betão. Sabendo a percentagem de volume de cimento em relação ao volume

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Capítulo 3 - Campanha experimental

42

total de sólidos, o cálculo das percentagens das diferentes frações granulométricas é feito sem ser

considerada a presença do cimento. No entanto, numa primeira abordagem ao método de Faury,

é necessário considerar a presença deste.

A curva de referência de Faury é definida por três pontos:

Ponto 1:

abcissa: 0,0065 mm

ordenada: 0%

Ponto 2:

abcissa: 𝐷𝑚á𝑥

2=

22,4

2= 11,2 𝑚𝑚

ordenada: 𝑃𝐷/2 = 𝐴 + 17√𝐷𝑚á𝑥5 +

𝐵𝑅

𝐷−0,75

, onde A e B são parâmetros que dependem da

natureza dos agregados, dos meios de colocação e da trabalhabilidade pretendida do

betão. Através da Tabela 3.8, é possível obter os valores de A e B tendo em conta as

características estipuladas para o betão em estudo, sendo estes 30 e 2, respetivamente.

Tabela 3.8 - Valores dos parâmetros A e B da curva de referência de Faury (adaptado de Coutinho (1997))

Desta forma, a ordenada do segundo ponto da curva de referência de Faury é:

𝑃𝐷/2 = 30 + 17√22,4

5+

2

22,422,4 − 0,75

≅ 69,67% (3.12)

Ponto 3:

abcissa: Dmáx=22,4 mm

ordenada: 100%

O traçado da curva de referência de Faury com cimento é apresentado na Figura 3.1.

Trabalhabilidade Meios de colocação

Valores de A

Valores

de B

Natureza dos agregados

Areia rolada

Agregado

grosso

rolado

Agregado

groso

britado

Areia britada e

agregado grosso

britado

Terra húmida Vibração muito

potente e possível

compressão

≤18 ≤19 ≤20 1

Seca Vibração potente 20 a 21 21 a 22 22 a 23 1 a 1,5

Plástica Vibração média 21 a 22 23 a 24 25 a 26 1,5

Mole Apiloamento 28 30 32 2

Fluida Sem nada 32 34 38 2

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

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43

Figura 3.1 - Curva de referência de Faury com cimento

De modo a obter a curva de referência Faury sem cimento, são também definidos três pontos mas

tendo em conta a percentagem de cimento calculada anteriormente (14,31%):

Ponto 1:

abcissa: 0,0065 mm

ordenada: 100 ×0−%𝐶

100−%𝐶= −16.69

Ponto 2:

abcissa: 11,2 mm

ordenada: 100 ×69,66−%𝐶

100−%𝐶= 64.60

Ponto 3:

abcissa: 22,4 mm

ordenada: 100%

O traçado da curva de referência de Faury sem cimento é apresentado na Figura 3.2.

Figura 3.2 - Curva de referência de Faury sem cimento

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0065 0,065 0,65 6,5 65

Mat

eria

l p

assa

nte

(%

)

Peneiros

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,03 0,3 3 30

Mat

eria

l p

assa

nte

(%

)

Séries de peneiros

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Capítulo 3 - Campanha experimental

44

A partir da curva de referência sem cimento e das curvas granulométricas dos vários agregados

(Figura 3.3), é possível determinar a percentagem em volume total de sólidos sem cimento do

betão de cada um dos agregados. Esta determinação é feita traçando uma reta vertical cruzando

duas curvas granulométricas seguidas e de modo a que a área entre cada curva e a reta vertical

seja igual. O procedimento é repetido para todos os pares de curvas granulométricas adjacentes.

Com todas as retas verticais definidas, o intervalo entre as suas intersecções com a curva de

referência representa a percentagem de cada agregado a ser utilizada na formulação do betão de

referência.

Figura 3.3 - Curvas granulométricas de cada tipo de agregado e curva de referência de Faury sem cimento

Desta forma, a percentagem de cada tipo de agregado relativo ao volume total de sólidos do betão

sem cimento é apresentado na Tabela 3.9.

Tabela 3.9 - Percentagem de cada tipo de agregado relativo ao volume total de partículas sólidas sem cimento

Material % sólidos s/ cimento

Areia 1 30,42

Areia 2 5,94

Bago de arroz 7,70

Brita 1 14,60

Brita 2 27,03

As percentagens para cada tipo de agregado, uma vez determinadas graficamente, pressupõem

um acerto posterior de modo a colmatar possíveis erros no que diz respeito às zonas intermédias

das curvas granulométricas. Este acerto é feito porque o método utilizado apenas tem em

consideração os limites das curvas. O acerto é feito através de ligeiras alterações das percentagens

de cada agregado de modo a que o módulo de finura da mistura se aproxime do módulo de finura

da curva utilizada.

O módulo de finura da curva de referência pode ser obtido pela soma das percentagens de

material retido em cada peneiro e dividindo esse valor por 100. O módulo de finura da curva de

referência é 6,29. O acerto do módulo de finura da mistura proposta é apresentado na Tabela 3.10.

31,51684210,50,250,1250,063

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

Mat

eria

l p

assa

nte

(%

)

Séries de peneiros

Faury sem

cimentoAreia 1

Areia 2

Bagos de arroz

Brita 1

Brita 2

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lamas de corte da indústria do mármore

45

Tabela 3.10 - Percentagens de cada agregado alteradas através do acerto do módulo de finura

Material % sólidos MF MF

ponderado

% sólidos

alterada MF MF ponderado

Areia 1 31,54 3,05 0,96 36,05 3,05 1,10

Areia 2 17,04 4,51 0,77 18,09 4,51 0,81

Bago de arroz 8,99 6,78 0,61 9,17 6,78 0,62

Brita 1 6,93 8,61 0,60 6,98 8,61 0,60

Brita 2 35,50 10,35 3,67 29,71 10,35 3,07

100 6,61 100 6,29

É agora possível saber a quantidade total de cada agregado, de cimento e de água por metro cúbico

de betão, informação útil para o posterior planeamento das quantidades de material a utilizar ao

longo da campanha experimental. A composição final de todos os betões produzidos ao longo da

campanha experimental pode ser visualizada na Tabela 3.11. Refere-se desde já que a quantidade

de água apresentada na mesma inclui a água adicional que se utilizou na fase inicial de

amassadura, de forma a ter em conta a absorção dos agregados.

Tabela 3.11 - Composição dos betões produzidos na campanha experimental, por m3 de betão

BR B0,5 B0,10 B0,20 B1,0 B1,5 B1,10 B1,20 B2,0 B2,5 B2,10 B2,20

Taxa de

substituição (%) 0 5 10 20 0 5 10 20 0 5 10 20

Cimento (kg) 350 332,5 315 280 350 332,5 315 280 350 332,5 315 280

Água (l) 207,3 210,7 210,7 207,3 186,9 190,3 186,9 186,9 166,5 169,9 173,3 176,7

Areia 1 (kg) 622,0 618,9 618,9 622,0 641,2 638,0 641,2 641,2 660,4 657,2 654,0 650,8

Areia 2 (kg) 326,4 324,7 324,7 326,4 336,5 334,8 336,5 336,5 346,6 344,9 343,2 341,5

Bago de arroz

(kg) 167,1 166,2 166,2 167,1 172,3 171,4 172,3 172,3 177,4 176,5 175,7 174,8

Brita 1 (kg) 129,0 128,3 128,3 129,0 132,9 132,3 132,9 132,9 136,9 136,3 135,6 134,9

Brita 2 (kg) 548,3 545,5 545,5 548,3 565,2 562,4 565,2 565,2 582,1 579,3 576,5 573,7

LCM (kg) 0 15,4 30,7 61,4 0 15,4 30,7 61,4 0 15,4 30,7 61,4

Adjuvante (kg) 0 0 0 0 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5

Relação a/c

efetiva 0,54 0,55 0,55 0,54 0,48 0,49 0,48 0,48 0,42 0,43 0,44 0,45

Abaixamento

(cm) 12,5 12,6 12,3 12,3 11,8 13,1 12,5 12,3 13,7 12 12,5 12,7

3.4) Processo de amassadura O processo de amassadura consiste na execução dos betões e no acerto da relação a/c dos mesmos,

quando necessário. A incorporação de fíleres e a aplicação de adjuvantes do tipo plastificante nos

betões realizados levou à necessidade de formular dois tipos de amassadura distintos, procurando

no entanto manter o seu processo de amassadura o mais semelhante possível. Sendo assim, a

principal diferença no processo de amassadura ocorre aquando da adição de fíleres no betão, o

que resulta num processo de mistura inicial distinto para betões com e sem incorporação de filer.

O processo de amassadura realizado encontra-se ilustrado na Tabela 3.12.

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Capítulo 3 - Campanha experimental

46

Tabela 3.12 - Processo de amassadura dos betões realizados na campanha experimental

1ª fase

com

adição

de filer

Após molhar e escorrer a betoneira, procedeu-se à introdução dos agregados grossos

e LCM, misturando os seus componentes durante 5 minutos. Esta fase realiza-se de

forma a desagregar os grumos do pó de mármore, utilizando a brita como agente

erosivo. Nesta fase, teve-se o cuidado de tapar a betoneira com um plástico de forma

a evitar a dispersão de partículas muito finas (Figura 3.4). Seguidamente, adiciona-

se água correspondente a 2/3 da água de amassadura, deixando misturar durante 4

minutos

sem

adição

de fíler

Colocação na betoneira, já molhada e escorrida dos agregados grossos e de 2/3 da

água de amassadura, deixando misturar durante 4 minutos

2ª fase Colocação dos agregados finos naturais, deixando misturar durante 2 minutos

3ª fase Adição do cimento e do restante 1/3 da água de amassadura, misturada ou não com

adjuvante, misturando durante 4 minutos

Figura 3.4 - Plástico colocado na boca da betoneira durante a fase de betonagem

3.5) Ensaios de caracterização aos agregados Anteriormente designados de inertes, por se acreditar que estes materiais não tinham influência

nas reações de presa e endurecimento do cimento, atualmente sabe-se que estes possuem

influência sobre estes parâmetros. Desta forma é de grande importância a quantificação dos

mesmos, sendo apresentadas em seguida as metodologias regulamentares utilizadas para

caracterizar os agregados utilizados na campanha experimental.

3.5.1) Análise granulométrica

3.5.1.1) Objetivo do ensaio

A análise granulométrica consiste na determinação das dimensões das partículas que constituem

os agregados utilizados na campanha experimental e no tratamento estatístico dessa informação,

através da quantificação da percentagem de partículas de agregado retidas numa série de peneiros

com aberturas normalizadas. Através deste método, é possível obter a curva granulométrica

associada a cada agregado utilizado e, posteriormente, à determinação da proporção ideal de cada

um dos componentes, de forma a obter betões com o melhor desempenho possível.

3.5.1.2) Normas do ensaio

O ensaio descrito foi realizado de acordo com o procedimento da norma NP EN 933-1 (2000)

“Ensaios das propriedades geométricas dos agregados - Parte 1: Análise granulométrica -

Método de peneiração”. Associada a esta norma, encontra-se a NP EN 933-2 (1999) “Ensaios

das propriedades geométricas dos agregados - Parte 2: Peneiros de ensaio, dimensão nominal

das aberturas”.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

47

3.5.1.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos utilizados para realização do presente ensaio são os seguintes:

balança de precisão de ± 0,1% da massa a determinar (Figura 3.5);

estufa ventilada à temperatura de 100 ± 5 ºC (Figura 3.6);

peneiros de ensaio, conforme especificado na norma NP EN 933-2 (Figura 3.7);

máquina de peneirar (Figura 3.7).

Figura 3.5 - Balança de precisão

Figura 3.6 - Estufa ventilada

Figura 3.7 - Máquina de peneirar e peneiros colocados

3.5.1.4) Amostras

De acordo com a norma NP EN 933-1, a quantificação da massa de amostra mínima para ensaio

depende da máxima dimensão do agregado (Dmáx), pelo que após secagem o provete deverá

possuir massa superior ao indicado na Tabela 3.13.

Caso o valor de Dmáx não se encontre na Tabela 3.13, a massa mínima do provete a ensaiar pode

ser interpolada através dos valores de massa presentes na mesma

Tabela 3.13 - Massa mínima dos provetes de ensaio em função de Dmáx

Maior dimensão D (mm) Massa mínima de cada provete (kg)

63 40

32 10

16 2,6

8 0,6

≤ 4 0,2

3.5.1.5) Procedimento do ensaio

O procedimento de ensaio é o seguinte:

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Capítulo 3 - Campanha experimental

48

preparar o provete, como descrito em 3.4.1.4;

lavar o provete sobre o peneiro 0,063 mm e recorrer, se necessário, a um peneiro de

proteção;

secar em estufa ventilada a 100 ± 5 ºC até atingir massa constante e registar esse valor,

M2;

colocar o provete na coluna de peneiros, devidamente dispostos, com fundo e tampo, e

proceder à peneiração;

retirar os peneiros e certificar-se de que não existe perda de material em nenhum deles;

o processo de peneiração considera-se concluído quando a massa do material retido não

sofre alterações superiores a 1 % após 1 minuto de peneiração;

pesar a massa, R1; repetir para os restantes peneiros, R2, R3…Rn e pesar o material retido

no fundo, P.

3.5.1.6) Resultados

A percentagem de material retida em cada peneiro é dada por:

𝑅𝑖% = 100 ×

𝑅𝑖

𝑀1

(3.13)

Onde:

Ri% é a percentagem de material retido no peneiro i (%);

Ri é a massa retida no peneiro i (g);

M1 é a massa total da amostra seca (g).

Após o cálculo individual de cada peneiro, é possível traçar a curva granulométrica do material

ensaiado.

A percentagem de finos que passa no peneiro 0,063 mm (5) é dada pela seguinte expressão:

𝑓 = 100 ×

(𝑀1 − 𝑀2) + 𝑃

𝑀1

(3.14)

Onde:

f é a percentagem de finos que passa pelo peneiro 0,063 mm (%);

M1 é a massa total da amostra (g);

M2 é a massa da amostra, após lavagem e secagem (g);

P é a massa de material retido no fundo da coluna de peneiros (g).

O ensaio é considerado inválido caso a soma das massas Ri e P difira mais de 1% da massa M2.

Os resultados indicados permitem também calcular o módulo de finura do material, entendido

como a soma das percentagens totais que ficam retidas em cada peneiro da série nominal.

3.5.2) Massa volúmica e absorção de água

3.5.2.1) Objetivo do ensaio

A medição dos materiais é realizada através da sua pesagem, pelo que é necessário o

conhecimento da massa volúmica dos mesmos, não só por motivos de precisão, como também

pelo facto de estes serem os constituintes maioritários do betão, contribuindo de forma decisiva

para a massa volúmica do mesmo.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

49

Por outro lado, o conhecimento do valor da absorção de água dos agregados é importante para

conferir uma trabalhabilidade adequada ao betão, uma vez que, apesar de os agregados deverem

ser aplicados sob a forma saturada e com superfície seca de forma a evitar correções na relação

a/c, é usual quantificar o seu estado de saturação para precaver incertezas relativamente às

condições em que os mesmos se encontram. Sendo assim, é possível fazer a correção da relação

a/c, que tem em conta a absorção de água dos agregados, que por sua vez leva a uma redução da

quantidade de água disponível para a reação de hidratação.

3.5.2.2) Normas do ensaio

A metodologia seguida é prescrita pela norma NP EN 1097-6 (2003) “Ensaios das propriedades

mecânicas e físicas dos agregados - Parte 6: Determinação da massa volúmica e da absorção de

água”.

3.5.2.3) Aparelhos e utensílios

Foram utilizados os seguintes equipamentos e utensílios:

estufa ventilada à temperatura de 110 ± 5 ºC;

peneiros de ensaio, conforme especificado na norma NP EN 933-2;

máquina de peneirar;

balança de precisão de ± 0,1% da massa a determinar (Figura 3.5);

termómetro graduado;

picnómetro, conforme especificado na norma NP EN 1097-6 (Figura 3.8).

Figura 3.8 - Picnómetro

3.5.2.4) Amostras

Agregados grossos (dimensão entre 4 e 31,5 mm)

A amostra é lavada sobre os peneiros de dimensão nominal de 31,5 e 4 mm de forma a

remover as partículas mais finas e qualquer material retido no peneiro de dimensão

nominal 31,5 mm é rejeitado;

a massa do provete deve ser superior aos valores indicados na Tabela 3.14, sendo que

qualquer valor não indicado pode ser obtido por interpolação com os valores indicados;

regista-se a massa do provete de ensaio como Mo.

Tabela 3.14 - Massa mínima do provete em função de Dmáx

Máxima dimensão Dmax (mm) Massa do provete (mínimo) kg

31,5 5

16 2

8 1

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Capítulo 3 - Campanha experimental

50

Agregados finos (dimensão entre 0,063 e 4 mm)

Para obter a amostra, realiza-se a lavagem da mesma sobre os peneiros de dimensão

nominal entre 4 e 0,063 mm de forma a remover as partículas mais finas; qualquer

material retido no peneiro de dimensão nominal de 4 mm é rejeitado;

a massa do provete deve ser igual ou superior a 1 kg; regista-se a massa do provete de

ensaio como Mo.

3.5.2.5) Procedimento do ensaio

Agregados grossos (dimensão entre 4 e 31,5 mm):

Preparar o provete de ensaio, como descrito;

imergir o provete no picnómetro com água a 22 ± 3 ºC e eliminar o ar ocluído;

manter o provete de ensaio à temperatura de 22 ± 3 ºC durante 24 ± 0,5 h;

após o período de imersão, remover o ar ocluído;

fazer transbordar o picnómetro por adição de água e colocar a tampa sem deixar ar no

interior;

secar o picnómetro por fora e pesar a massa do conjunto como M2 (picnómetro, provete

de ensaio e água);

registar a temperatura da água;

remover o agregado da água e deixar escorrer durante alguns minutos;

encher com água o picnómetro e colocar tampa como anteriormente;

secar o picnómetro por fora e pesar a massa do conjunto M3 (picnómetro e água);

registar a temperatura da água (a diferença dos valores da temperatura da água dentro do

picnómetro durantes as pesagens de M2 e M3 não deve exceder 2º C);

transferir o provete escorrido para cima de panos secos e proceder à secagem da sua

superfície

espalhar o agregado numa camada monogranular e deixá-lo ao ar, resguardado da luz

solar direta ou de qualquer outra fonte de calor, até desaparecerem as partículas visíveis

de água mas o agregado ainda apresentar especto húmido;

pesar o provete saturado com superfície seca e registar o valor como M1;

secar o agregado numa estufa a 100 ± 5 ºC até atingir massa constante M4.

Agregados finos (dimensão entre 4 e 0,063 mm):

Preparar o provete de ensaio, como descrito;

imergir o provete no picnómetro com água a 22 ± 3 ºC e eliminar o ar ocluído;

manter o provete de ensaio à temperatura de 22 ± 3 ºC durante 24 ± 0,5 h;

após o período de imersão, remover o ar ocluído;

fazer transbordar o picnómetro por adição de água e colocar a tampa sem deixar ar no

interior;

secar o picnómetro por fora e pesar a massa do conjunto como M2 (picnómetro, provete

de ensaio e água);

registar a temperatura da água;

decantar a maior parte da água que cobre o provete e esvaziar o picnómetro sobre um

tabuleiro;

encher com água o picnómetro e colocar a tampa como anteriormente;

secar o picnómetro por fora e pesar a massa do conjunto M3 (picnómetro e água);

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

51

registar a temperatura da água (a diferença dos valores da temperatura da água dentro do

picnómetro durante as pesagens de M2 e M3 não deve exceder 2 ºC);

espalhar o provete molhado numa camada uniforme sobre a base de um tabuleiro e expor

o agregado a uma leve corrente de ar morno de modo a evaporar a humidade superficial;

remexer o provete em intervalos frequentes de modo a assegurar uma secagem

homogénea até que não seja visível humidade superficial e as partículas de agregado não

adiram umas às outras;

deixar arrefecer o provete até à temperatura ambiente, remexendo-o durante o processo;

pesar o provete saturado com superfície seca e registar o valor como M1;

secar o agregado numa estufa a 110 ± 5 ºC até atingir massa constante M4.

Para verificar se o estado de superfície seca foi atingido, deve colocar-se um molde troncocónico

de metal com a maior abertura apoiada sobre o tabuleiro e encher o mesmo com parte do provete

em processo. Se após 25 pancadas e remoção do cone o provete mantiver a forma troncocónica,

deve-se continuar o processo de secagem, sendo o processo repetido até que se verifique

deformação da amostra e quando tal suceder, considera-se ter atingido o estado saturado com

superfície seca.

3.5.2.6) Resultados

As massas volúmicas das partículas (a, sd e ssd), em quilogramas por decímetro cúbico, são

dadas por:

ρa =

M4

[M4 − (M2 − M3)]ρw

(3.15)

ρrd =

M4

[M1 − (M2 − M3)]ρw

(3.16)

ρssd =

M1

[M1 − (M2 − M3)]ρw

(3.17)

A absorção de água (em percentagem de massa seca) após imersão durante 24 h é calculada de

acordo com a expressão:

WA24 = 100 ×

M1 − M4

M4

(3.18)

Onde:

ρa é a massa volúmica do material impermeável das partículas (kg/dm3);

ρrd é a massa volúmica das partículas secas em estufa (kg/dm3);

ρssd é a massa volúmica das partículas saturadas com superfície seca (kg/dm3);

ρw é a massa volúmica da água à temperatura da água registada na pesagem de M2

(kg/dm3);

M1 é a massa do agregado saturado com superfície seca (g);

M2 é a massa do picnómetro contendo o provete de agregado saturado e água (g);

M3 é a massa do picnómetro contendo apenas água (g);

M4 é a massa do provete seco em estufa (g).

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Capítulo 3 - Campanha experimental

52

3.5.3) Massa volúmica aparente

3.5.3.1) Objetivo do ensaio

A massa volúmica aparente, ou baridade, refere-se à massa por unidade de volume aparente de

um agregado, ou seja, quando as medições para a composição do betão são feitas em volume.

Tendo em conta que na presente campanha as medições tenham sido feitas através de pesagem,

determinou-se mesmo assim a massa volúmica aparente uma vez que se trata de uma propriedade

importante na caracterização dos agregados.

3.5.3.2) Normas do ensaio

Foi seguida a metodologia do ensaio especificada pela norma NP EN 1097-3 (2003) “Ensaios das

propriedades mecânicas e físicas dos agregados - Parte 3: Método para a determinação da massa

volúmica e dos vazios”.

3.5.3.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios usados neste ensaio são os seguintes:

estufa ventilada à temperatura de 110 ± 5 ºC;

balança de precisão de ±0,1% da massa a determinar (Figura 3.5);

contentor cilíndrico estanque em aço inoxidável (Figura 3.9).

Figura 3.9 - Contentor cilíndrico estanque

3.5.3.4) Amostras

Para o presente ensaio, são necessários três provetes do agregado a ensaiar, que deverão ser secos

em estufa ventilada a 110 ± 5 ºC até que atinjam massa constante. Após secagem, a amostra deve

possuir uma massa compreendida entre 120 e 150% da massa necessária para encher o recipiente

de ensaio. O volume mínimo do recipiente de ensaio depende da máxima dimensão do agregado

e o seu valor é apresentado na Tabela 3.15.

Caso o valor da máxima dimensão do agregado não se encontre na Tabela 3.15, a massa mínima

do provete de ensaio pode ser obtida por interpolação dos valores de massa indicados na mesma.

Tabela 3.15 - Volume mínimo do recipiente de ensaio (NP EN 1097-3, 2003)

Dimensão máxima - Dmáx (mm) Volume mínimo do recipiente (l)

63 20

32 10

16 5

8 3

≤4 1

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

53

3.5.3.5) Procedimento do ensaio

Os procedimentos de ensaio são os seguintes:

preparar os provetes de ensaio conforme referido no ponto 3.5.3.4;

pesar o recipiente vazio e limpo e registar a sua massa como M1;

encher o recipiente sem compactação, até transbordar;

remover o material excedente e proceder ao nivelamento da superfície com o cuidado de

não a compactar;

pesar o recipiente cheio e registar a massa do conjunto como M2;

repetir o procedimento para os restantes provetes de ensaio.

3.5.3.6) Resultados

A massa volúmica aparente de cada provete é dada pela seguinte expressão:

𝜌𝑖 =

𝑀2 − 𝑀1

𝑉𝑟

(3.19)

sendo deste modo a massa volúmica do agregado dada pela média dos três provetes:

𝜌𝑀𝑊𝐴 =

𝜌1 + 𝜌2 + 𝜌3

3

(3.20)

Onde:

𝜌MWA é a massa volúmica aparente do agregado (kg/dm3);

𝜌𝑖 é a massa volúmica aparente do provete de ensaio i (kg/dm3);

M1 é a massa do recipiente de ensaio (kg);

M2 é a massa do recipiente de ensaio e provete de ensaio (kg);

Vr é o volume do recipiente de ensaio (l).

3.5.4) Desgaste de Los Angeles

3.5.4.1) Objetivo do ensaio

O principal objetivo deste ensaio é a determinação da perda de massa de um dado agregado

quando sujeito ao desgaste. Desta forma, é possível prever quão suscetíveis os agregados são à

abrasão quando incorporados no betão e também desenvolver correlações entre a capacidade

resistente dos agregados e as características mecânicas do betão.

3.5.4.2) Normas do ensaio

Foi seguida a metodologia especificada na norma NP EN 1097-2 (2002) “Ensaios das

propriedades mecânicas e físicas dos agregados - Parte 2: Método da determinação da

determinação da resistência à fragmentação”.

3.5.4.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios necessários para realizar o ensaio são os seguintes:

peneiros de ensaio da série ASTM;

balança com precisão de 0,1 g (Figura 3.5);

estufa ventilada à temperatura de 110 ± 5 ºC;

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Capítulo 3 - Campanha experimental

54

agitador de peneiros;

máquina de Los Angeles (Figura 3.10);

carga abrasiva constituída por 11 esferas de aço com uma massa entre 390 e 445 g (6 a

12 esferas consoante a composição granulométrica) (Figura 3.11).

Figura 3.10 - Máquina de Los Angeles

Figura 3.11 - Esferas de aço

3.5.4.4) Amostras

As amostras devem ser constituídas por agregados que passem num peneiro de malha de 14 mm

e que fiquem retidos num peneiro de malha de 10 mm. A amostra a ensaiar deve possuir uma

massa de 5 kg e verificar um dos seguintes requisitos:

a) entre 60 e 70% dos agregados passam num peneiro com malha de 12,5 mm;

b) entre 30 e 40% dos agregados passam num peneiro com malha de 11,2 mm.

Para constituir a amostra, deve-se utilizar os peneiros de ensaio de 10 mm, 11,2 mm ou 12,5 mm

e 14 mm, de forma a obter frações separadas. Seguidamente, deve-se lavar e secar cada uma das

frações em estufa ventilada a uma temperatura de 110 ± 5 ºC. Por fim, retira-se as frações da

estufa e compõe-se o provete de acordo com os requisitos granulométricos apresentados,

reduzindo a amostra final até esta apresentar uma massa de 5000 ± 5 g. Regista-se esta massa

como M1.

3.5.4.5) Procedimento do ensaio

O procedimento especificado é o seguinte:

preparar o provete de ensaio como descrito em 3.5.4.4;

constituir a carga abrasiva em função do tipo de provete a ensaiar;

introduzir o provete de ensaio e respetiva carga abrasiva na máquina de Los Angeles, com

o cuidado de distribuir a carga abrasiva pelo comprimento do cilindro da máquina;

colocar a tampa na abertura e iniciar o funcionamento da máquina; o cilindro deve efetuar,

à velocidade de 30 a 33 r.p.m, um determinado número de rotações em função da

classificação da composição granulométrica especificada na norma LNEC E-237;

retirar o material do interior da câmara e peneirar o provete no peneiro de malha 1.68

mm, sobre o qual se deverá utilizar um peneiro de abertura superior de forma a evitar a

danificação do primeiro;

lavar o material sobre o peneiro 1,6 mm;

secar em estufa a uma temperatura de 110 ± 5 ºC até se atingir massa constante;

pesar o material e registar a sua massa como M2.

3.5.4.6) Resultados

A perda de desgaste na máquina de Los Angeles, em percentagem, é dada por:

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lamas de corte da indústria do mármore

55

𝑀1 − 𝑀2

𝑀1× 100

(3.21)

Onde:

M1 é a massa do provete de ensaio (g);

M2 é a massa do material retido no peneiro de malha 1,6 mm.

3.5.5) Índice de forma

3.5.5.1) Objetivo do ensaio

O índice de forma tem como objetivo caracterizar a geometria dos agregados grossos, com

granulometrias compreendidas entre 4 e 63 mm, caracterizando-os como partículas cúbicas ou

não-cúbicas e dessa forma prever os seus efeitos no desempenho mecânico dos betões, através da

compacidade da mistura, ou na sua trabalhabilidade, onde estes podem afetar a quantidade de

água necessária para manter o abaixamento pretendido para o betão.

3.5.5.2) Normas do ensaio

Foi seguida a metodologia especificada na norma NP EN 933-4 (2002) “Ensaios das propriedades

geométricas dos agregados - Parte 4: Determinação da forma das partículas - Índice de forma”.

3.5.5.3) Aparelhos e utensílios

Utilizaram-se os seguintes aparelhos e utensílios:

estufa ventilada à temperatura de 110 ± 5 ºC;

peneiros de ensaio, conforme especificado na norma NP EN 933;

máquina de peneirar;

balança de precisão ±0,1% da massa a determinar (Figura 3.5);

paquímetro (Figura 3.12);

Figura 3.12 - Paquímetro

3.5.5.4) Amostras

A amostra a ensaiar deve ser lavada e seca em estufa a uma temperatura de 110 ± 5 ºC até atingir

massa constante. Após secagem, as amostras são divididas em frações granulométricas conforme

indicado na norma NP EN 933-2, que compreendem os peneiros de malha 4 a 63 mm sendo

qualquer material exterior a esse intervalo rejeitado.

A massa do provete do agregado deve ser superior aos valores indicados na Tabela 3.16, sendo

que qualquer valor não indicado na mesma pode ser obtido por interpolação com os valores

apresentados. Regista-se a massa do provete de ensaio como Mo.

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Capítulo 3 - Campanha experimental

56

Tabela 3.16 - Massa mínima dos provetes de ensaio (NP EN 933-4, 2002)

Dimensão máxima - Dmáx Massa mínima dos provetes (kg)

63 45

32 6

16 1

8 0.1

3.5.5.5) Procedimento do ensaio

Os procedimentos do ensaio são os seguintes:

preparar o provete de ensaio de acordo com o descrito em 3.5.5.4;

registar a massa de cada fração granulométrica retida no correspondente peneiro como

M1i e a sua percentagem V1i relativamente à massa do provete de ensaio M0;

todas as frações granulométricas que representem menos de 10% de M0 são desprezadas;

com o auxílio de um paquímetro, medir a maior (L) e menor (E) dimensão de cada

partícula e separar aquelas cuja relação dimensional verifique a condição L/E ≥ 3

(classificadas como não-cúbicas);

registar a massa das partículas não-cúbicas de cada fração granulométrica com M2i.

3.5.5.6) Resultados

O índice de forma SI é calculado através da seguinte expressão:

𝑆𝐼 =

∑ 𝑀2𝑖

∑ 𝑀1𝑖× 100

(3.22)

Onde:

∑ 𝑀2𝑖 é a soma das massas das partículas de cada uma das frações granulométricas (g);

∑ 𝑀1𝑖 é a soma das massas das partículas não-cúbicas de cada uma das frações

granulométricas ensaiadas (g).

3.6) Ensaios ao betão no estado fresco A caracterização do betão no estado fresco é bastante importante, uma vez que através da mesma

é possível determinar a sua compacidade, trabalhabilidade e densidade. Desta forma, na presente

campanha experimental, foram efetuados os ensaios de abaixamento e da massa volúmica.

3.6.1) Abaixamento (cone de Abrams)

3.6.1.1) Objetivo do ensaio

A quantificação da trabalhabilidade de um betão é essencial para identificar betões com aplicações

idênticas. Na presente campanha experimental, a trabalhabilidade dos betões produzidos foi

fixada para um abaixamento alvo de 125 ± 10 mm, sendo que para controlo deste valor se decidiu

manter fixa a quantidade de adjuvante utilizada, fazendo variar a relação a/c, como referido em

3.2.2.

3.6.1.2) Normas do ensaio

Foi seguida a metodologia definida pela norma NP EN 12350-2 (2009) “Ensaios do betão fresco.

Parte 2: Ensaio de abaixamento”.

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lamas de corte da indústria do mármore

57

3.6.1.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios usados neste ensaio são os seguintes:

molde de metal de forma troncocónica de uma altura de 300 ± 2 mm, um diâmetro

máximo de 200 ± 2 mm e um mínimo de 100 ± 2 mm; o material que o constitui deve ser

resistente à pasta de cimento e o seu interior deve ser perfeitamente liso, sem rebites ou

mossas; deverá dispor de duas pegas junto ao topo e de elementos de fixação ou abas

junto à basa (Figura 3.13);

varão de compactação com extremidades arredondadas, com um diâmetro de 16 ± 1 mm

e um comprimento de 600 ± 5 mm (Figura 3.13);

funil que permita ser acoplado ao topo do molde troncocónico (Figura 3.13);

régua com uma precisão maior ou igual a 5 mm (Figura 3.13);

placa / superfície não absorvente, rígida e plana (Figura 3.13);

colher de pedreiro;

pano molhado;

cronómetro.

Figura 3.13 - Material utilizado no ensaio

3.6.1.4) Amostras

A amostra deve ser composta por um número de tomas distribuídas de betão fresco, devendo ser

protegida de qualquer contaminação, ganho ou perda de água e variações abruptas de temperatura,

durante todo o processo de amostragem, transporte e manuseamento.

3.6.1.5) Procedimento do ensaio

O procedimento do ensaio é o seguinte:

humedecer o molde troncocónico e a placa / superfície;

colocar o molde sobre a placa / superfície;

encher o molde com a amostra recolhida, como referido em 3.5.1.4; o enchimento deverá

ser faseado por três camadas cuja altura, após compactação, deverá ser idêntica (1/3 da

altura do molde); a compactação é materializada por 25 pancadas, executadas com o

varão de compactação, distribuídas sobre toda a secção transversal da camada mas apenas

na sua espessura; no preenchimento da última camada, dever-se-á compensar a redução

de altura após compactação com uma quantidade suplementar de betão; durante todo o

processo de enchimento, deve-se manter o molde fixo contra a placa / superfície com os

pés sobre as abas (elementos de fixação);

após a compactação da camada de topo, rasa-se a superfície de betão através de

movimentos de rolamento com o varão de compactação;

remover o excesso de betão da placa / superfície;

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Capítulo 3 - Campanha experimental

58

retirar cuidadosamente o molde levantando-o na vertical; toda a operação de

desmoldagem deverá ser executada em 5-10 s através de uma deslocamento único e firme,

sem transmissão de qualquer movimento lateral ou torsional;

a duração máxima da operação, desde o enchimento até à remoção do molde, é de 150 s

e deve ser executada sem qualquer interrupção;

após remoção do molde, regista-se o abaixamento (h) (Figura 3.14).

Figura 3.14 - Leitura do abaixamento

3.6.1.6) Resultados

O abaixamento (h) é quantificado pela diferença entre a altura do molde, cujo valor é de 300 mm

e o ponto mais alto do provete após desmoldagem. O ensaio só é válido se o betão se mantiver

substancialmente intacto e simétrico; caso contrário, é necessário repetir o ensaio (Figura 3.15).

Figura 3.15 - Formas de abaixamento, (a) ensaio válido e (b) ensaio inválido (NP EN 12350-2 (2002))

3.6.2) Massa volúmica

3.6.2.1) Objetivo do ensaio

O presente ensaio permite determinar a massa volúmica do betão fresco compactado.

Resumidamente, este ensaio consiste em pesar um recipiente rígido e estanque, de volume e massa

conhecidos que contém no seu interior betão fresco compactado.

3.6.2.2) Normas do ensaio

A metodologia seguida neste ensaio é a prescrita pela norma NP EN 12350-6 (2009) “Ensaios do

betão fresco. Parte 6: Massa volúmica”.

3.6.2.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios usados neste ensaio são os seguintes:

recipiente estanque, de volume conhecido (não inferior a 5 l), de rigidez relativamente

elevada, resistente à pasta de cimento, com a face interna lisa e com bordo superior

passível de acabamento (Figura 3.16);

dispositivo de compactação do betão; no presente estudo, utilizou-se uma agulha

vibratória (Figura 3.17);

balança de precisão superior ou igual a ±0.1% da massa a determinar;

rasoira de aço;

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lamas de corte da indústria do mármore

59

colher de pedreiro;

pano húmido.

Figura 3.16 - Recipiente estanque

Figura 3.17 - Agulha vibratória

3.6.2.4) Amostras

A amostra deve ser composta por um número de tomas distribuídas de betão fresco, devendo ser

protegida de qualquer contaminação, ganho ou perda de água e variações abruptas de temperatura,

durante todo o processo de amostragem, transporte e manuseamento.

3.6.2.5) Procedimento do ensaio

O procedimento de ensaio é o seguinte:

pesar o recipiente e registar a sua massa como M1;

encher o recipiente com a amostra recolhida, conforme descrito; o procedimento deverá

ser faseado por duas camadas e respetiva compactação; o período de compactação

deverá ser o adequado e limitado a quaisquer indícios de segregação ou exsudação; caso

a compactação seja efetuada com agulha vibratória, assegurar o seu posicionamento

vertical e evitar o seu contacto com o recipiente;

após o enchimento do recipiente, proceder ao nivelamento da superfície com o auxílio

da colher de pedreiro e da rasoira;

remover os vestígios de betão no exterior do recipiente, com auxílio a um pano húmido;

pesar o recipiente com o betão fresco e registar a sua massa como M2.

3.6.2.6) Resultados

A massa volúmica (D) é dada pela expressão:

𝐷 =

𝑀2 − 𝑀1

𝑉𝑅

(3.23)

Onde:

D é a massa volúmica do betão fresco (kg/m3);

M1 é a massa do recipiente (kg);

M2 é a massa do recipiente com o provete de betão fresco (kg);

VR é o volume do recipiente (m3).

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Capítulo 3 - Campanha experimental

60

3.7) Ensaios ao betão no estado endurecido É através dos ensaios realizados ao betão no estado endurecido que é possível determinar o seu

desempenho em condições de serviço no que concerne ao seu desempenho mecânico e

durabilidade. Na presente campanha experimental, foram efetuados apenas ensaios relativamente

às propriedades mecânicas dos betões produzidos.

3.7.1) Resistência à compressão

3.7.1.1) Objetivo do ensaio

O presente ensaio pretende determinar a capacidade resistente dos betões produzidos quando estes

são comprimidos sob tensão uniforme. Para tal, submete-se os provetes a carregamentos elevados

e regista-se o valor da carga correspondente à sua rotura.

3.7.1.2) Normas do ensaio

A metodologia seguida para o presente ensaio é a especificada pela norma NP EN 12390-3 (2011)

“Ensaios ao betão endurecido - Parte 3: Resistência à compressão dos provetes de ensaio”. A

geometria e dimensão dos provetes ensaiados podem ser seguidos pela norma NP EN 12390-1

(2011) “Ensaios ao betão endurecido - Parte 1: Forma, dimensões e outros requisitos para o

ensaio de provetes e para os moldes”. Por fim, para execução e cura dos provetes ensaiados,

seguiu-se a norma NP EN 12390-2 (2003) “Ensaios ao betão endurecido - Parte 2: Execução e

cura dos provetes de ensaio de resistência mecânica”.

3.7.1.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios utilizados neste ensaio são os seguintes:

prensa hidráulica de quatro colunas e com velocidade de carregamento controlável,

respeitando a norma NP EN 12390-3 (Figura 3.18 e Figura 3.19);

pano de limpeza dos provetes;

balança com uma precisão igual ou superior a 0,1% da massa a determinar (Figura 3.5).

Figura 3.18 - Prensa hidráulica de quatro colunas

Figura 3.19 - Controlador da prensa hidráulica de

quatro colunas

3.7.1.4) Provetes de ensaio

O ensaio é realizado em provetes cúbicos com 150 mm de aresta com diferentes períodos de cura

(7, 28 e 56 dias). Na presente campanha experimental, estipulou-se para cada tipo de betão

produzido, que seriam ensaiados 3 provetes aos 7 dias, 5 provetes aos 28 dias e 3 provetes aos 56

dias. Todos os provetes foram mantidos 24 h na zona de betonagem de forma a ganhar resistência

suficiente para serem desmoldados e transportados para a câmara de cura.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

61

Refere-se ainda que, apesar de a 2ª fase da campanha experimental ter o principal objetivo de

garantir a trabalhabilidade pretendida para os betões produzidos, foi também possível produzir 6

provetes cúbicos, dos quais 3 provetes seriam ensaiados à compressão aos 7 dias e outros seriam

ensaiados aos 28 dias, sendo que estes provetes permitiam a comparação entre os resultados da 2ª

fase e 3ª fase da campanha experimental.

3.7.1.5) Procedimento do ensaio

O procedimento de ensaio foi o seguinte:

retirar o provete do ambiente de cura quando atingida a idade estabelecida;

remover o excesso de humidade e/ou sujidade do provete;

pesar e registar a massa do provete como M (este dado não tem contribuição direta para

os resultados do ensaio mas é um bom indicador da presença de vazios que justifiquem,

eventualmente, resultados anómalos);

limpar todas as superfícies da máquina de ensaio;

colocar o provete numa posição centrada, relativamente ao prato inferior da máquina,

para evitar qualquer tipo de excentricidade; o plano correspondente à face de acabamento

do provete não deverá ser uma superfície de ensaio, isto é, não deverá coincidir com

nenhum dos pratos da máquina (Figura 3.20);

aplicar a carga a uma velocidade constante de 0,2 a 1 MPa/s de forma contínua e sem

choques até se atingir a rotura (Figura 3.21) (no presente trabalho, utilizou-se uma

velocidade de carregamento de 11.3 kN/s, que corresponde a aproximadamente 0.5

MPa/s);

registar a carga máxima como F.

Figura 3.20 - Colocação do provete cúbico na prensa

Figura 3.21 - Rotura do provete cúbico

3.7.1.6) Resultados

Terminado o ensaio, a primeira tarefa a realizar é verificar se a rotura de cada provete é satisfatória

(Figura 3.22) ou não satisfatória (Figura 3.23), conforme estipulado na NP EN 12390-3

Figura 3.22 - Roturas satisfatórios dos provetes cúbicos (NP EN 12390-3)

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Capítulo 3 - Campanha experimental

62

Figura 3.23 - Roturas não satisfatórias dos provetes cúbicos

Após verificar se as condições de rotura são satisfatórias, deve-se determinar a resistência à

compressão de cada provete, dada pela expressão:

𝑓𝑐 =

𝐹

𝐴𝑐

(3.24)

Onde:

fc é a resistência à compressão do provete (MPa ou N/mm2);

F é a carga máxima (N);

Ac é a área da secção transversal do provete na qual a força foi aplicada (mm2).

A resistência à compressão dos vários betões é dada pela média dos resultados dos provetes

ensaiados.

3.7.2) Resistência à tração por compressão diametral

3.7.2.1) Objetivo do ensaio

A resistência à tração de um betão pode ser determinada por ensaios de tração pura, de flexão

simples ou de compressão diametral. Uma vez que os ensaios de tração pura são de difícil

execução, esta é obtida através de um dos outros dois ensaios, ainda que estes apresentam

resultados diferentes.

Tendo em conta estes fatores, optou-se pelo ensaio de resistência à tração por compressão

diametral, que consiste em aplicar uma carga de faca ao longo da maior dimensão do provete

cilíndrico. Este carregamento vai originar tensões ortogonais ao plano de carga (trações),

originando a rotura por tração do provete.

3.7.2.2) Normas do ensaio

Foi seguida a especificação descrita na norma NP EN 12390-6 (2011) “Ensaios ao betão

endurecido - Parte 6: Resistência à tração por compressão dos provetes”. Os aspetos que dizem

respeito à geometria e dimensão dos provetes ensaiados podem ser consultados na NP EN 12390-

1 (2003) “Ensaios ao betão endurecido - Parte 1: Forma, dimensão e outros requisitos para o

ensaio de provetes e para moldes”. Para execução e cura dos provetes ensaiados, seguiu-se a

norma NP EN 12390-2 (2003) “Ensaios ao betão endurecido - Parte 2: Execução e cura dos

provetes de ensaio de resistência mecânica”.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

63

3.7.2.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios usados neste ensaio são os seguintes:

prensa hidráulica de quatro colunas e com velocidade de carregamento controlável,

respeitando a norma NP EN 12390-4 (Figura 3.18);

posicionador dos provetes, em aço (opcional);

peça de carga, em aço;

faixas de cartão prensado, conforme a NP EN 316;

pano de limpeza dos provetes.

3.7.2.4) Provetes de ensaio

Os provetes utilizados tinham forma cilíndrica, com 150 mm de diâmetro e 300 mm de altura. O

período de cura, idêntico em todos os provetes, é de 28 dias. Todos os provetes foram mantidos

24 h na zona de betonagem de forma a ganharem resistência suficiente para serem desmoldados

e transportados para a câmara de cura.

3.7.2.5) Procedimento do ensaio

O procedimento do ensaio é o seguinte:

retirar o provete do ambiente de cura quando atingida a idade estabelecida;

remover o excesso de humidade e/ou sujidade do provete;

limpar cuidadosamente todas as superfícies da máquina de ensaio;

colocar o provete no posicionador e centrá-lo perfeitamente em relação aos pratos para

evitar qualquer tipo de excentricidade (Figura 3.24);

posicionar as faixas de cartão prensado e a peça de carga ao longo do topo e da base do

plano de carregamento do provete;

aplicar a carga a uma velocidade constante entre 0,04 e 0,06 MPa/s, de forma contínua e

sem choques até se atingir a rotura (Figura 3.25) ( no presente trabalho, utilizou-se uma

velocidade de carregamento de 3,5 kN/s); deve-se assegurar que os pratos estão dispostos

paralelamente em todo o ensaio;

registar a carga máxima atingida como F.

Figura 3.24 - Posicionamento do provete cilíndrico

Figura 3.25 - Rotura do provete cilíndrico

3.7.2.6) Resultados

A resistência à tração por compressão diametral de cada provete é dada pela expressão:

𝑓𝑐𝑡 =

2 × 𝐹

𝜋 × 𝐿 × 𝑑

(3.25)

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Capítulo 3 - Campanha experimental

64

Onde:

fct é a resistência à tração por compressão diametral (MPa ou N/mm2);

F é a carga máxima (N);

L é o comprimento da linha de contacto do provete (mm);

d é a dimensão da secção transversal (mm).

A resistência à tração por compressão diametral dos vários betões é dada pela média dos

resultados dos respetivos provetes.

3.7.3) Módulo de elasticidade

3.7.3.1) Objetivo do ensaio

O módulo de elasticidade de um betão permite caracterizar a sua rigidez através da análise da

relação tensão / extensão (em regime elástico. Este parâmetro tem especial importância em

estruturas solicitadas por deformações impostas, tanto ao nível das deformações como de

esforços.

Este parâmetro é também definido pela reta que é tangente na origem da curva ou pela

secante que passa entre dois pontos de tensão conhecida dessa mesma curva. Na presente

campanha experimental, calcula-se o módulo de elasticidade secante após um número

especificado de ciclos de carga e para um nível de tensão na ordem de 1/3 da resistência média à

compressão (fctm).

3.7.3.2) Normas do ensaio

Foi seguida a metodologia de ensaio prescrita na norma LNEC E-397 (1993) “Betões:

Determinação do módulo de elasticidade em compressão”.

3.7.3.3) Aparelhos e utensílios

Foram utilizados os seguintes aparelhos e utensílios:

prensa hidráulica (Figura 3.26);

extensómetros elétricos (tipo PFL 30-11-3LT);

data logger acoplado à prensa hidráulica (permite a interpretação e transmissão dos sinais

elétricos emitidos pelos extensómetros para um PC);

pano de limpeza dos provetes.

Figura 3.26 - Prensa hidráulica

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

65

3.7.3.4) Provetes de ensaio

Este ensaio utiliza provetes cilíndricos de geometria semelhante aos utilizados para o ensaio de

resistência à tração por compressão diametral. O seu tempo de cura é de 28 dias. Todos os provetes

foram mantidos 24 h na zona de betonagem de forma a ganhar resistência suficiente para ser

desmoldados e transportados para a câmara de cura.

3.7.3.5) Procedimento do ensaio

O procedimento de ensaio é o seguinte:

retirar o provete do ambiente de cura quando atingida a idade estabelecida;

retificar ambas as faces de ensaio do provete de modo a torná-lo perfeitamente lisas e

paralelas; após retificação, esperar que o provete seque;

remover excesso de humidade e/ou sujidade do provete;

colar dois extensómetros no provete em posições diametralmente opostas;

limpar as superfícies da máquina de ensaio;

posicionar o provete evitando qualquer excentricidade de carregamento; recorrer a uma

rótula metálica para assegurar a transmissão exclusiva de esforço axial; verificar o correto

posicionamento do provete pela diferença registada nos dois extensómetros (|휀ext1- 휀ext2|)

que deverá, após cada ciclo de carga, ser inferior a 10%;

aplicar uma tensão inicial de 0,5 a 1 MPa (𝜎𝑖) e aumentá-la de forma contínua, a uma

velocidade de 0.5 ± 0,1 MPa/s, até se atingir 1/3 da tensão média de resistência à

compressão;

registar as extensões e tensões iniciais e finais;

efetuar um novo ciclo de carga;

após cada ciclo, confirmar se a diferença entre a média das variações de extensão de ciclos

consecutivos (|휀𝑖 - 휀𝑖+1|) é inferior a 1× 10−5; caso o limite não seja satisfatório, é

necessário repetir o ciclo de carga;

efetuar os ciclos necessários até que o ponto anterior seja verificado (|휀𝑖 − 휀𝑖+1| < 1 ×

105) .

3.7.3.6) Resultados

Considerando que a diferença entre as médias das variações de extensão entre dois ciclos

consecutivos verifica a expressão:

|휀𝑖 − 휀𝑖+1| = |(

휀𝑒𝑥𝑡1 + 휀𝑒𝑥𝑡2

2)

𝑖− (

휀𝑒𝑥𝑡1 + 휀𝑒𝑥𝑡2

2)

𝑖+1| < 1 × 10−5

(3.26)

O módulo de elasticidade em compressão (Ec) é dado por:

𝐸𝑐 =

Δσ

Δ휀=

𝜎𝑓,𝑛 − 𝜎𝑖,𝑛

휀𝑓,𝑛 − 휀𝑖,𝑛× 10−3

(3.27)

Onde:

Ec é o módulo de elasticidade em compressão (GPa);

𝜎𝑖,𝑛 é a tensão inicial aplicada no ciclo n (MPa);

𝜎𝑓,𝑛 é a tensão máxima aplicada no ciclo n (MPa);

휀𝑖,𝑛 é a extensão correspondente à tensão 𝜎𝑖,𝑛, registada no ciclo n;

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Capítulo 3 - Campanha experimental

66

휀𝑓,𝑛 é a extensão correspondente à tensão 𝜎𝑓,𝑛, registada no ciclo n.

3.7.4) Velocidade de propagação de ultra-sons

3.7.4.1) Objetivo do ensaio

A determinação da velocidade de propagação de ultra-sons, através de um ensaio não-destrutivo,

permite obter, indiretamente, informação sobre as características mecânicas, compacidade e

homogeneidade dos provetes. Espera-se através deste ensaio observar a influência das adições de

adjuvantes e fíleres nos betões produzidos.

3.7.4.2) Normas do ensaio

Foi seguida a especificação descrita na norma NP EN 12504-4 (2004) “Ensaios do betão nas

estruturas - Parte 4: Determinação da velocidade de propagação de ultra-sons”. Os aspetos que

dizem respeito à geometria e dimensão dos provetes ensaiados podem ser consultados na NP EN

12390-1 (2003) “Ensaios ao betão endurecido - Parte 1: Forma, dimensão e outros requisitos

para o ensaio de provetes e para moldes". Para execução e cura dos provetes ensaiados, seguiu-

se a norma NP EN 12390-2 (2003) “Ensaios ao betão endurecido - Parte 2: Execução e cura dos

provetes de ensaio de resistência mecânica”.

3.7.4.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios utilizados são os seguintes:

aparelho de medida da velocidade de propagação de ultra-sons, equipado com transdutor

emissor e transdutor recetor (Figura 3.27);

cilindro de calibração (Figura 3.27);

material de contacto que permita homogeneização da superfície do provete (Figura 3.27).

Figura 3.27 - Material utilizado para realização do ensaio

3.7.4.4) Provetes de ensaio

Os provetes de ensaio foram preparados de forma semelhante aos referidos no ponto 3.6.1.4.

3.7.4.5) Procedimento do ensaio

O procedimento executado foi o seguinte:

ligar e calibrar o equipamento de medição dos ultra-sons com recurso ao cilindro de

calibração (elemento cuja velocidade de propagação é, por definição, 25,4 s);

definir as faces para medição (todas a exceção da face de acabamento e respetiva face

oposta) e aplicar o material de contacto, de forma a permitir a homogeneização das

superfícies do provete;

colocar os transdutores alinhados, em faces opostas e sobre o material de contacto,

preferencialmente em posição central na superfície do provete;

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

67

registar o tempo de propagação; na presente dissertação, foram registados, para cada tipo

de provete, três tempos de propagação que consistiam na medição do tempo de

propagação de duas faces, efetuando-se em seguida rotação de 180º do provete e registo

de tempo de propagação e, por fim, a colocação do provete na posição inicial e novo

registo de tempo de propagação (Figura 3.28).

Figura 3.28 - Ensaio de ultra-sons a decorrer

3.7.4.6) Resultados

Os resultados do presente ensaio são dados pela média dos três tempos de propagação medidos

em cada provete e pela média entre este valor e os valores médios obtidos através do ensaio dos

restantes provetes do mesmo tipo.

3.7.5) Resistência ao desgaste por abrasão

3.7.5.1) Objetivo do ensaio

Este ensaio tem por objetivo caracterizar a resistência à abrasão do betão por desgaste. Em suma,

pretende determinar a capacidade de um betão para suportar ações que provocam desagregação

ou perda de secção e é especialmente importante em obras com elementos estruturais de betão à

vista, como o caso de pavimentos, canais hidráulicos, superfícies de revestimento, entre outros.

3.7.5.2) Normas do ensaio

Foi seguida a metodologia prescrita na norma alemã DIN 52108 (2010) “Testing of inorganic

non-metallic materials: Wear teste with grinding wheel according to Böhme”.

3.7.5.3) Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios usados neste ensaio foram os seguintes:

máquina de abrasão de Böhme (Figura 3.29);

pó abrasivo (Figura 3.30);

estufa ventilada à temperatura de 110 ± 5 ºC;

balança com precisão igual ou superior a 0,1 g;

paquímetro;

equipamento de limpeza da máquina de abrasão e provetes;

pano de limpeza.

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Capítulo 3 - Campanha experimental

68

Figura 3.29 - Máquina de abrasão de Böhme

Figura 3.30 - Pó abrasivo

3.7.5.4) Provetes de ensaio

A geometria dos provetes utilizados neste ensaio é paralelepipédica, definida por uma base de 71

± 1,5 mm de aresta e por uma altura não uniformizada de 50 mm. Os provetes foram produzidos

pelo corte de cubos com 100 mm de aresta após 91 dias de idade como estipulado pela norma.

Em seguida, os mesmos foram secos em estufa ventilada até atingirem massa constante. Todos os

provetes foram mantidos 24 h na zona de betonagem de forma a ganharem resistência suficiente

para serem desmoldados e transportados para a câmara de cura.

3.7.5.5) Procedimento do ensaio

O procedimento de ensaio foi o seguinte:

retirar o provete da estufa quando obtiver as exigências atrás exigidas;

remover eventuais sujidades do provete;

pesar e medir altura inicial do provete em nove pontos, marcados previamente na face de

topo (oposta à de teste), conforme a Figura 3.31;

limpar as superfícies da máquina de abrasão;

distribuir uniformemente 20 g de pó abrasivo pelo trilho de abrasão (Figura 3.29);

posicionar o provete no mecanismo de fixação e aplicar no centro da sua face de topo um

carregamento vertical; este procedimento sujeita o provete a uma pressão de contato de

30 ± 0,3 kPa e garante o atrito suficiente entre o mesmo e o conjunto abrasivo (disco e

pó);

iniciar a rotação do disco de Böhme a uma velocidade 30 ± 1 rpm e completar 22 voltas;

este processo designa-se por ciclo de teste; o ensaio de resistência à abrasão inclui 16

ciclos de teste (Figura 3.32);

entre cada ciclo de teste, limpar o provete e o disco de Böhme, rodar o provete 90º em

torno do seu eixo vertical (sempre no mesmo sentido) e distribuir novamente 20 g de pó

abrasivo no trilho de abrasão;

por cada rotação de 360º do provete (4 ciclos), pesar e registar a massa do provete;

acabados os 16 ciclos, limpar o provete e medir a altura dos mesmos nove pontos.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

69

Figura 3.31 - Distribuição dos pontos de medição do

desgaste

Figura 3.32 - Ensaio de abrasão a decorrer

3.7.5.6) Resultados

Os resultados do ensaio de desgaste por abrasão são determinados pela redução da

altura/espessura do provete, dada pela expressão:

Δ𝑙 =

∑ (𝑙𝑖,𝑗 − 𝑙𝑓,𝑗)𝑛𝑗=1

𝑛

(3.28)

Onde:

Δ𝑙 é a perda média de espessura (mm);

𝑙𝑖,𝑗 é a espessura inicial do provete, medida no ponto j (mm);

𝑙𝑓,𝑗 é a espessura final do provete, medida no ponto j (mm);

𝑛 é o número de pontos marcados no provete.

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Capítulo 3 - Campanha experimental

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

71

4) Resultados da campanha experimental 4.1) Introdução Neste capítulo, são apresentados os resultados dos ensaios efetuados durante a campanha

experimental. Foi também realizada uma análise comparativa dos mesmos com o intuito de

averiguar a influência no desempenho mecânico dos betões da substituição de cimento por lamas

de corte de mármore e da incorporação de adjuvantes nos mesmos.

4.2) Ensaios de caraterização aos agregados naturais A caraterização dos agregados naturais é de extrema importância uma vez que são os constituintes

maioritários do betão, influenciando assim as caraterísticas do mesmo. A análise das lamas de

corte de mármore foi efetuada separadamente, nos laboratórios do LNEC, encontrando-se os

resultados da sua análise no subcapítulo 4.3.

4.2.1) Análise granulométrica Tal como mencionado no subcapítulo 3.5.1 e conforme indicado na norma NP EN 933-1 (2000),

são apresentados os resultados da análise granulométrica. Os dados recolhidos desta análise

permitem caracterizar os agregados através das suas curvas granulométricas, da sua máxima

dimensão, módulo de finura e percentagem de finos (f). Os resultados encontram-se apresentados

individualmente por agregado (brita 2, brita 1, bago de arroz, areia 2 e areia 1). Na leitura das

tabelas apresentadas, leia-se M1 como a massa total da amostra recolhida após secagem em estufa

até valor constante e M2 como a mesma massa após lavagem e secagem. As curvas

granulométricas fornecidas pelos diferentes fabricantes podem ser consultadas no ANEXO A.

4.2.1.1) Brita 2

A análise granulométrica da brita 2, a sua percentagem de finos (f), o seu módulo de finura (MF)

e a sua massa inicial são apresentados na Tabela 4.1. A curva granulométrica da brita 2 encontra-

se ilustrada na Figura 4.1.

Tabela 4.1 - Caraterização granulométrica da brita 2

Brita 2

M1 (g) 5553 f 0,95

M2 (g) 5551,7 MF 11,5

Peneiro Massa retida no peneiro Massa acumulada

Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

31,5 0 0,0 0,0 100,00

22,5 455 8,19 8,19 91,81

16 2559 46,08 54,28 45,72

11,2 2238 40,30 94,58 5,42

8 210 3,78 98,36 1,64

5 33 0,59 98,96 1,04

4 5 0,09 99,05 0,95

2 0 0,0 99,05 0,95

1 0 0,0 99,05 0,95

0,5 0 0,0 99,05 0,95

0,25 0 0,0 99,05 0,95

0,125 0 0,0 99,05 0,95

0,063 0 0,0 99,05 0,95

Refugo 53 0,95 100,00 0,0

Total 5553 100

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

72

Figura 4.1 - Curva granulométrica da brita 2

4.2.2.1) Brita 1

A análise granulométrica da brita 2, a sua percentagem de finos (f), o seu módulo de finura (MF)

e a sua massa inicial são apresentados na Tabela 4.2.

Tabela 4.2 - Caraterização granulométrica da brita 1

Brita 1

M1 (g) 5536,3 f 0,58

M2 (g) 5535,4 MF 9,4

Peneiro Massa retida no peneiro Massa acumulada

Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

22,5 0 0,00 0,00 100,00

16 0 0,00 0,00 100,00

11,2 989 17,86 17,86 82,14

8 1569 28,34 46,20 53,80

5 2294 41,44 87,64 12,36

4 469 8,47 96,11 3,89

2 121 2,2 98,30 1,70

1 17 0,3 98,60 1,40

0,5 8 0,1 98,75 1,25

0,25 13,6 0,2 98,99 1,01

0,125 14,3 0,3 99,25 0,75

0,063 9,5 0,2 99,42 0,58

Refugo 31,9 0,58 100,00 0,0

Total 5536,3 100,0

Os resultados obtidos permitem verificar que a dimensão máxima dos agregados de brita 1 é de

11,2 mm. Na Figura 4.2, apresenta-se a curva granulométrica da brita 1, construída após

tratamento dos dados obtidos da Tabela 4.2. Verifica-se, pela análise da mesma, que esta é

semelhante à curva granulométrica do fornecedor.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

Mat

eria

l p

assa

nte

(%

)

Dimensão do agregado (mm)

Page 87: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

73

Figura 4.2 - Curva granulométrica da brita 1

4.2.3.1) Bago de arroz

A análise granulométrica do bago de arroz, a sua percentagem de finos (f), o seu módulo de finura

(MF) e a sua massa inicial são apresentados na Tabela 4.3. A curva granulométrica do bago de

arroz encontra-se ilustrada na Figura 4.3.

Tabela 4.3 - Caraterização granulométrica do bago de arroz

Bago de arroz

M1 (g) 5500,4 f 0,78

M2 (g) 5498,8 MF 8,3

Peneiro Massa retida no peneiro Massa acumulada

Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

16 0 0,00 0,00 100,00

11,2 0 0,00 0,00 100,00

8 2,7 0,05 0,05 99,95

5 2853,1 51,87 51,92 48,08

4 2046 37,20 89,12 10,88

2 478,6 8,7 97,82 2,18

1 5,6 0,1 97,92 2,08

0,5 14 0,3 98,17 1,83

0,25 14 0,3 98,43 1,57

0,125 34,9 0,6 99,06 0,94

0,063 8,5 0,2 99,22 0,78

Refugo 43 0,78 100,00 0,0

Total 5500,4 100,0

Analisando a Tabela 4.3 e a Figura 4.3, constata-se que a máxima dimensão do bago de arroz é

de 8 mm. Verifica-se também que os valores obtidos se encontram dentro daqueles estabelecidos

pelo fornecedor.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

Mat

eria

l p

assa

nte

(%

)

Dimensão do agregado (mm)

Page 88: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

74

Figura 4.3 - Curva granulométrica do bago de arroz

4.2.4.1) Areia 2

A análise granulométrica da areia 2, a sua percentagem de finos (f), o seu módulo de finura (MF)

e a sua massa inicial são apresentados na Tabela 4.4. A curva granulométrica da areia 2 encontra-

se ilustrada na Figura 4.4.

Tabela 4.4 - Caraterização granulométrica da areia 2

Areia 2

M1 (g) 5469,05 f 0,05

M2 (g) 5468,1 MF 5,3

Peneiro Massa retida no peneiro Massa acumulada

Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

11,2 0 0,00 0,00 100,00

8 6,5 0,12 0,12 99,88

5 102,1 1,87 1,99 98,01

4 67,5 1,23 3,22 96,78

2 500,4 9,1 12,37 87,63

1 1271,8 23,3 35,62 64,38

0,5 2197,2 40,2 75,80 24,20

0,25 1209,65 22,1 97,92 2,08

0,125 104,8 1,9 99,83 0,17

0,063 6,4 0,1 99,95 0,05

Refugo 2,7 0,05 100,00 0,0

Total 5469,05 100,0

Analisando a Tabela 4.4 e a Figura 4.4, constata-se que a máxima dimensão da areia 2 é de 5 mm.

Verifica-se também que os valores obtidos se encontram dentro daqueles estabelecidos pelo

fornecedor.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

Mat

eria

l p

assa

nte

(%

)

Dimensão do agregado (mm)

Page 89: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

75

Figura 4.4 - Curva granulométrica da areia 2

4.2.5.1) Areia 1

A análise granulométrica da areia 1, a sua percentagem de finos (f), o seu módulo de finura (MF)

e a sua massa inicial são apresentados na Tabela 4.5. A curva granulométrica da areia 1 encontra-

se ilustrada na Figura 4.5.

Tabela 4.5 - Caraterização granulométrica da areia 1

Areia 1

M1 (g) 5432 f 0,84

M2 (g) 5431,1 MF 4,1

Peneiro Massa retida no peneiro Massa acumulada

Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

11,2 0 0,00 0,00 100,00

8 2,8 0,05 0,05 99,95

5 3,4 0,06 0,11 99,89

4 0,7 0,01 0,13 99,87

2 15,4 0,3 0,41 99,59

1 48,4 0,9 1,30 98,70

0,5 1071,5 19,7 21,03 78,97

0,25 3522,6 64,8 85,88 14,12

0,125 708,4 13,0 98,92 1,08

0,063 13 0,2 99,16 0,84

Refugo 45,8 0,84 100,00 0,0

Total 5432 100,0

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

Mat

eria

l p

assa

nte

(%

)

Dimensão do agregado (mm)

Page 90: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

76

Analisando a Tabela 4.5 e a Figura 4.5, constata-se que a máxima dimensão da areia 1 é de 1 mm.

Verifica-se também que os valores obtidos se encontram dentro daqueles estabelecidos pelo

fornecedor,

Figura 4.5 - Curva granulométrica da areia 1

4.2.2) Massa volúmica e absorção de água Tal como referido em 3.5.2, a determinação da massa volúmica e absorção de água foi realizada

de acordo com o prescrito na NP EN 1097-6 (2003). Os resultados obtidos encontram-se na

Tabela 4.6. Na mesma, leia-se a como a massa volúmica do material impermeável das partículas,

rd como a massa volúmica das partículas secas em estufa, sssd como a massa volúmica das

partículas saturadas com superfície seca e WA24 como a absorção de água após 24 h de imersão.

Tabela 4.6 - Massas volúmicas e absorção de água dos agregados ensaiados

a (kg/m3) rd (kg/m3) ssd(kg/m3) WA24 (%)

Areia 1 2566 2560 2563 0,09

Areia 2 2469 2411 2434 0,97

Bago de arroz 2749 2661 2693 1,21

Brita 1 2775 2625 2679 2,06

Brita 2 2715 2552 2612 2,35

No que concerne à massa volúmica dos agregados analisados e confrontando os resultados

apresentados na Tabela 4.6 com os dados das fichas técnicas dos fornecedores (Anexo A),

verifica-se que, à exceção da areia 2, cujos valores obtidos divergem ligeiramente dos

apresentados nas mesmas, os restantes agregados ensaiados apresentam valores semelhantes aos

indicados nas fichas técnicas.

Relativamente à absorção de água após 24 h de imersão dos agregados naturais, registaram-se

valores relativamente baixos. Coutinho (1997) refere que, apenas para valores de absorção

superiores a 5%, será necessário realizar ensaios adicionais uma vez que os agregados que

ultrapassem estes limites possuem, em geral, baixas tensões de rotura e uma fraca resistência à

meteorização.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

Mat

eria

l p

assa

nte

(%

)

Dimensão do agregado (mm)

Page 91: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

77

4.2.3) Massa volúmica aparente Conforme referido no subcapítulo 3.5.3, o ensaio de caraterização da massa volúmica aparente

seguiu o procedimento prescrito na norma NP EN 1097-3 (2003). Os resultados deste ensaio

encontram-se na Tabela 4.7.

Tabela 4.7 - Massa volúmica aparente dos agregados ensaiados

Areia 2 Areia 1 Bago de arroz Brita 1 Brita 2

(kg/m3) 1591,5 1619,2 1336,7 1297 1314,6

4.2.4) Desgaste de Los Angeles Como indicado no subcapítulo 3.5.4, o ensaio de desgaste de Los Angeles segue a metodologia

proposta na norma NP EN 1097-2 (2002). Relembra-se que este ensaio é realizado apenas para

agregados grossos, e que consiste na determinação da massa retida no peneiro de 1,6 mm, após

realização do ensaio. Esta propriedade relaciona-se indiretamente com a resistência mecânica dos

betões. Os resultados do ensaio de desgaste de Los Angeles encontram-se na Tabela 4.8.

Tabela 4.8 - Resultados obtidos no ensaio de desgaste de Los Angeles

Brita 2 Brita 1

Desgaste de Los Angeles (%) 27,99 27,83

Analisando os resultados obtidos e consultando também a norma LNEC E373 verifica-se que em

betões estruturais o limite máximo da presente propriedade é de 50%, pelo que está respeitada

esta condição.

4.2.5) Índice de forma De acordo com o subcapítulo 3.5.5, o índice de forma foi determinado de acordo com a

metodologia prescrita na norma NP EN 933-4 (2002). Refere-se ainda que a mesma indica que as

partículas a ensaiar são todas aquelas que passem no peneiro de 63 mm e que fiquem retidas no

peneiro de 4 mm, limitando a determinação do índice de forma a agregados grossos. Na Tabela

4.9, é possível observar os resultados referentes ao ensaio do índice de forma.

Tabela 4.9 - Índice de forma dos agregados ensaiados

Brita 2 Brita 1 Bago de arroz

Índice de forma SI (%) 14 17,1 17,9

4.3) Ensaios de caraterização às lamas de corte de mármore No presente subcapítulo, são apresentados os resultados referentes aos ensaios realizados às lamas

de corte de mármore, realizados nos laboratórios do LNEC. Como referido, estes ensaios foram

separados dos agregados naturais uma vez que, devido à sua finura, a sua caraterização deve ser

realizada em laboratórios especializados, seguindo também procedimentos de normas distintos.

4.3.1) Massa volúmica e superfície específica de Blaine Conforme referido no subcapítulo 3.2.1, a determinação da massa volúmica e da superfície

específica de Blaine realizou-se na Unidade de Betões e Cimentos do LNEC, de acordo com a

Page 92: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

78

metodologia especificada pela norma NP EN 196-6 (2010) “Métodos de ensaio de cimentos -

Parte 6: Determinação da finura”. Encontram-se, na Tabela 4.10, os resultados destes ensaios.

Tabela 4.10 - Massa volúmica e superfície específica das lamas de corte

Massa volúmica (g/cm3) Superfície específica (cm2/g)

2,73 2150

2,74(1)

(1) Ensaio realizado após peneiração manual da amostra passada no peneiro de 63 m

Nas Tabelas 4.11 e 4.12, são apresentados, a título comparativo, os valores obtidos pelos autores

de algumas das principais pesquisas bibliográficas, quer a nível nacional quer internacional. Por

análise das mesmas, conclui-se em termos de massa volúmica que, apesar das diversas origens

dos mármores apresentados, os valores desta propriedade não variam significativamente. O

mesmo não se verifica para a superfície específica uma vez que a mesma apresenta resultados

bastante distintos, que dependem da zona de origem do mármore utilizado.

Tabela 4.11 - Comparação entre os valores de massa volúmica obtidos na presente dissertação e nas principais pesquisas bibliográficas

Origem do mármore Massa volúmica (g/cm3)

Rodrigues (2014) Portugal 2,73

Almeida (2004) Portugal 2,7 - 2,9

Moura et al. (2007) Portugal 2,71

Binici et al. (2007) Turquia 3,19

Aruntas et al. (2010) Turquia 2,60

Aliabdo et al. (2013) Egipto 3,15

Ergün (2011) Turquia 2,68

Tabela 4.12 - Comparação entre os valores de superfície específica obtidos na presente dissertação e nas principais pesquisas bibliográficas

Origem do mármore Superfície específica (cm2/g)

Rodrigues (2014) Portugal 2150(1)

Aruntas et al. (2010) Turquia 3097

Aliabdo et al. (2013) Egipto 3996 (2) Ensaio realizado após peneiração manual da amostra passada no peneiro de 63 m

4.3.2) Baridade De acordo com o referido no subcapítulo 3.2.1, a determinação da baridade seguiu a metodologia

prescrita na norma NP EN 1097-3 (2002) “Ensaios das propriedades mecânicas e físicas dos

agregados - Parte 3: Determinação da baridade e do volume de vazios” e realizou-se na Unidade

de Betões e Cimentos do LNEC. Os resultados deste ensaio permitem concluir que as lamas de

corte possuem uma baridade de 1,1 Mg/m3.

4.3.3) Análise granulométrica A análise granulométrica das lamas de corte realizou-se de acordo com a norma EN 933-10 (2009)

“Ensaios para determinação das propriedades gerais dos agregados - Parte 10: Determinação

do teor de finos. Granulometria dos fíleres (peneiração por jato de ar) ”. São apresentados, na

Tabela 4.13, os resultados referentes a este ensaio.

Page 93: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

79

Tabela 4.13 - Análise granulométrica das lamas de corte

Dimensão das aberturas

do peneiro (mm)

Percentagem cumulativa

do material passado (%)

2,000 84,2

0,125 27,5

0,063 16,8

Como se pode observar na Tabela 4.13, a análise granulométrica das lamas de corte de mármore

parece sugerir que estas possuem dimensões muito superiores às que seriam esperadas para um

fíler. Tal fator pode ser justificado pelo facto de o método de o processo extrativo destes agregados

ser efetuado recorrendo a máquinas de corte de fio diamantado, originando partículas de

dimensões ligeiramente superiores às que se obteriam utilizando discos diamantados. Salienta-se,

mais uma vez que, tal fator, apesar de se traduzir em resultados menos satisfatórios em termos do

desempenho mecânico dos betões produzidos, aumenta o carácter inovador da dissertação.

4.3.4) Composição química A determinação da composição química de cada um dos componentes químicos dos agregados de

mármore foi realizada na Unidade de Betões e Cimentos do LNEC, de acordo com a metodologia

prescrita nas normas NP EN 196-2 (2006) “Métodos de ensaio de cimentos - Parte 2: Análise

química dos cimentos” e LNEC E 406 (1993) “Cimentos. Determinação do teor de óxido de ferro.

Método espectrofotométrico com a 1,10 fenantrolina”. São assim apresentados na Tabela 4.14,

os resultados deste ensaio, bem como as respetivas normas utilizadas na determinação de cada

um dos componentes presentes nas lamas de corte.

Tabela 4.14 - Composição química das lamas de corte e normas utilizadas na determinação dos seus componentes

Determinações Resultados Documentos normativos

Perda ao fogo (%) 42,6 NP EN 196-2:2006 (secção 7)

Resíduo insolúvel. Método do

carbonato de sódio (%) 1,8 NP EN 196-2:2006 (secção 9)

Sulfatos, SO3 (%) < 0,1 NP EN 196-2:2006 (secção 8)

Cloretos, Cl- (%) < 0,01 NP EN 196-2:2006 (secção 14)

Óxido de sílicio, SiO2 (%) 1,39 NP EN 196-2:2006 (secção 13.4 e 13.9)

Óxido de alumínio, Al2O3 (%) 0,32 NP EN 196-2:2006 (secção 13.11)

Óxido de ferro, Fe2O3 (%) 0,14 LNEC E 406-1993

Óxido de sódio, Na2O (%) < 0,04 NP EN 196-2:2006 (secção 17)

Óxido de potássio, K2O (%) < 0,06 NP EN 196-2:2006 (secção 17)

Óxido de cálcio, CaO (%) 54,2 NP EN 196-2:2006 (secção 13.14)

Óxido de magnésio, MgO (%) 0,64 NP EN 196-2:2006 (secção 13.15) 2 A amostra foi fundida com tetraborato de lítio

3 A sílica solúvel indicada na secção 13.9 da NP EN 196-2:2006 é determinada segundo a Especificação LNEC E 407-1993 Cimentos.

Determinação do teor em sílica remanescente. Método espectrofotométrico com o molibdato

Com os resultados da Tabela 4.14 e analisando a Tabela 4.15, é possível constatar a semelhança

da composição química dos agregados de mármore utilizados na presente dissertação com aqueles

utilizados nalgumas das investigações pesquisadas. Verificam-se caraterísticas bastante próximas

Page 94: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

80

entre estes mármores e aqueles utilizados por Almeida (2004) e Binici et al. (2007), apesar de os

mármores deste último serem de origem turca. Por outro lado, nota-se alguma diferença para os

mármores utilizados por Aliabdo (2013), de origem egípcia, especialmente no teor em óxido de

cálcio. Já no subcapítulo 4.3.1 se tinha observado que os mármores utilizados por este autor eram

os que mais divergiam dos utilizados na presente dissertação, em termos de massa volúmica e

superfície específica de Blaine.

Tabela 4.15 - Comparação da composição química das lamas de corte com algumas das principais investigações

Determinações

Resultados

Rodrigues

(2014)

Almeida

(2004)

Binici et al.

(2007)

Aliabdo

(2013)

Perda ao fogo (%) 42,6 43,4 35,5 2,5

Resíduo insolúvel (%) 1,8 0,9 0 0,89

Sulfatos, SO3 (%) 0,1 0,09 0 0,56

Cloretos, CL- (%) 0,01 0,03 0 0

Óxido de sílicio, SiO2 (%) 1,39 0,91 5,1 1,12

Óxido de alumínio, Al2O3 (%) 0,32 3,72 0,4 0,73

Óxido de ferro, Fe2O3 (%) 0,14 0,4 1,98 0,05

Óxido de sódio, Na2O (%) 0,04 0 0,04 0

Óxido de potássio, K2O (%) 0,06 0 0,09 0,09

Óxido de cálcio, CaO (%) 54,2 54,29 50,13 83,22

Óxido de magnésio, MgO (%) 0,64 0,3 2,72 0,52

4.3.5) Composição mineralógica A composição mineralógica das lamas de corte de mármore foi efetuada na Unidade de Metais e

Revestimentos Inorgânicos do LNEC, recorrendo à metodologia prescrita pela norma LNEC E

403 (1993) “Cimentos. Identificação dos constituintes cristalinos por difractometria dos raios

X”. As condições de realização do ensaio estão ilustradas na Tabela 4.16.

Tabela 4.16 - Condições do ensaio de identificação da composição mineralógica das lamas de corte

Tipo de radiação Radiação K do cobalto produzida por

uma unidade de difração de raios X

Varrimento entre 3 e 74º 2

Velocidade de varrimento 0,05º 2/s

Tensão de filamento 35 kV

Corrente de filamento 45 mA

No que se refere aos resultados, a análise do difractograma permitiu indicar os seguintes

compostos cristalinos: calcite (CaCO3), o composto predominante, e também vestígios de mica

(KAl3Si3O10(OH)2), dolomite (CaMg(CO3)2) e quartzo (SiO2). O registo difratométrico da

amostra pode ser observado na Figura 4.6.

Page 95: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

81

Figura 4.6 - Registo difratométrico da amostra. Notação utilizada: M - Mica; Q - Quartzo; C - Calcite; D - Dolomite

4.4) Propriedades dos betões no estado fresco Neste subcapítulo, são apresentados os resultados obtidos face aos ensaios efetuados aos betões

no estado fresco, em termos de abaixamento e massa volúmica, de acordo com o subcapítulo

3.6.1.

4.4.1) Abaixamento (cone de Abrams) A trabalhabilidade dos betões produzidos foi determinada através do ensaio de abaixamento (cone

de Abrams), de acordo com a norma NP EN 12350-2 (2009). Os limites de abaixamento para a

classe de consistência pretendida (S3) devem situar-se entre 100 e 150 mm. No entanto, para um

maior rigor e tendo em conta que a produção dos betões foi feita em laboratório, estipulou-se um

limite de abaixamento de 125 ± 10 mm. Os resultados obtidos podem ser visualizados na Tabela

4.17, apresentando-se também o tratamento destes resultados nas Figuras 4.7 e 4.8, onde se

apresenta com maior detalhe os valores de abaixamento e a variação da relação a/c, em função da

taxa de substituição.

Tabela 4.17 - Resultados do ensaio de abaixamento

BR B0,5 B0,10 B0,20 B1,0 B1,5 B1,10 B1,20 B2,0 B2,5 B2,10 B2,20

Relação a/c 0,54 0,55 0,55 0,54 0,48 0,49 0,48 0,48 0,42 0,43 0,44 0,45

Abaixamento

(cm) 12,5 12,6 12,3 12,3 11,8 13,1 12,5 12,3 13,7 12 12,5 12,7

A pesquisa bibliográfica efetuada não oferece grandes informações no que concerne ao efeito que

as substituições de cimento por lamas de corte de mármore possuem na trabalhabilidade dos

betões convencionais. No entanto, sugeria claramente que a substituição de pó de mármore, em

detrimento dos agregados naturais finos do betão, se traduz num aumento da relação a/c com o

aumento da taxa de substituição. Os resultados da Tabela 4.17 e da Figura 4.6 sugerem que o

aumento da taxa de substituição de cimento por agregados de pó de mármore não provoca nos

betões produzidos alterações significativas em termos de abaixamento. Apenas o betão B2,0 se

apresenta fora da tendência de abaixamento encontrada nas restantes famílias, sendo também o

único que apresenta valores de abaixamento fora dos pretendidos (mantém-se no entanto a classe

de consistência S3 para todos os betões).

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

82

Figura 4.7 - Valores de abaixamento em cada um dos betões produzidos

Em termos de relação a/c, a pesquisa bibliográfica efetuada sugere claramente que o poder redutor

dos plastificantes se traduz em menores valores deste parâmetro, aquando da sua inclusão em

betões. De facto, de acordo com a Figura 4.8, verifica-se que a incorporação de adjuvantes do tipo

plastificante reduz a relação a/c dos betões fabricados, como seria de esperar, sendo que este efeito

se faz sentir mais na família B2. Nota-se também, pela análise da mesma figura, que a relação a/c

se mantém praticamente constante nas famílias B0 e B1 e que aumenta ligeiramente na família

B2.

Figura 4.8 - Relação a/c em cada um dos betões produzidos

De forma a ter um melhor conhecimento da influência que o poder redutor dos adjuvantes do tipo

plastificante possuem na relação a/c dos betões, são apresentados, na Tabela 4.18, as variações

deste parâmetro, face ao betão da família B0, devido à incorporação de plastificantes. Os

resultados apresentados permitem concluir que a relação a/c diminui com a incorporação de

adjuvantes do tipo plastificante, sendo este efeito mais sentido em betões com SP2. Observa-se

também que a variação da relação a/c devido à incorporação de SP1 se faz sentir praticamente de

igual forma para todas as taxas de substituição.

8

9

10

11

12

13

14

15

16

0 5 10 15 20

Ab

aixam

ento

(cm

)

Taxa de substituição (%)

Família B0

Família B1

Família B2

Limites

pretendidos

Limites

aceitáveis

0,4

0,42

0,44

0,46

0,48

0,5

0,52

0,54

0,56

0 5 10 15 20

Rel

ação

a/c

Taxa de substituição (%)

Família B0

Família B1

Família B2

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

83

Tabela 4.18 - Influência da incorporação de adjuvantes do tipo plastificante na relação a/c dos betões produzidos com trabalhabilidade semelhante

na relação a/c face ao betão de referência

Taxa de substituição (%)

0 5 10 20

B1 -11,11 -9,26 -11,11 -11,11

B2 -22,22 -20,37 -18,52 -16,67

4.4.2) Massa volúmica A determinação da massa volúmica no estado fresco foi realizada como especificado no

subcapítulo 3.6.2 e de acordo com a norma NP EN 12350-6 (2009). Na Tabela 4.19, é possível

visualizar os valores obtidos relativamente a este ensaio. Nesta é também possível verificar,

dentro de cada família de betão, a influência do aumento da taxa de substituição (LCM) e também

a variação obtida em função do tipo de adjuvante utilizado (SP), para cada taxa de substituição.

Tabela 4.19 - Variação da massa volúmica dos betões produzidos, com a incorporação de adjuvantes e LCM

Taxa de substituição (%)

0 5 10 20

MV

(kg/m3) LCM

(%)

SP

(%)

MV

(kg/m3) LCM

(%)

SP

(%)

MV

(kg/m3) LCM

(%)

SP

(%)

MV

(kg/m3) LCM

(%)

SP

(%)

B0 23,20 0 - 23,40 0,86 - 23,14 -0,26 - 23,01 -2,33 -

B1 23,53 0 1,42 23,48 -0,21 0,34 23,35 -0,76 0,91 23,83 -1,27 0,38

B2 23,83 0 2,72 23,90 0,29 2,14 23,93 0,42 3,41 23,74 -0,38 3,17

Por análise da Tabela 4.19, verifica-se que, de forma geral, a substituição de lamas de corte de

mármore não produziu, para cada uma das famílias de betões produzidos, alterações significativas

no que concerne à massa volúmica, verificando-se variações máximas de 2,33%, correspondentes

à família B0. Por outro lado, a incorporação de adjuvantes do tipo plastificante nos betões

produzidos provoca aumentos deste parâmetro, efeito especialmente notório na família B2.

Verificaram-se variações máximas, relativamente ao betão de referência, para a família de betões

com incorporação de SP2, no valor de 3,41%. Apresenta-se também, na Figura 4.9, após

tratamento dos dados da Tabela 4.19, a percentagem de massa volúmica relativamente ao betão

de referência, em função da taxa de substituição.

Figura 4.9 - Massa volúmica relativa do betão no estado fresco

22,8

23

23,2

23,4

23,6

23,8

24

0 5 10 15 20

Mas

sa v

olú

mic

a (k

g/m

3)

Taxa de substituição (%)

Família B0 Família B1 Família B2

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

84

Uma análise geral da Figura 4.9 permite concluir, apesar dos resultados menos esperados para a

família B0, que a incorporação de adjuvantes do tipo plastificante nos betões produzidos se traduz

num aumento da massa volúmica dos mesmos. O aumento desta propriedade fica a dever-se

principalmente à capacidade de reduzir a relação a/c dos plastificantes incorporados, traduzindo-

se este efeito num maior aumento da compacidade dos betões.

Analisando a Figura 4.9, pode-se concluir que a substituição de cimento por lamas de corte de

mármore não produz alterações significativas nos betões produzidos, com exceção do betão B0,5,

que possui valores de massa volúmica fora daqueles que seriam esperados.

Por análise da Tabela 4.20, na qual são apresentados os valores dos coeficientes de correlação que

melhor permitem prever o comportamento da massa volúmica com o aumento da taxa de

substituição, pode confirmar-se que este parâmetro não é afetado significativamente pelo aumento

da taxa de substituição, devido aos valores baixos dos coeficientes de correlação. Salienta-se ainda

que a função polinomial permite obter melhores valores, o que se pode dever a um efeito de fíler

incipiente para as taxas de substituição mais reduzidas.

Tabela 4.20 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de aproximação para os resultados da massa volúmica

Tipo de função

Linear Polinomial (2º grau)

R2 R2

B0 0,4514 0,5845

B1 0,9683 0,9738

B2 0,2836 0,9975

4.5) Propriedades dos betões no estado endurecido

4.5.1) Resistência à compressão Como descrito no subcapítulo 3.7.1, a determinação da resistência à compressão efetuou-se de

acordo com a metodologia indicada na norma NP EN 12390-3 (2011).

Nas Tabelas 4.21, 4.22 e 4.23, são apresentados os valores médios da resistência à compressão

obtidos após ensaio aos 7, 28 e 56 dias de idade (fcm,7, fcm,28 e fcm,56), bem como as variações desta

propriedade devido à incorporação de LCM e de adjuvantes do tipo plastificantes nos betões

produzidos, relativamente ao betão de referência.

Tabela 4.21 - Resultados do ensaio de resistência à compressão aos 7 dias de idade

Taxa de substituição (%)

0 5 10 20

fcm,7

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,7

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,7

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,7

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

B0 30,68 0 - 30,03 -2,12 - 26,79 -12,68 - 22,97 -25,13 -

B1 40,49 0 31,98 37,22 -8,08 23,94 35,74 -11,73 33,41 28,31 -30,08 23,25

B2 40,76 0 32,86 41,01 0,61 36,56 38,44 -5,69 43,49 30,23 -25,83 31,61

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

85

Tabela 4.22 - Resultados do ensaio de resistência à compressão aos 28 dias de idade

Taxa de substituição (%)

0 5 10 20

fcm,28

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,28

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,28

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,28

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

B0 39,19 0 - 37,26 -4,92 - 34,14 -12,89 - 27,99 -28,58 -

B1 47,05 0 20,06 43,7 -7,12 17,28 43,24 -8,10 26,65 34,42 -26,84 22,97

B2 51,4 0 31,16 51,83 0,84 39,10 47,29 -8,00 38,52 36,38 -29,22 29,97

Tabela 4.23 - Resultados do ensaio de resistência à compressão aos 56 dias de idade

Taxa de substituição (%)

0 5 10 20

fcm,56

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,56

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,56

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fcm,56

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

B0 43,06 0 - 39,99 -7,13 - 37,16 -13,70 - 28,48 -33,86 -

B1 51,61 0 19,86 46,15 -10,58 15,40 44,43 -13,91 19,56 36,16 -29,94 26,97

B2 53,91 0 25,20 53,61 -0,56 34,06 48,12 -10,74 29,49 37,72 -30,03 27,74

Analisando apenas os betões de referência, foram registados para estes valores de resistência à

compressão aos 28 dias de idade de 39,19, 47,05 e 51,4 MPa, para os betões sem adjuvante, com

SP1 e com SP2, respetivamente. Com os valores de resistência à compressão atrás mencionados,

conclui-se que o betão BR0 se enquadra na classe de resistência C30/37, superior à inicialmente

prevista aquando da determinação do betão, e que os betões B1,0 e B2,0 fazem parte da classe de

resistência de C35/45 e C40/50, respetivamente.

Para um melhor entendimento da forma como as incorporações de lamas de corte de mármore e

de adjuvantes do tipo plastificante influenciam a resistência à compressão de cada família de

betões produzidos, procede-se ao tratamento dos resultados obtidos, apresentando-os nas Figuras

4.10, 4.11 e 4.12. Nesta figuras apresenta-se também o valor de desvio-padrão de cada família.

Note-se que os valores de desvio-padrão são relativamente reduzidos o que permite verificar que

os valores de resistência à compressão medidos são semelhantes em cada provete ensaiado.

Figura 4.10 - Influência das LCM na resistência à compressão dos betões B0 aos 7, 28 e 56 dias de idade

20

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(MP

a)

Taxa de substituição (%)

7 dias 28 dias 56 dias

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

86

Por análise da Figura 4.10, é fácil observar a clara tendência decrescente da resistência à

compressão com o aumento da taxa de substituição de substituição de cimento por LCM. A

descida mais acentuada ocorre aos 56 dias de idade, com uma redução de 33,86%. Esta perda de

resistência à compressão pode dever-se à granulometria das LCM que, não sendo suficientemente

finas não vão oferecer aos betões o efeito de filer pretendido, ou seja, não contribuem eficazmente

para o preenchimento dos vazios do betão. Verifica-se também um maior ganho relativo de

resistência à compressão entre os períodos de cura de 7 e 28 dias, sendo este ganho menor entre

os períodos de cura de 28 e 56 dias, como seria expetável em betões com cimento de

endurecimento rápido.

Figura 4.11 - Influência das LCM na resistência à compressão dos betões B1 aos 7, 28 e 56 dias de idade

De acordo com a Figura 4.11, observa-se para betões com incorporação de SP1 a mesma tendência

decrescente observada para os betões B0. Os valores de resistência à compressão são tal como

esperado, superiores aos obtidos para os betões B0 para todos os níveis de substituição e idades

de cura.

Figura 4.12 - Influência das LCM na resistência à compressão dos betões B2 aos 7, 28 e 56 dias de idade

Observando a Figura 4.12, verifica-se que a família B2 é a única em que se fez sentir um efeito

benéfico em termos de resistência à compressão, com a substituição de lamas de corte de mármore

por cimento, mais propriamente para a taxa de substituição de 5%. No entanto, este efeito foi

insignificante, apresentando um aumento de resistência à compressão em relação ao betão B2,0

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

Taxa de substituição (%)

7 dias 28 dias 56 dias

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

Taxa de substituição (%)

7 dias 28 dias 56 dias

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

87

de apenas 0,86% aos 28 dias de idade. É nesta família também que menos se nota ganhos de

resistência à compressão a partir dos 28 dias de idade, sendo os valores de resistência à

compressão aos 28 e 56 dias de idade bastante próximos.

De forma a compreender a influência da incorporação de LCM e de adjuvantes do tipo

plastificante na resistência à compressão, apresentam-se na Tabela 4.24, as principais funções de

aproximação e respetivos coeficientes de correlação.

Tabela 4.24 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de aproximação para os resultados da resistência à compressão

Família B0 Família B1 Família B2

Linear Polinomial (2ºgrau) Linear Polinomial (2ºgrau) Linear Polinomial (2ºgrau)

R2 R2 R2 R2 R2 R2

7 Dias 0,9696 0,9736 0,9811 0,9889 0,8922 0,9966

28 Dias 0,9927 0,9983 0,9438 0,9714 0,9049 0,9918

56 Dias 0,989 0,9989 0,9807 0,9809 0,9439 0,9862

Face aos resultados apresentados na Tabela 4.24, pode-se concluir que, de uma forma geral, os

valores dos coeficientes de correlação obtidos são bastante satisfatórios, qualquer que seja a

função de aproximação. Verifica-se também que a função que melhor correlaciona a resistência

à compressão com a taxa de substituição é a função polinomial, que apresenta valores de R2

elevados para todas as famílias de betões e idades de cura. Tal facto pode ser justificado por um

efeito de fíler incipiente para as menores taxas de substituição.

De forma a estudar também a evolução da resistência à compressão com as diferentes idades de

cura, apresenta-se nas Figuras 4.13, 4.14 e 4.15 a evolução desta propriedade nos betões das

famílias B0, B1 e B2, respetivamente. São também apresentados, nas mesmas figuras, os desvios-

padrão obtidos, cujos valores são relativamente reduzidos. Uma análise geral das figuras

apresentadas permite verificar pelo declive das retas que, tal como nas diversas pesquisas

efetuadas, o acréscimo da resistência à compressão faz-se sentir mais nas idades de cura mais

jovens, diminuindo para idades de cura posteriores. Salienta-se também que a tendência crescente

desta propriedade se fez sentir de igual forma em todas as famílias de betões, ou seja, o declive

das retas de crescimento é aproximadamente paralelo para as várias taxas de substituição,

independentemente da família estudada.

Figura 4.13 - Evolução da resistência à compressão nos betões da família B0

7 28 5610

15

20

25

30

35

40

45

50

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

Idade (dias)

B0 B0,5 B0,10 B0,20

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

88

Figura 4.14 - Evolução da resistência à compressão nos betões da família B1

Figura 4.15 - Evolução da resistência à compressão nos betões da família B2

A análise das Figuras 4.13, 4.14 e 4.15 permite concluir, como se havia verificado, a tendência

decrescente da resistência à compressão com a incorporação de LCM. É de notar no entanto que,

até taxas de substituição de 10%, as reduções de resistência à compressão são aceitáveis,

registando-se uma perda relativa máxima face ao betão de referência na família B1, aos 56 dias

de cura, de 13,91%. Os resultados obtidos para a taxa de substituição de 20% não podem ser

considerados satisfatórios, uma vez que rondam perdas de resistência face ao betão de referência

de cerca de 30%, em todas as famílias, para as diversas idades de cura. Tal como referido, observa-

se também que, na família B2, a incorporação de 5% de LCM nos betões produzidos leva a

resultados praticamente semelhantes aos obtidos para o betão B2,0, sendo até mesmo superiores,

ainda que muito ligeiramente, nas idades de cura de 7 e 28 dias.

De forma a estudar mais detalhadamente a incorporação de adjuvantes nos betões produzidos,

analise-se a Figura 4.16, que representa as diferenças relativas de resistência à compressão para

os betões de referência com incorporação de adjuvantes, relativamente ao betão de referência. De

acordo com a figura e com a Tabela 4.16, verificaram-se aumentos máximos de resistência à

compressão de 31,98% e 32,86%, para betões com incorporação de SP1 e SP2, respetivamente.

A Figura 4.13 sugere também que o efeito dos adjuvantes se faz sentir tanto mais quanto menor

for a idade de cura dos betões. Resultados semelhantes também obtidos por Pereira (2010).

7 28 56

20

25

30

35

40

45

50

55

60R

esis

tênci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

Idade (dias)

B1 B1,5 B1,10 B1,20

7 28 5620

25

30

35

40

45

50

55

60

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

Idade (dias)

B2,0 B2,5 B2,10 B2,20

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

89

Figura 4.16 - Valores de resistência à compressão obtidos para os betões B1 e B2, face ao betão de referência

Sabendo também que uma das principais contribuições dos adjuvantes do tipo plastificante nos

betões é o seu ganho de resistência à compressão, provocado pela redução da relação a/c aquando

da incorporação dos mesmos, apresenta-se na Figura 4.17 o efeito dos adjuvantes utilizados na

presenta campanha na relação a/c e na resistência à compressão dos betões produzidos, bem como

a relação entre estas duas propriedades. Na mesma, para cada taxa de substituição apresentada,

os pontos mais à esquerda são os valores da família B2, os pontos centrais os da família B1 e, por

fim, os pontos mais à direita os da família B0.

Figura 4.17 - Influência da incorporação de adjuvantes na relação a/c e resistência à compressão dos betões

produzidos

A análise da Figura 4.17 permite concluir a óbvia redução da relação a/c e, consequentemente, o

aumento da resistência à compressão dos betões, aquando da incorporação de adjuvantes do tipo

plastificante em betões. Os valores dos coeficientes de correlação obtidos demonstram que uma

redução da relação a/c é acompanhada por um aumento praticamente linear da resistência à

compressão e que este efeito é independente da taxa de substituição praticada.

Seguidamente, são apresentados, na Figura 4.18, as comparações entre os resultados obtidos na

presente dissertação, relativamente ao betão de referência, e os encontrados nalgumas das

principais investigações.

7 28 56110

115

120

125

130

135

140

145

150

fcm

,SP

/fcm

,SA

(%

)

Idade (dias)

BR1 BR2

R² = 0,9732

R² = 0,9955

R² = 0,9975

R² = 0,9883

25

30

35

40

45

50

55

0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

Relação a/c

0% substituição 5% substituição 10% substituição 20% substituição

Page 104: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

90

Figura 4.18 - Comparação dos resultados do ensaio de resistência à compressão aos 28 dias com algumas das

principais investigações.

Analisando a Figura 4.18, é possível verificar que, excetuando os resultados de Valls et al. (2004)

que indicam uma perda bastante clara de resistência à compressão, apresentando uma queda desta

propriedade bastante acentuada, os restantes resultados apresentam valores relativos semelhantes

aos encontrados na presente dissertação. Salienta-se ainda que no caso de Valls et al. (2004)

efetuaram-se, como referido no subcapítulo 2.5.1, substituições por lamas secas em detrimento

de cimento. Os resultados apresentados permitem ainda verificar a tendência decrescente da

resistência à compressão com o aumento da taxa de substituição, sendo que tal efeito pode ser

explicado pela diminuição do material cimentício, como o C3S e o C2S, que são os principais

responsáveis pela resistência à compressão dos betões.

4.5.2) Resistência à tração por compressão diametral A determinação da resistência à tração por compressão diametral do betão aos 28 dias de idade

seguiu a metodologia prescrita na norma NP EN 12390-6 (2011), descrita no subcapítulo 3.7.2.

Os resultados obtidos para este ensaio encontram-se ilustrados na Tabela 4.25. São apresentados

também, na mesma tabela, para além dos resultados da resistência à tração por compressão

diametral aos 28 dias, as variações relativas da mesma devido à incorporação de adjuvantes e de

LCM.

Tabela 4.25 - Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral

Taxa de substituição (%)

0 5 10 20

fctm

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fctm

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fctm

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

fctm

(MPa) LCM

(%)

SP

(%)

B0 3,0 0 - 3,1 4,4 - 2,4 -18,7 - 2,4 -20,6 -

B1 3,1 0 4,1 2,5 -20,7 -21,0 2,4 -22,5 -0,9 2,3 -25,5 -2,3

B2 3,6 0 18,2 3,3 -7,6 4,6 2,9 -18,4 18,6 2,5 -30,9 2,8

Por análise da Tabela 4.25, é possível verificar que o efeito provocado na resistência à tração por

compressão diametral devido à introdução de SP1 não se faz notar tanto quanto o provocado pela

introdução de SP2, registando-se aumentos de 4.1 % e 18.2 %, respetivamente. Por outro lado,

verifica-se que a incorporação de LCM resulta num decréscimo de resistência à tração por

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

rel

ativ

a (%

)

Taxa de substituição (%)

Rodrigues (2014)

Ergün (2009)

Valls et al. (2004)

Aliabdo (2013)

Page 105: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

91

compressão diametral registando-se perdas máximas para o último patamar de substituições,

sendo estes valores de 20.6, 25.5 e 30.9%, para betões das famílias B0, B1 e B2, respetivamente.

Consultando o EC2, para um betão com uma classe de resistência à compressão C25/30, obtém-

se o valor da respetiva resistência à tração: 2.6 MPa. Adicionalmente, de acordo com o ponto 8

da secção 3.1.2 do mesmo documento que refere que, para obter a tensão de rotura à tração (fctm),

se deve multiplicar os valores obtidos pelo ensaio de resistência à tração por compressão diametral

(fctm,sp) por 0.9. Sendo assim, os valores de resistência à tração devem rondar 2.9 MPa.

Analisando ainda a Figura 4.19, verifica-se que, de modo geral, a substituição de cimento por

lamas de corte de mármore resulta numa diminuição da resistência à tração por compressão

diametral dos betões produzidos. Relativamente às famílias B0 e B1, verifica-se que apenas os

betões B1,0 e B0,5 se encontram fora das tendências indicadas. Tal pode ser explicado pelo facto

de durante o presente ensaio, a carga estar distribuída segundo uma secção transversal do provete

que pode apresentar zonas mais fracas, originado uma rotura precoce do provete. No caso da

resistência à compressão a força é aplicada numa superfície superior, afetando um número de

partículas superior. É também na resistência à tração que as pequenas variações em valor absoluto

se fazem sentir mais em termos relativos pois a gama de valores desta propriedade é

significativamente superior quando comparada, por exemplo, com a resistência à compressão

Figura 4.19 - Influência da incorporação de lamas de corte na resistência à tração por compressão diametral

Para compreender da melhor forma o comportamento da resistência à tração dos betões

produzidos com a incorporação de LCM, são apresentados na Tabela 4.26 as funções que melhor

aproximam a evolução desta propriedade com o consequente aumento da taxa de substituição de

LCM, bem como os coeficientes de correlação que permitem melhores aproximações.

Tabela 4.26 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de aproximação para os resultados da resistência à tração por compressão diametral.

Tipo de função

Linear Polinomial (2ºgrau)

R2 R2

B0 0,6894 0,7002

B1 0,633 0,9286

B2 0,988 0,994

60

70

80

90

100

110

120

130

0 5 10 15 20

Res

istê

nci

a à

traç

ão r

elat

iva

(%)

Taxa de substituição (%)

Família B0 Família B1 Família B2

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

92

Pela análise da Tabela 4.26, pode-se verificar que é a família B2 a que apresenta os melhores

valores de aproximação devido ao decréscimo aproximadamente linear da resistência à tração por

compressão diametral com o aumento da taxa de substituição. Verifica-se que as famílias B0 e

B1 apresentam valores de correlação lineares menos satisfatórios devido à oscilação de valores

observados nestas famílias, sendo tal fator explicado, tal como referido, pelo método como se

procede o ensaio de resistência à tração por compressão diametral e pela variabilidade intrínseca

desta propriedade.

Para determinar a influência que a incorporação de adjuvantes terá na resistência à tração por

compressão diametral, face ao betão sem qualquer adjuvante e para o mesmo nível de

substituição, consulte-se a Figura 4.20. Por análise da mesma, observa-se que a incorporação de

SP2 nos betões produzidos aumenta a sua resistência em todos os patamares de substituição,

verificando-se um aumento máximo de resistência para uma taxa de substituição de 5%. Observa-

se também que, conforme aumenta a taxa de substituição, o efeito do SP2 na resistência à tração

é reduzido. Por outro lado, nota-se, que a incorporação de SP1 apenas melhora a resistência à

tração do betão quando não é efetuada qualquer substituição no mesmo. Verifica-se também que

a sua inclusão não provoca grandes variações de resistência à tração, excetuando para a taxa de

substituição de 5%. Mais uma vez, este fenómeno pode prender-se com a existência de uma rotura

precoce do provete.

Figura 4.20 - Influência de adjuvantes do tipo plastificante na resistência à tração por compressão diametral

Na Figura 4.21, são apresentados, a título comparativo, a relação entre os valores de resistência à

compressão e resistência à tração por compressão diametral. Os valores obtidos na presente

dissertação são ainda comparados face aos referidos no Eurocódigo 2. Este documento permite

relacionar estes dois parâmetros através da seguinte expressão:

𝑓𝑐𝑡𝑚 = 0,3 × 𝑓𝑐𝑘2/3

(4.1)

Por análise da Figura 4.21, pode concluir-se que a relação entre estes dois parâmetros obtida na

presente dissertação não é a mais satisfatória, devido ao reduzido valor do coeficiente de

correlação linear. Por outro lado verifica-se que a expressão do Eurocódigo 2 leva a resultados de

resistência à tração superiores e que a reta de correlação linear obtida na presente dissertação é

aproximadamente linear face à obtida através do Eurocódigo 2.

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

0 5 10 15 20

fctm

/ f

ctm

, S

A

Taxa de substituição (%)

Família B1 Família B2

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

93

Figura 4.21 - Relação entre a resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral e

comparação face aos valores da expressão do EC2

São apresentados também, a título comparativo, os resultados obtidos nalgumas das principais

pesquisas bibliográficas realizadas, face ao betão de referência da presente dissertação (Figura

4.22). Pela análise dos resultados apresentados, verifica-se que apenas Aliabdo (2013) registou

aumentos de resistência à tração nos betões que produziu, face ao betão de referência, até taxas

de substituição de 10%. Sabe-se também que o pó de mármore utilizado pelo autor apresentava

diferenças significativas relativamente ao utilizado na presente dissertação (subcapítulos 4.3.1 e

4.3.4), pelo que estes fatores podem justificar a discrepância nos resultados de resistência à tração.

No entanto, apesar destes aumentos, Aliabdo (2013) começa também a registar valores de

resistência à tração inferiores aos obtidos pelo betão de referência, para taxas de substituição

superiores. Ergün (2009), por outro lado, registou constantes diminuições na resistência à tração

dos betões que produziu com o aumento da taxa de substituição, tendência mais próxima da

observada na presente dissertação.

Figura 4.22 - Comparação dos resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral com algumas

das principais investigações.

4.5.3) Módulo de elasticidade Para determinar o módulo de elasticidade dos provetes produzidos, seguiu-se a metodologia

especificada na norma LNEC E-397 (1993), conforme apresentado no subcapítulo 3.7.2.

R² = 0,529

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

20 25 30 35 40 45 50 55

Res

istê

nci

a à

traç

ão p

or

com

pre

ssão

dia

met

ral

(MP

a)

Resistência à compressão (MPa)

Valores da dissertação Valores pelo EC2

40

60

80

100

120

140

160

0 5 10 15 20

Res

istê

nci

a à

traç

ão r

elat

iva

(%)

Taxa de substituição (%)

Rodrigues (2014) Aliabdo (2013) Ergün (2009)

Page 108: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

94

São apresentados na Tabela 4.27 os resultados respeitantes a este ensaio. Para além destes

resultados, são apresentadas também as diferenças relativas de módulo de elasticidade devidas à

incorporação de lamas de corte e de adjuvantes.

Recorrendo ao EC2 e tendo em conta as classes de resistência obtidas através do ensaio de

resistência à compressão, para as classes de resistência C30/37, C35/45 e C40/50, obtêm-se

valores médios de módulo de elasticidade (Ecm) de 33, 34 e 35 GPa, respetivamente. Consultando

os dados da Tabela 4.27, verifica-se que os betões de referência produzidos possuem valores de

módulos de elasticidade superiores aos da respetiva classe de resistência à compressão. Possíveis

explicações para a discrepância observada podem estar relacionadas com o grau de saturação dos

provetes. Wang e Li (2007) verificaram que o grau de saturação influencia o módulo de

elasticidade dos betões significativamente, ficando tal efeito a dever-se ao facto de a água presente

nos vazios do betão restringir a deformação da matriz cimentícia. Dehn (2012) afirma também

que o módulo de elasticidade pode registar aumentos de até 20% ou perdas de 30% alterando

apenas o tipo de agregado utilizado.

Tabela 4.27 - Resultados do ensaio de módulo de elasticidade

Percentagem de substituição (%)

0 5 10 20

Ecm

(GPa) LCM

(%)

SP

(%)

Ecm

(GPa) LCM

(%)

SP

(%)

Ecm

(GPa) LCM

(%)

SP

(%)

Ecm

(GPa) LCM

(%)

SP

(%)

B0 35,8 0 - 36,8 2,7 - 34,2 -4,6 - 32,9 -8,1 -

B1 38,8 0 8,3 37,6 -3,1 2,2 37,9 -2,3 11,0 34,8 -10,3 5,7

B2 40,9 0 14,0 39,1 -4,4 6,2 38,6 -5,5 13,0 38,0 -7,0 15,5

Por análise da Tabela 4.27, constata-se uma tendência decrescente do módulo de elasticidade com

o aumento da taxa de substituição de LCM por cimento, observando-se perdas máximas de 8.1,

10.3 e 7% para betões sem adjuvantes, com SP1 e com SP2, respetivamente. Por outro lado,

observa-se também aumentos desta propriedade devido à incorporação de adjuvantes do tipo

plastificantes, atingindo aumentos máximos do módulo de elasticidade de 11.0 e 15.5% para

betões com incorporação de SP1 e SP2, respetivamente. O efeito benéfico dos adjuvantes no

módulo de elasticidade deve-se, essencialmente, ao aumento da compacidade da mistura.

De forma a obter uma melhor perceção da influência da incorporação de LCM no módulo de

elasticidade, são apresentados os dados da Tabela 4.27 na Figura 4.23. Conclui-se, pela análise

da figura, que o módulo de elasticidade dos betões não é significativamente alterado com o

aumento da taxa de substituição de cimento por lamas de corte. Por observação da figura

mencionada, pode-se observar que, os reduzidos valores de desvio-padrão obtidos para todas as

famílias permitem concluir que os resultados do ensaio do módulo de elasticidade apresentam

uma variabilidade reduzida entre provetes ensaiados.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

95

Figura 4.23 - Influência da incorporação de LCM no módulo de elasticidade

Para prever da melhor forma a influência da incorporação de lamas de corte e de adjuvantes do

tipo plastificante no módulo de elasticidade, são apresentadas na Tabela 4.28 as principais funções

de aproximação e respetivos coeficientes de correlação.

Tabela 4.28 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de aproximação, para os resultados do módulo de elasticidade

Tipo de função

Linear Polinomial (2ºgrau)

R2 R2

B0 0,7548 0,7743

B1 0,8829 0,9315

B2 0,8058 0,9726

A análise dos resultados presentes na Tabela 4.28 permite perceber que é a função polinomial a

que oferece uma melhor aproximação para a variação do módulo de elasticidade com o aumento

da taxa de substituição. No entanto, os resultados obtidos para a função linear são também

bastante satisfatórios, observando-se valores de R2 mais reduzidos para a família B0.

Uma vez que o módulo de elasticidade de um betão é frequentemente expresso em função da sua

resistência à compressão, apresenta-se na Figura 4.24 a relação entre estas duas propriedades.

Pela análise da figura e tendo em conta o valor do coeficiente de correlação linear apresentado na

mesma, é possível concluir que existe uma boa relação entre estas duas propriedades (R2 = 0,84).

O Eurocódigo 2 estabelece também para o módulo de elasticidade, funções analíticas que

permitam a obtenção deste valor tendo como base o valor da resistência à compressão através da

seguinte expressão:

𝐸𝑐𝑚 = 22[(𝑓𝑐𝑚/10)]0,3 (4.1)

Comparando assim os valores obtidos, nota-se alguma diferença entre os valores obtidos na

presente dissertação e os fornecidos pelo Eurocódigo 2. Verifica-se também que estes apresentam

uma tendência crescente semelhante.

80,0082,5085,0087,5090,0092,5095,0097,50

100,00102,50105,00107,50110,00112,50115,00117,50120,00

0 5 10 15 20

dulo

de

elas

tici

da

rela

tivo

(G

Pa)

Taxa de substituição (%)

Família B0 Família B1 Família B2

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

96

Figura 4.24 - Relação entre o módulo de elasticidade e a resistência à compressão dos betões produzidos

4.5.4) Velocidade de propagação de ultra-sons A determinação da velocidade de propagação de ultra-sons seguiu a metodologia especificada na

norma NP EN 12504-4 (2004), conforme descrito no subcapítulo 3.7.4.

Na Tabela 4.29, são apresentados os valores obtidos relativamente a este ensaio. Na mesma,

apresenta-se ainda a diferença relativa da velocidade de propagação de ultra-sons dos betões

produzidos em função do aumento da taxa de substituição de LCM e de adjuvantes do tipo

plastificante. Por análise da mesma, pode-se concluir que esta propriedade é pouco afetada pela

incorporação de LCM uma vez que se regista decréscimos máximos de 4,4%. Verifica-se também

que a incorporação de adjuvantes do tipo plastificante, apesar de provocar aumentos na velocidade

de propagação de ultra-sons, não interfere muito na mesma, já que os aumentos máximos são de

4,5% para adjuvantes do tipo SP2.

Tabela 4.29 - Resultados do ensaio de velocidade de propagação de ultra-sons

Percentagem de substituição (%)

0 5 10 20

VUS

(km/s) LCM

(%)

SP

(%)

VUS

(km/s) LCM

(%)

SP

(%)

VUS

(km/s) LCM

(%)

SP

(%)

VUS

(km/s) LCM

(%)

SP

(%)

B0 4895,5 0 0 4880,7 -0,3 0 4720,5 -3,6 0 4703,5 -3,9 0

B1 4909,5 0 0,3 4792,7 -2,4 -1,8 4710,9 -4,0 -0,2 4693,2 -4,4 -0,2

B2 4949,5 0 1,1 5034,9 1,7 3,2 4934,3 -0,3 4,5 4854,5 -1,9 3,2

Por análise da Tabela 4.29, é possível constatar que, de uma forma geral, a incorporação de LCM

nos betões produzidos leva a uma diminuição da velocidade de propagação de ultra-sons, apesar

de a mesma ser praticamente insignificante. Tal efeito deve-se principalmente ao facto de a

hidraulicidade do cimento ser bastante superior à das lamas de corte, o que resulta numa melhor

dispersão das moléculas de cimento pelo betão, aumentando a sua compacidade. Note-se que o

único betão que contraria esta tendência (B2,5) é também o único betão para o qual se observaram

melhorias no ensaio de resistência à compressão. Conclui-se também, através dos resultados

obtidos, que a incorporação de SP1 nos betões produzidos não afeta significativamente esta

propriedade, sendo que se observam até reduções na velocidade de propagação de ultra-sons face

R² = 0,8359

20

25

30

35

40

45

50

55

28,00 30,00 32,00 34,00 36,00 38,00 40,00 42,00

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

28

dia

s

(MP

a)

Módulo de elasticidade (GPa)

Valores da dissertação Valores pelo EC2

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

97

ao betão sem incorporação de qualquer adjuvante. A incorporação de SP2, por outro lado, provoca

aumentos, ainda que ligeiros, deste parâmetro para todas as taxas de substituição.

De forma a prever o comportamento da velocidade de propagação de ultra-sons em função da

resistência à compressão, são apresentados na Tabela 4.30 as funções e respetivos valores de

coeficientes de correlação que apresentam melhores resultados.

Tabela 4.30 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de aproximação, para os resultados da velocidade de propagação de ultra-sons

Tipo de função

Linear Polinomial (2ºgrau)

R2 R2

B0 0,7824 0,9044

B1 0,612 0,925

B2 0,7778 0,8147

Por análise da Tabela 4.30, é possível observar que, mais uma vez, a função que conduz a

melhores resultados é a função polinomial podendo tal fator dever-se, como referido, à menor

hidraulicidade das lamas de corte face às partículas de cimento, que será mais sentida conforme

se aumenta a taxa de substituição. No entanto, a função linear apresenta, em geral, bons

coeficientes de correlação para os betões analisados, sendo o seu valor de R2 menos satisfatório

na família B1.

A Figura 4.25 ilustra a relação entre a resistência à compressão dos betões produzidos e a respetiva

velocidade de propagação de ultra-sons dos betões produzidos durante a campanha experimental.

Os presentes resultados vão ao encontro dos obtidos por Aliabdo (2013), que concluiu que a

velocidade de propagação de ultra-sons diminuía com a incorporação de LCM nos betões e que

aumentava com o aumento da resistência à compressão, sendo que esta variação era praticamente

insignificante. Conclui-se que esta propriedade apresenta uma variabilidade reduzida e que não é

afetada significativamente pelo aumento da taxa de substituição.

Figura 4.25 - Relação entre a velocidade de propagação de ultra-sons e a resistência à compressão

4.5.4) Resistência ao desgaste por abrasão Conforme referido no subcapítulo 3.7.5, a determinação da resistência ao desgaste por abrasão

realizou-se de acordo com a metodologia prescrita pela norma alemã DIN 52108 (2002).

4500

4600

4700

4800

4900

5000

5100

5200

25 30 35 40 45 50 55

Vel

oci

dad

e d

e p

rop

agaç

ão d

e

ult

ra-s

ons

(km

/s)

Resistência à compressão (MPa)

Família B0 Família B1 Família B2

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

98

Na Tabela 4.31, são apresentados os resultados do ensaio. Analisando a mesma, verificaram-se

aumentos de perda de espessura (Lm) até 61.1, 47.1 e 42.5% para betões sem adjuvante, com

SP1 e com SP2, respetivamente.

Tabela 4.31 - Resultados do ensaio de resistência ao desgaste por abrasão aos 91 dias

Taxa de substituição (%)

0 5 10 20

Lm

(mm)

LCM

(%)

SP

(%)

Lm

(mm)

LCM

(%)

SP

(%)

Lm

(mm)

LCM

(%)

SP

(%)

Lm

(mm)

LCM

(%)

SP

(%)

B0 3,60 0 - 4,39 22.08 - 4,59 27,62 - 5,80 61,13 -

B1 3,47 0 -3,52 4,13 19.01 -5,95 4,30 23,97 -6,28 5,11 47,08 -11,94

B2 3,41 0 -5,12 3,80 11,18 -13,60 3,50 -2,41 -23,87 4,87 42,53 -16,08

São apresentados em seguida, na Figura 4.26, os resultados do ensaio de resistência ao desgaste

por abrasão após tratamento dos dados da Tabela 4.31.

Figura 4.26 - Influência da incorporação de LCM na resistência ao desgaste por abrasão

Por análise da Figura 4.26, verifica-se que a incorporação de LCM nos betões produzidos resultou

num aumento de perda de espessura dos mesmos por abrasão e que este aumento é tanto maior

quanto maior a taxa de substituição de cimento por LCM, sendo que apenas o betão B2,10

contraria a tendência observada. No entanto esta perda não se faz sentir de forma muito

significativa até taxas de substituição de 10%. Notou-se também que foi neste ensaio que se

registou a maior variabilidade entre provetes ensaiados, o que pode ser confirmado pela análise

das barras de desvio-padrão. Por outro lado, é possível verificar que a incorporação de adjuvantes

do tipo plastificante nos betões produzidos conduziu a diminuições nos valores de perda de

espessura, registando-se variações máximas de 11,9 e 16,1% para betões com incorporação de

SP1 e SP2, respetivamente. Este efeito ocorre principalmente devido ao efeito redutor destes

plastificantes na relação a/c, com a consequente melhoria da pasta de cimento.

De forma a prever o comportamento da resistência ao desgaste por abrasão com o aumento da

taxa de substituição de cimento por LCM, são apresentados na Tabela 4.32 os valores dos

coeficientes de correlação que apresentam melhores resultados.

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

0 5 10 15 20

L

(m

m)

Taxa de substituição (%)

Família B0 Família B1 Família B2

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

99

Tabela 4.32 - Valores dos coeficientes de correlação obtidos em função do tipo de função de aproximação, para os resultados da resistência ao desgaste por abrasão

Tipo de função

Linear Polinomial (2ºgrau)

R2 R2

B0 0,9756 0,9756

B1 0,9694 0,9749

B2 0,769 0,8902

Por análise da Tabela 4.32 é possível verificar que os valores dos coeficientes de correlação

obtidos são bastante satisfatórios para todas as famílias produzidas, obtendo-se resultados

bastante semelhantes para as funções linear e polinomial. Apenas na família B2 a função

polinomial permite obter resultados melhores face à função linear, podendo tal efeito ficar a

dever-se à presença de um efeito de fíler incipiente para menores taxas de substituição, que

garante uma maior compacidade aos betões.

No presente ensaio, é também medida, para além da perda de espessura dos provetes, a sua perda

de massa após estes serem submetidos a 4 séries de 88 rotações. Entre cada uma destas séries, foi

registada a massa do provete para comparação com a sua massa inicial. Sendo assim as perdas de

massa relativas, são apresentadas nas Figuras 4.27, 4.28 e 4.29.

Figura 4.27 - Perda de massa relativa registada na família B0 aos 91 dias em função do número de rotações

0 88 176 264 35286,00

88,00

90,00

92,00

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

Per

da

de

mas

sa r

elat

iva

/%)

Número de rotações

B0 B0,5 B0,10 B0,20

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Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

100

Figura 4.28 - Perda de massa relativa registada na família B1 aos 91 dias em função do número de rotações

Figura 4.29 - Perda de massa relativa registada na família B2 aos 91 dias em função do número de rotações

A análise das Figuras 4.27, 4.28 e 4.29 vem confirmar a conclusão retirada pela análise dos

resultados da perda de espessura, ou seja, o aumento da taxa de substituição de LCM em

detrimento de cimento prejudica a resistência à abrasão dos betões produzidos. Observando as

figuras, pode-se concluir também que os betões que perdem mais massa são aquelas com uma

taxa de substituição de 20%, independentemente da família e que, para taxas de substituição até

10%, a perda de massa relativamente ao betão de referência é pouco significativa. Por fim,

constatou-se que a incorporação de plastificantes permitiu reduzir as perdas de massa relativas e

que a redução deste parâmetro é tanto maior quanto maior o efeito redutor do plastificante.

A resistência à abrasão é também, por vezes, relacionada com a resistência à compressão. Deste

modo, são apresentados, na Figura 4.30, os valores da resistência à compressão relativa aos 56

dias em função da profundidade de desgaste por abrasão aos 91 dias. No mesmo gráfico, note-se

que o ponto de coordenadas (100;100) é o correspondente aos betões de referência (B0, B1,0 e

B2,0).

0 88 176 264 35288,00

90,00

92,00

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

Per

da

de

mas

sa r

elat

iva

(%)

Número de rotações

B1,0 B1,5 B1,10 B1,20

0 88 176 264 352

90,00

92,00

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

Per

da

de

mas

sa r

elat

iva

(%)

Número de rotações

B2,0 B2,5 B2,10 B2,20

Page 115: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

101

Figura 4.30 - Resistência à compressão relativa aos 56 dias em função da profundidade de desgaste por abrasão

relativa aos 91 dias

Atendendo aos elevados valores obtidos para os coeficientes de correlação lineares, verifica-se a

óbvia relação entre estas duas propriedades. Conclui-se assim que uma descida da resistência à

compressão com o aumento da taxa de substituição de LCM é acompanhada de uma descida da

resistência à abrasão.

4.6) Conclusões A campanha experimental da presente dissertação permitiu obter uma série de resultados que

permitem caraterizar tanto os agregados, como os betões no estado fresco e endurecido. Desta

forma, com os resultados obtidos aquando das análises realizadas, apresenta-se, de forma sucinta

as principais conclusões retiradas quanto à influência em betões da incorporação de lamas de corte

de mármore provenientes da indústria do mármore.

4.6.1) Propriedades das lamas de corte de mármore A análise realizadas nos laboratórios do LNEC às lamas de corte de mármore utilizados na

presente dissertação permitiu concluir que as propriedades dos mesmos se aproximam daquelas

encontradas nalgumas das principais pesquisas efetuadas, nomeadamente em termos de massa

volúmica e composição química.

Verificou-se também, por análise da granulometria dos mesmos que estes apresentavam

dimensões superiores ao esperado aquando da sua recolha, o que se ficou a dever principalmente

ao fato de o método de corte dos agregados de mármore ter sido o fio diamantado ao invés da

broca diamantada, que conduz a resíduos de menor dimensão.

4.6.2) Propriedades dos betões no estado fresco A recolha bibliográfica efetuada não possuía informação suficiente no que concerne ao efeito da

substituição de cimento por LCM nos betões convencionais. Contudo, sugeria que a substituição

dos agregados naturais finos dos betões, em detrimento de agregados muito finos de mármore,

resultava numa diminuição da trabalhabilidade dos mesmos. Na presente campanha experimental,

devido à incorporação de adjuvantes do tipo plastificante e de forma a atingir trabalhabilidades

iguais nos betões produzidos, manteve-se fixa a quantidade de adjuvante a utilizar, determinando

a relação a/c necessária. Observou-se que a relação a/c das famílias produzidas não era afetada de

forma significativa com o aumento da taxa de substituição e que a incorporação de plastificantes

diminuía significativamente a relação a/c.

R² = 0,9742

R² = 0,996

R² = 0,7825

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

160,00

170,00

65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,00

Per

da

de

esp

essu

ra r

elat

iva

(%)

Resistência à compressão relativa (%)

Família B0 Família B1 Família B2

Page 116: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 4 - Resultados da campanha experimental

102

Em termos de massa volúmica, apesar dos resultados anómalos verificados na família B0, conclui-

se que esta propriedade tende, em geral, a descer consoante aumenta a taxa de substituição de

LCM por cimento, devendo-se tal pendor aos menores valores de massa volúmica destes últimos

relativamente ao cimento.

O poder redutor dos adjuvantes do tipo plastificantes foi também notório em termos de relação

a/c e de massa volúmica. Para esta primeira propriedade verificou-se a sua clara redução devido

à incorporação de plastificantes, sendo o poder redutor do plastificante SP2 maior do que o do

plastificante SP1. O efeito dos adjuvantes do tipo plastificante na redução da relação a/c fez-se

ainda sentir na massa volúmica dos betões produzidos, uma vez que tal fato levou a um aumento

da compacidade dos betões e consequente aumento da sua massa volúmica.

4.6.3) Propriedades dos betões no estado endurecido Em termos gerais, os resultados da campanha experimental mostram que a incorporação de LCM

leva a uma diminuição das propriedades mecânicas dos betões.

Relativamente à resistência à compressão, observa-se que esta propriedade diminui com o

aumento da taxa de substituição de LCM em detrimento de cimento. No entanto, até a uma taxa

de substituição de 10%, o decréscimo de desempenho mecânico não é muito significativo pelo

que os betões assim produzidos podem ser utilizados para fins estruturais. Conclui-se também

que a incorporação de adjuvantes do tipo plastificante leva a aumentos consideráveis da

resistência à compressão dos betões produzidos, podendo estes aumentos chegar a valores de

32,86%.

Em termos de resistência à tração por compressão diametral, verifica-se que este é o ensaio com

maior variabilidade de resultados devido ao fato de se aplicar uma carga concentrada na geratriz

do provete, que pode apresentar zonas mais fracas, resultando em resultados inesperados.

Conclui-se, no entanto, que esta propriedade não é afetada significativamente com o aumento da

taxa de substituição e que a incorporação de SP2 permite obter melhorias desta propriedade face

ao betão de referência.

O ensaio do módulo de elasticidade revelou um decréscimo desta propriedade com o aumento da

taxa de incorporação de LCM. Foram também registados valores de módulos de elasticidade

superiores aos esperados, tendo em conta a classe de resistência à compressão dos betões

produzidos. A incorporação de adjuvantes do tipo plastificante permitiu melhorar o módulo de

elasticidade dos betões produzidos, registando-se aumentos máximos de 15,5%.

A velocidade de propagação de ultra-sons foi a propriedade na qual menos se fez sentir, tanto a

incorporação das lamas de corte de mármore como de adjuvantes do tipo plastificantes. No

entanto, verificou-se que, com o aumento da taxa de substituição, se registam perdas da

velocidade de propagação, ficando tal a dever-se à falta de hidraulicidade das lamas de corte,

quando comparadas com o cimento, o que resulta numa redução da compacidade dos betões.

Por fim, em termos de resistência ao desgaste por abrasão, verificou-se que a incorporação de

LCM se traduz num decréscimo desta propriedade. No entanto até taxas de substituição de 10%,

esta redução não é tão significativa. Observou-se ainda que a incorporação de adjuvantes do tipo

plastificante melhora a resistência ao desgaste por abrasão, sendo esta melhoria tanto maior

quanto maior seja o poder redutor de água do plastificante utilizado, o que permite reduções da

relação a/c, traduzindo-se numa maior compacidade dos betões.

Page 117: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

103

5) Conclusão e desenvolvimentos futuros O presente capítulo visa apresentar as conclusões resultantes do programa experimental,

caraterizando a viabilidade da aplicação das lamas de corte provenientes da indústria do mármore

em betão. São também apresentadas propostas de desenvolvimento futuro, relacionadas com o

âmbito da presente dissertação de forma a enriquecer o conhecimento no que concerne à utilização

destes materiais em betão estrutural.

5.1) Considerações finais A legislação sucessivamente mais exigente tem gerado na população uma crescente

consciencialização para os problemas do desenvolvimento sustentável. Desta forma, têm-se

gerado pressões sobre as mais diversas indústrias para que haja, por um lado, compensações pela

utilização de processos de fabrico poluentes e, por outro, responsabilização pelo tratamento dos

produtos em fim de vida (Valadares, 2009). Neste enquadramento, surge a temática da presente

dissertação, que visa dar utilização aos resíduos gerados pelas escombreiras de mármore.

Os resíduos de mármore utilizados na presente dissertação provêm do anticlinal de Estremoz, um

dos maiores centros de atividade extrativa de mármores da atualidade. Nos dias de hoje, procura-

se cada vez mais formas de aumentar a produção de rochas ornamentais de forma a dar resposta

à procura de mercado, o que gera mais resíduos. É portanto cada vez mais importante encontrar

campos de aplicação para a utilização destes materiais, de forma a satisfazer a elevada taxa de

crescimento dos mesmos.

Desta forma, procura-se encontrar soluções alternativas para dar utilidade às escombreiras de

mármore. Dentro das várias aplicações existentes para estes resíduos, salienta-se aquelas

encontradas no sector da construção civil, onde existem alguns casos bem sucedidos, como são

exemplo os pavimentos rodoviários, barragens e túneis. Pretende-se, no entanto, aumentar ainda

mais o campo de aplicação destes resíduos, neste caso específico utilizando lamas de corte

provenientes a partir de resíduos da indústria do mármore em betão.

De modo a que seja possível utilizar lamas de corte provenientes da indústria de corte de mármore

em betão, é fundamental compreender as suas propriedades e influência do ponto de vista

mecânico e de durabilidade. É assim possível obter conclusões referentemente à adequabilidade

da incorporação destes materiais em betões convencionais e perceber quais as suas limitações. A

presente dissertação tem como principal objetivo o estudo do desempenho, em termos mecânicos,

de betões com incorporação de lamas de corte provenientes da indústria do mármore em betões

convencionais, em detrimento de cimento.

5.2) Conclusões gerais A pesquisa bibliográfica efetuada revelou que, apesar de existir algum conhecimento no que

concerne à incorporação de resíduos de mármore em betões convencionais, são relativamente

reduzidas as referências em que estes materiais são utilizados em detrimento de cimento, em

particular com a utilização de superplastificantes. Com o objetivo de aumentar o conhecimento

referentemente a este tema e de verificar algumas observações não consensuais, desenvolveu-se

a presente investigação.

No que diz respeito à trabalhabilidade dos betões, observou-se que não era necessário alterar

significativamente a relação água / cimento com o aumento da taxa de substituição de lamas de

corte de mármore, em detrimento de cimento, de forma a manter níveis de trabalhabilidade

Page 118: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 5 - Conclusão

104

semelhantes. No que diz respeito aos betões com incorporação de superplastificantes, foram

atingidas relações de água / cimento tanto menores quanto maior o poder redutor dos adjuvantes

utilizando.

Referentemente à massa volúmica do betão no estado fresco, concluiu-se que esta propriedade

não é afetada significativamente pelo aumento da taxa de substituição de lamas de corte por

cimento. Ao introduzir adjuvantes do tipo plastificante, ocorreram aumentos desta propriedade,

que se devem principalmente ao aumento da compacidade da mistura, devido à redução da relação

a/c.

Em termos de resistência à compressão, observou-se que, de modo geral, ocorre um decréscimo

na resistência dos betões à medida que a percentagem de substituição de cimento por lamas de

corte de mármore aumenta. Aos 28 dias de idade, foram registadas reduções de 28.6, 26.8 e 29.2%

para betões da família sem qualquer adjuvante (B0), com incorporação de plastificante corrente

(B1) e com incorporação de superplastificante de alto desempenho (B2), respetivamente. A

incorporação de adjuvantes do tipo plastificantes conduziu a ganhos da resistência à compressão

até 26.7 e 39.1%, para betões com incorporação de plastificante corrente (SP1) e com

incorporação de superplastificante de alto desempenho (SP2), respetivamente. Estes ganhos

foram tanto maiores quanto maior o poder redutor dos adjuvantes utilizados, devido à redução da

relação a/c. Conseguiu-se obter bons valores de correlação entre a variação da resistência à

compressão e o aumento da taxa de substituição e observou-se que a resistência à compressão das

várias famílias apresentava uma tendência semelhante à dos betões convencionais no que respeita

à evolução da resistência à compressão com os dias de cura. Por fim, verificou-se que a maioria

das investigações chegou a conclusões semelhantes às observadas na presente investigação.

Quanto à resistência à tração por compressão diametral, constatou-se um decréscimo desta

propriedade com o aumento da taxa de substituição de lamas de corte em detrimento de cimento,

registando-se reduções de 20.6, 25.5 e 30.9% para betões da família B0, B1 e B2, respetivamente.

Atendendo aos valores de correlação obtidos, é possível concluir que a família B2 é aquela em

que a incorporação de lamas de corte mais afeta a resistência à tração por compressão diametral.

A incorporação de adjuvantes do tipo SP2 levou a aumentos consideráveis deste parâmetro,

registando-se aumentos máximos de 18.6%, sendo que o efeito da incorporação de adjuvantes do

tipo SP1 na resistência à tração não foi tão notório.

O módulo de elasticidade não foi significativamente alterado com o aumento da taxa de

substituição, registando-se reduções máximas de 10.3%, para a família B1. Verificou-se também

que a incorporação de adjuvantes do tipo plastificante permitiu obter aumentos nos valores do

módulo de elasticidade, registando-se subidas máximas de 11.0 e 15.5% para as famílias B1 e B2,

respetivamente. Tal efeito deve-se à maior compacidade da mistura, devido à incorporação destes

adjuvantes. Por fim, verificou-se também que o módulo de elasticidade e a resistência à

compressão são propriedades correlacionáveis, devido aos valores dos coeficientes de correlação

obtidos através da relação entre os valores obtidos para estes parâmetros.

Verificou-se que a velocidade de propagação de ultra-sons diminuía com o aumento da taxa de

incorporação de lamas de corte, apesar de este decréscimo ser praticamente insignificante. Esta

diminuição fica a dever-se ao facto de as lamas de corte possuírem um módulo de finura superior

ao cimento e também pelo facto de a hidraulicidade das partículas de cimento ser bastante superior

à das lamas de corte, resultando numa melhor dispersão das moléculas de cimento, aumentando

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

105

a sua compacidade. Verificou-se também que a variação da velocidade de propagação de ultra-

sons devido à incorporação de adjuvantes é praticamente insignificante.

No que concerne à resistência ao desgaste por abrasão, constatou-se que a incorporação de lamas

de corte de mármore se traduz num decréscimo desta propriedade, registando-se reduções de 61.1,

47.1 e 42.5% nos betões da família B0, B1 e B2, respetivamente. Salienta-se, no entanto, que esta

redução não é tão significativa para taxas de substituição até 10%. Verificou-se que a

incorporação de adjuvantes do tipo plastificante conduziu a aumentos da resistência ao desgaste

por abrasão, registando diminuições de perda de espessura máximos de 11.9 e 16.1%, para betões

com incorporação de SP1 e SP2, respetivamente. Este efeito fica a dever-se ao efeito redutor

destes plastificantes, que provoca reduções na relação a/c e à consequente melhoria da pasta de

cimento.

Na Tabela 5.1, são apresentados, resumidamente, os valores médios obtidos nos ensaios

realizados a todos os betões produzidos durante a campanha experimental da presente dissertação.

Estes valores são acompanhada da variação obtida em função da taxa de substituição de lamas de

corte de mármore em detrimento de cimento (LCM), fixando o adjuvante utilizado, e da variação

em função do tipo de adjuvante utilizado (SP), para cada taxa de substituição de lamas de corte

de mármore. As variações são apresentadas sob a forma de percentagem.

Tabela 5.1 - Quadro resumo do comportamento dos betões com lamas de corte de mármore

Taxa de substituição (%)

0 5 10 20

B0 B1 B2 B0 B1 B2 B0 B1 B2 B0 B1 B2

Resistência à compressão aos 28 dias

fcm,28 (MPa) 39,19 47,05 51,4 37,26 43,7 51,83 34,14 43,24 47,29 27,99 34,42 36,38

LCM (%) 0 0 0 -4,92 -7,12 0,84 -12,89 -8,1 -8 28,58 26,84 22,97

SP (%) 0 20,06 31,16 0 17,28 39,1 0 26,65 38,52 36,38 29,22 29,97

Resistência à tração por compressão diametral

fctm (MPa) 3 3,1 3,6 3,1 2,5 3,3 2,4 2,4 2,9 2,4 2,3 2,5

LCM (%) 0 0 0 4,4 -20,7 -7,6 -18,7 -22,5 -18,4 -20,6 -25,5 -30,9

SP (%) 0 4,1 18,2 0 -21 4,6 0 -0,9 18,6 0 -2,3 2,8

Módulo de elasticidade

Ecm (GPa) 35,8 38,8 40,9 36,8 37,6 39,1 34,2 37,9 38,6 32,9 34,8 38

LCM (%) 0 0 0 2,7 -3,1 -4,4 -4,6 -2,3 -5,5 -8,1 -10,3 -7

SP (%) 0 8,3 14 0 2,2 6,2 0 11 13 0 5,7 15,5

Velocidade de propagação de ultra-sons

VUS (km/s) 4895,5 4909,5 4949,5 4880,7 4792,7 5034,9 4720,5 4710,9 4934,3 4703,5 4693,2 4854,5

LCM (%) 0 0 0 -0,3 -2,4 1,7 -3,6 -4 -0,3 -3,9 -4,4 -1,9

SP (%) 0 0,3 1,1 0 -1,8 3,2 0 -0,2 4,5 0 -0,2 3,2

Resistência ao desgaste por abrasão

Lm (mm) 3,60 3,47 3,41 4,39 4,13 3,80 4,59 4,30 3,50 5,80 5,11 4,87

LCM (%) 0 0 0 22,08 19,01 11,18 27,62 23,97 -2,41 61,13 47,08 42,53

SP (%) 0 -3,52 -5,12 0 -5,95 -13,60 0 -6,28 -23,87 0 -11,94 -16,08

Refere-se ainda que, sendo as lamas de mármore utilizadas na presente dissertação produzidas

pelo corte de blocos de mármore utilizando o método do fio diamantado e atendendo à sua análise

granulométrica, conforme ilustrado na Tabela 4.13, as mesmas não podem ser consideradas um

fíler. Desta forma, a sua incorporação nos betões produzidos não se irá traduzir num efeito de

Page 120: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Capítulo 5 - Conclusão

106

preenchimento de vazios tão significativo, quando comparado com o obtido pela incorporação de

um fíler. Tal fator traduz-se num efeito negativo em termos dos resultados obtidos mas aumenta

o carácter inovador da presente dissertação.

Por fim, refere-se que, apesar de os betões com incorporação de lamas provenientes da indústria

de corte de mármore apresentarem um desempenho mecânico inferiores ao betão convencional,

esse efeito pode ser contornado pela utilização de adjuvantes do tipo plastificante, especialmente

quando se trata de superplastificantes de alto desempenho, para os quais se obtiveram subidas em

todas as propriedades, para a mesma taxa de substituição.

Prevê-se assim que, para taxas de substituição até 10%, se pode produzir betões com incorporação

de lamas de corte de mármore sem comprometer as caraterísticas mecânicas dos mesmos,

podendo assim estas mesmas lamas ser usadas em betões estruturais. Verifica-se também que a

introdução de plastificantes em betões permite produzir betões com lamas de corte de mármore

com desempenho mecânico igual ou superior ao dos respetivos betões de referência, sem adição

de adjuvantes.

5.3) Propostas de desenvolvimento futuro A presente dissertação e o trabalho de investigação realizado permitiram expandir o conhecimento

das propriedades dos betões com incorporação de lamas de corte provenientes da indústria de

corte do mármore e verificar a viabilidade da aplicação dos mesmos enquanto betões estruturais,

com incorporação de adjuvantes do tipo plastificante. Espera-se desta forma alertar e reforçar a

ideia de que a aplicação destes materiais em betão convencional pode ser considerada uma

alternativa viável e uma fonte de aproveitamento dos mesmos.

Após o término da presente investigação, restam, no entanto, algumas questões que se julga

importante analisar. Propõe-se assim que sejam desenvolvidos futuramente os seguintes temas:

avaliar a rentabilidade económica da aplicação de lamas de corte de mármore em betões

convencionais, com e sem incorporação de adjuvantes do tipo plastificante;

investigar a influência de lamas de corte de mármore nos betões convencionais, em

termos de durabilidade;

estudar o comportamento térmico e acústico de betões produzidos com resíduos da

indústria do mármore;

analisar betões com incorporação de resíduos de mármore em termos de estados limite de

serviço e estados limite últimos (lajes, vigas, pilares);

estudar o comportamento de betões auto-compactáveis com adição de resíduos de

mármore;

analisar a utilização combinada de agregados grossos e finos provenientes de resíduos de

mármore no betão.

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Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

107

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KHATIB, J.M.; Properties of concrete incorporating fine recycled aggregate, Cement and

Concrete Research, Volume 35, 2005, pp. 763-769;

LEITE, M.B.; Avaliação das propriedades mecânicas de concretos produzidos com agregados

reciclados de resíduos de construção e demolição, Tese de Doutoramento em Engenharia Civil,

Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2001;

MEHTA, P.; MONTEIRO, P.; Concrete: Microstructura, properties and materials”, Cement

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MENEZES, R.; Tecnologias de lavra em maciços rochosos, Curso de Especialização em

Tecnologia e Valorização em Rochas Ornamentais, Rio de Janeiro, Agosto de 2005;

Page 123: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

109

MERLET, L. D.; PIMIENTA, P.; Mechanical and physico-chemical properties of concrete

produced with coarse and fine recycled concrete aggregates, Sustainable Construction: use of

recycled concrete aggregate, Thomas Telford, 1998, pp. 100-107;

MOURA, A. CASAL.; CARVALHO, C.; ALMEIDA, I.A.; SAÚDE, J.G.; RAMOS, J.M.F.;

AUGUSTO, J.P.; RODRIGUES, J.D.; CARVALHO, J.M.F.; MARTINS, L.P; MATOS,

M.J.; MACHADO, M.J.C.; SOBREIRO, M.J.C.; SOBREIRO, M.J.; PERES, M.;

MARTINS, N.A.; BONITO, N.; HENRIQUES, P.; SOBREIRO, S.; Mármore e calcários

ornamentais de Portugal, Porto, INETI, 2007, pp. 1-383;

OLIVEIRA, C.N.; RIBEIRO, R.; QUEIROZ, J.; Aplicação de resíduos de mármores na

produção de cosméticos, Série Tecnologia Ambiental, Volume 30, 2010;

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betão, Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, 2010;

Portal da ABIROCHAS, Associação Brasileira da Indústria de Rochas Ornamentais, visitado na

data de 16 de Setembro de 2014. http://www.abirochas.com.br;

Portal da DGEG, Direcção Geral de Energia e Geologia, visitado na data de 16 de Setembro de

2014. http://www.dgeg.pt;

Portal da ONU, Organização das Nacões Unidas, visitado na data de 25 de Setembro de 2014,

http://www.un.org/apps/news/story.asp?NewsID=45165&Cr=population&Cr1=#.VCQezGddV

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Portal da OSNET, Ornamental and Dimensional Stones Network, visitado na data de 13 de

Outubro de 2013. http://www.osnet.ntua.gr/Sectors/01_Quarrying/Sector1.htm;

RIBEIRO, T.; Valorização de escombreiras da indústria extractiva de mármores no Alentejo,

Dissertação de Mestrado em Engenharia Geológica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Lisboa,

2011;

SILVA, D.; Desempenho em termos mecânicos de betões com incorporação de agregados finos

provenientes de resíduos da indústria do mármore, Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil,

Instituto Superior Técnico, 2012;

SOARES, H. L. A.; Caracterização e aplicabilidade na indústria dos cimentos de lamas de rochas

ornamentais transformadas na Região de Pêro Pinheiro, Dissertação de Mestrado em Geociências,

especialidade Minerais e Rochas Indústriais, Universidade de Aveiro, 1997;

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Tese de Especialista em Análise Ambiental, Faculdade de Engenharia da UFJF, 2007;

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Bibliografia

110

VALLS, S.; YAGÜE, A.; VÁSQUEZ, E.; MARISCAL, C.; Physical and mechanical

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International Journal of Solids and Structures, Volume 44, 2007, pp. 1370-1279.

NORMAS / ESPECIFICAÇÕES DE ENSAIOS

DIN 52108 (2010) - Testing of inorganic non-metallic materials: wear test with the grinding

wheel according to Boehme. DIN;

EN 933-10 (2009) – Ensaios para determinação das propriedades gerais dos agregados – Parte

10: Determinação do teor de finos;

Eurocódigo 2 (2010) - Projecto de estruturas de betão - Parte 1-1: Regras gerais e regras para

edifícios;

LNEC E 397 (1993) - Betões: Determinação do módulo de elasticidade em compressão. LNEC,

Lisboa;

LNEC E 403 (1993) - Cimentos: Identificação dos constituintes cristalinos por difractometria dos

raios X. LNEC, Lisboa;

LNEC E 406 (1993) - Cimentos: Determinação do teor de óxido de ferro. Método

espectrofotométrico com a 1,10 fenantrolina. LNEC, Lisboa;

LNEC E 464 (2007) - Betões: Metodologia prescritiva para uma vida útil de projecto de 50 e de

100 anos face às acções ambientais. LNEC, Lisboa.

NP EN 1097-2 (2002) - Ensaios das propriedades mecânicas e físicas dos agregados - Parte 2:

Método da determinação da resistência à fragmentação. IPQ, Lisboa;

NP EN 1097-3 (2003) - Ensaios para a determinação das propriedades mecânicas e físicas dos

agregados - Parte 3: Método para a determinação da massa volúmica e dos vazios. IPQ, Lisboa;

NP EN 1097-6 (2003) - Ensaios das propriedades mecânicas e físicas dos agregados - Parte 6:

Determinação da massa volúmica e da absorção de água, IPQ, Lisboa;

NP EN 12350-1 (2009) - Ensaios do betão fresco - Parte 1: Amostragem. IPQ, Lisboa;

NP EN 12350-2 (2009) - Ensaios do betão fresco - Parte 2: Ensaio de abaixamento. IPQ, Lisboa;

NP EN 12350-6 (2009) - Ensaios do betão fresco - Parte 6: Massa volúmica. IPQ, Lisboa;

NP EN 12390-1 (2011) – Ensaios ao betão endurecido - Parte 1: Forma, dimensões e outros

requisitos para o ensaio de provetes e para os moldes, IPQ, Lisboa;

NP EN 12390-3 (2011) - Ensaios do betão endurecido - Parte 3: Resistência à compressão dos

provetes de ensaio. IPQ, Lisboa;

NP EN 12390-6 (2011) - Ensaios do betão endurecido - Parte 6: Resistência à tracção por

compressão de provetes. IPQ, Lisboa;

Page 125: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Desempenho mecânico de betões com incorporação de agregados muito finos provenientes das

lamas de corte da indústria do mármore

111

NP EN 12504-4 (2004) – Ensaios do betão nas estruturas - Parte 4: Determinação da velocidade

de propagação de ultra-sons;

NP EN 196-2 (2006) - Métodos de ensaio de cimentos - Parte 2: Análise química dos cimentos,

IPQ, Lisboa;

NP EN 196-6 (2010) - Métodos de ensaio de cimentos - Parte 6: Determinação da finura. IPQ,

Lisboa;

NP EN 206-1 (2007) - Betão - Parte 1: Especificação, desempenho, produção e conformidade.

IPQ, Lisboa;

NP EN 933-1 (2000) - Ensaios das propriedades geométricas dos agregados - Parte 1: Análise

granulométrica. Método de peneiração. IPQ, Lisboa;

NP EN 933-2 (1999) - Ensaios para a determinação das características geométricas dos agregados

- Parte 2: Determinação da distribuição granulométrica. Peneiros de ensaio, dimensão nominal

das aberturas. IPQ, Lisboa;

NP EN 933-4 (2002) - Ensaios das propriedades geométricas dos agregados - Parte 4:

Determinação da forma das partículas. Índice de forma. IPQ, Lisboa.

Page 126: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

Bibliografia

112

Page 127: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

ANEXO A

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DOS

AGREGADOS NATURAIS

Areia 2

Areia 1

Bago de arroz

Brita 1

Brita 2

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Areia 2

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Areia 1

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Bago de arroz

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Brita 1

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Brita 2

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ANEXO B

FICHAS TÉCNICAS DOS PLASTIFICANTES

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ANEXO C

FICHA TÉCNICA DO CIMENTO

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Caraterísticas

químicas

Caraterísticas

físicas

Análise

mineralógica

P.Rub. (%) 2,8 P. Esp

(g/cm3) 3,12

C3S (%) 58

R. Ins. (%) 0,76 C2S (%) 15,4

SiO2 (%) 18,95 R.45m.

(%) 3,4

C3A (%) 3,6

Al2O3 (%) 4,83 C4AF (%) 10,7

Fe2O3 (%) 3,53 Blaine

(cm2/g) 3938

CaO (%) 63,61

MgO (%) 1,54

K2O (%) 0,6

Na2O (%) 0

SO3 (%) 3,28

CaOLi (%) 1,85

Cl- (%) 0,08

Nota: Os ensaios de caraterização química, caraterização física e de análise mineralógica são

realizados esporadicamente pela empresa SECIL por motivos de controlo de fabrico. Os

resultados apresentados foram realizados a 31-03-14, data mais próxima da realização da

campanha experimental.

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ANEXO D

RESULTADOS DAS ANÁLISES AOS

AGREGADOS DE MÁRMORE

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ANEXO E MASSA VOLÚMICA E ABSORÇÃO DE ÁGUA

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M0 (g) M1 (g) M2 (g) M3 (g) M4 (g)

Areia 1 1291,8 1278,2 2377,7 1598,3 1277

Areia 2 1265,7 1270,3 2416,5 1668 1258,1

Bago de arroz 3319,7 3329,1 7316,7 5223,8 3289,4

Brita 1 3676,3 3681,1 7514,9 5207,8 3606,7

Brita 2 3525 3560,8 7427,5 5229,9 3478,9

a (kg/m3) rd (kg/m3) ssd (kg/m3) WA,24 (%)

Areia 1 2566 2560 2563 0,09

Areia 2 2469 2411 2434 0,97

Bago de arroz 2749 2661 2693 1,21

Brita 1 2775 2625 2679 2,06

Brita 2 2715 2552 2612 2,35

ρa - massa volúmica do material impermeável das partículas (kg/dm3);

ρrd - massa volúmica das partículas secas em estufa (kg/dm3);

ρssd - massa volúmica das partículas saturadas com superfície seca (kg/dm3);

ρw - massa volúmica da água à temperatura da água registada na pesagem de M2 (kg/dm3);

M1 - massa do agregado saturado com superfície seca (g);

M2 - massa do picnómetro contendo o provete de agregado saturado e água (g);

M3 - massa do picnómetro contendo apenas água (g);

M4 - massa do provete seco em estufa (g);

WA,24 - absorção de água após imersão em água durante 24 h (%).

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ANEXO F

MASSA VOLÚMICA APARENTE

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M1 (g) M2 (g) M2 médio (g) VR (dm3) (kg/m3)

Areia 2 1858

6604,2

6632,6 3 1591,5 6682,7

6610,9

Areia 1 1176,2

2769,8

2795,4 1 1619,2 2816,5

2800

BA 1858

5797,9

5868,2 3 1336,7 5938,7

5868

Brita 1 8998

22122

21968 10 1297 21906

21876

Brita 2 8998

22282

22143,7 10 1314,6 22036

22113

- massa volúmica aparente do agregado (kg/dm3);

M1 - massa do recipiente de ensaio (g);

M2 - massa do recipiente de ensaio e provete de ensaio (g);

VR - volume do recipiente de ensaio (dm3).

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ANEXO G

DESGASTE DE LOS ANGELES

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Agregado Massa

inicial (g)

Fração 11,2-

14 mm (g)

Fração 10-11,2

mm (g)

Retido no peneiro 1,6

mm (g) LA (%)

Brita 1 5000,7 3250,6 1750,1 3609,0 27,83

Brita 2 5001,2 3250,4 1750,8 3601,4 27,99

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ANEXO H

ÍNDICE DE FORMA

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Brita 2

Malha

(mm) M1i Vi M2i

(mm) (g) (%) (g)

31,50 0,00 0,00 -

22,40 666,40 15,08 54,16

16,00 2189,42 42,31 157,86

11,20 2028,50 39,74 471,79

8,00 102,67 2,52 -

5,60 9,21 0,23 -

4,00 4,60 0,12 -

M0 (g) 5000,80 Si 14,0

Brita 1

Malha

(mm) M1i Vi M2i

(mm) (g) (%) (g)

31,50 0,00 0,00 -

22,40 0,00 0,00 -

16,00 0,00 0,00 -

11,20 98,92 11,79 16,01

8,00 440,89 42,13 71,42

5,60 420,11 40,56 76,72

4,00 43,88 5,51 -

M0 (g) 1003,80 Si 17,1

Bago de arroz

Malha

(mm) M1i Vi M2i

(mm) (g) (%) (g)

31,50 0,00 0,00 -

22,40 0,00 0,00 -

16,00 0,00 0,00 -

11,20 0,00 0,00 -

8,00 0,60 0,54 -

5,60 36,64 24,71 9,76

4,00 166,86 74,75 26,66

M0 (g) 204,10 Si 17,9

M0 - massa do provete de ensaio (g);

M1i - massa das partículas do provete para cada uma das frações granulométricas (g);

M2i - massa das partículas do provete para cada umas das frações granulométricas de forma não-

cúbica (g);

Vi - percentagem da massa M1i relativamente à massa M0 do provete de ensaio (%).

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ANEXO I

ABAIXAMENTO E MASSA VOLÚMICA DO

BETÃO NO ESTADO FRESCO

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BR B0,5 B0,10 B0,20 B1,0 B1,5 B1,10 B1,20 B2,0 B2,5 B2,10 B2,20

a/c 0,54 0,55 0,55 0,54 0,48 0,49 0,48 0,48 0,42 0,43 0,44 0,45

Abaixamento

(cm) 12,5 12,6 12,3 12,3 11,8 13,1 12,5 12,3 13,7 12 12,5 12,7

Massa volúmica

(kg/m3) 23,2 23,44 23,14 23,01 23,53 23,48 23,35 23,24 23,83 23,90 23,93 23,74

a/c - relação água / cimento.

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ANEXO J

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

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BR

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7818,6 7834,6 7865,4 7878,3 7895,6 7886,6 7850 7836,6 7757,1 7834,1 7836,4

Força (kN) 695,1 713,4 662,1 891,9 841,7 891,9 868,4 914,9 970,1 964,6 972

Resistência

(MPa) 30,89 31,71 29,43 39,64 37,41 39,64 38,60 40,66 43,12 42,87 43,20

Média

(MPa) 30,68 39,19 43,06

B0,5

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7846,4 7884,1 7833,8 7988,2 7882,1 7871,5 7811,8 7846,9 7920,3 7831,3 7879,2

Força (kN) 671,1 676 679,6 837,2 843,8 834,4 820,1 855,7 919,9 884 895,5

Resistência

(MPa) 29,83 30,04 30,20 37,21 37,50 37,08 36,45 38,03 40,88 39,29 39,80

Média

(MPa) 30,03 37,26 39,99

B0,10

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7850,3 7936,1 7850,6 7855,1 7860,3 7825,3 7894,2 7878,5 7878 7860 7835

Força (kN) 604,6 609,3 594,5 766,9 752,6 773,9 775,5 772,1 830,4 818,6 859,2

Resistência

(MPa) 26,87 27,08 26,42 34,08 33,45 34,40 34,47 34,32 36,91 36,38 38,19

Média

(MPa) 26,79 34,14 37,16

B0,20

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7779,7 7754,6 7776,4 7790,8 7801 7859,6 7791,2 7799,1 7736,8 7815,4 7717,7

Força (kN) 517,1 512 521,4 623,2 616,6 632,3 634,4 641,9 639,9 631,2 651,4

Resistência

(MPa) 22,98 22,76 23,17 27,70 27,40 28,10 28,20 28,53 28,44 28,05 28,95

Média

(MPa) 22,97 27,99 28,48

Page 163: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B1,0

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7762,2 7770,7 7780,1 7802,5 7869 7817,3 7902,1 7856,2 7832,5 7885,1 7873,1

Força (kN) 915,7 905,2 912,3 1063 1044 1044 1089 1053 1167 1206 1111

Resistência

(MPa) 40,70 40,23 40,55 47,24 46,40 46,40 48,40 46,80 51,87 53,60 49,38

Média

(MPa) 40,49 47,05 51,61

B1,5

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2 Provete 3

Massa (g) 7769 7802,7 7586,2 7780,1 7823,5 7790,2 7670,8 7738,1 7717,8 7741,4 7795,3

Força (kN) 834,8 837,4 840,1 967,9 991,2 979 984,2 993,6 1012 1046 1057

Resistência

(MPa) 37,10 37,22 37,34 43,02 44,05 43,51 43,74 44,16 44,98 46,49 46,98

Média

(MPa) 37,22 43,70 46,15

B1,10

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7751,7 7740 7790,2 7780,6 7835,4 7816,4 7751,5 7740,2 7668,6 7894,3 7734,5

Força (kN) 798,9 791,7 821,9 989,5 994,4 980,5 938 961,7 1003 997,9 998,4

Resistência

(MPa) 35,51 35,19 36,53 43,98 44,20 43,58 41,69 42,74 44,58 44,35 44,37

Média

(MPa) 35,74 43,24 44,43

B1,20

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7674,5 7684 7704,7 7776,1 7541,9 7658,3 7672,1 7622,5 7734,5 7694,4 7665,3

Força (kN) 649,2 628 633,7 804,4 752,6 787,6 781,6 746,2 818 813,3 809,4

Resistência

(MPa) 28,85 27,91 28,16 35,75 33,45 35,00 34,74 33,16 36,36 36,15 35,97

Média

(MPa) 28,31 34,42 36,16

Page 164: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B2,0

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7802,3 7907,1 7697 7972,3 7940,3 8000,3 7802,4 8020,1 7945,9 7912,3 7957,2

Força (kN) 911,6 926,4 913,2 1168 1167 1160 1122 1166 1235 1151 1253

Resistência

(MPa) 40,52 41,17 40,59 51,91 51,87 51,56 49,87 51,82 54,89 51,16 55,69

Média

(MPa) 40,76 51,40 53,91

B2,5

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7827,6 7850,5 7815,2 7934 7875,4 8043 7916,7 7848 7900,2 7923,4 7989,3

Força (kN) 909,4 930,6 928 1166 1147 1198 1171 1149 1204 1215 1200

Resistência

(MPa) 40,42 41,36 41,24 51,82 50,98 53,24 52,04 51,07 53,51 54,00 53,33

Média

(MPa) 41,01 51,83 53,61

B2,10

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7837,1 7597,6 7782,6 7899,2 7856,6 7885,6 7996,2 1956,2 7840,2 7929,1 7923,9

Força (kN) 872,2 856,3 866,5 1086 1009 1045 1084 1096 1097 1086 1065

Resistência

(MPa) 38,76 38,06 38,51 48,27 44,84 46,44 48,18 48,71 48,76 48,27 47,33

Média

(MPa) 38,44 47,29 48,12

B2,20

7 dias 28 dias 56 dias

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Provete

4

Provete

5

Provete

1

Provete

2

Provete

3

Massa (g) 7803,5 7869,5 7856,2 7850,6 7820,3 7856,6 7913 7885,3 7821,7 7940,6 7897,5

Força (kN) 662,2 693,1 685,1 815,7 819,8 814,3 822,7 819,9 808 886,6 851,6

Resistência

(MPa) 29,43 30,80 30,45 36,25 36,44 36,19 36,56 36,44 35,91 39,40 37,85

Média

(MPa) 30,23 36,38 37,72

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ANEXO K

RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO

DIAMETRAL

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BR

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 214 211,6 212,8

fct (MPa) 3,027 2,994 3,011

Média (MPa) 3,011

B0,5

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 220,3 228,4 218,1

fct (MPa) 3,117 3,231 3,085

Média (MPa) 3,144

B0,10

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 173,8 175,1 170,4

fct (MPa) 2,459 2,477 2,411

Média (MPa) 2,449

B0,20

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 172,2 154,8 180

fct (MPa) 2,436 2,190 2,546

Média (MPa) 2,391

B1,0

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 222,8 221,4 220,1

fct (MPa) 3,152 3,132 3,114

Média (MPa) 3,133

B1,5

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 171,2 184,6 170,7

fct (MPa) 2,422 2,612 2,415

Média (MPa) 2,483

B1,10

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 180,4 177,5 156,9

fct (MPa) 2,552 2,511 2,220

Média (MPa) 2,428

B1,20

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 171,6 176 147,6

fct (MPa) 2,428 2,490 2,088

Média (MPa) 2,335

B2,0

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 255,8 253,1 245,7

fct (MPa) 3,619 3,581 3,476

Média (MPa) 3,558

B2,5

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 171,2 184,6 170,7

fct (MPa) 2,422 2,612 2,415

Média (MPa) 2,483

B2,10

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 180,4 177,5 156,9

fct (MPa) 2,552 2,511 2,220

Média (MPa) 2,428

B2,20

Provete 1 Provete 2 Provete 3

F (kN) 178,7 174,9 167,5

fct (MPa) 2,528 2,474 2,370

Média (MPa) 2,457

F - força de rotura do provete (kN);

fct - resistência à tração por compressão diametral (MPa).

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ANEXO L

MÓDULO DE ELASTICIDADE

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BR

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 9,88

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 37,93 279,39 29,18 292,52 9,06 252,401 35,18

35,03 Ciclo 2 33,56 275,74 28,45 293,25 9,34 253,495 Fim 35,03

Ciclo 3 34,29 277,20 27,72 292,52 9,01 253,860 Fim 34,98

Ciclo 4 36,47 280,12 29,18 293,98 8,68 254,225 Fim 34,93

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 9,88

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 23,34 276,47 21,88 266,26 3,46 248,754 35,70

36,63 Ciclo 2 28,45 277,20 33,56 264,80 7,04 240,000 Fim 37,00

Ciclo 3 27,72 277,93 32,83 263,34 7,87 240,365 Fim 36,95

Ciclo 4 27,72 278,66 32,10 262,61 8,14 240,730 Fim 36,89

Page 169: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B0,5

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 9,49

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 26,26 265,53 19,70 250,94 3,35 235,258 36,08

37,33 Ciclo 2 29,18 256,78 40,12 261,88 2,56 224,681 Fim 37,77

Ciclo 3 26,26 253,86 45,96 268,45 2,24 225,046 Fim 37,71

Ciclo 4 26,26 253,86 51,06 272,83 2,56 224,681 Fim 37,77

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 9,49

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 29,18 274,29 26,26 258,97 5,06 238,906 35,54

36,29 Ciclo 2 52,52 283,04 23,34 253,86 0,00 230,517 Fim 36,83

Ciclo 3 55,44 288,88 19,70 252,40 0,31 233,070 Fim 36,43

Ciclo 4 58,36 291,79 17,51 250,94 0,00 233,435 Fim 36,37

Page 170: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B0,10

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 8,69

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 32,10 259,70 24,07 252,40 0,32 227,964 33,75

34,14 Ciclo 2 37,93 256,78 28,45 255,32 3,67 222,857 Fim 34,53

Ciclo 3 35,02 256,78 26,99 256,78 3,62 225,775 Fim 34,08

Ciclo 4 35,02 256,78 28,45 256,78 2,98 225,046 Fim 34,19

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 8,69

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 23,34 253,86 27,72 252,40 2,53 227,599 33,81

34,21 Ciclo 2 32,10 259,70 31,37 250,21 3,85 223,222 Fim 34,47

Ciclo 3 32,10 262,61 31,37 249,48 5,38 224,316 Fim 34,30

Ciclo 4 32,10 262,61 30,64 249,48 5,06 224,681 Fim 34,25

Page 171: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B0,20

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 7,07

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 12,40 196,96 59,09 244,38 0,40 194,924 32,81

32,99 Ciclo 2 15,32 199,15 55,44 238,54 0,40 193,465 Fim 33,07

Ciclo 3 14,56 197,69 57,63 241,46 0,40 183,465 Fim 33,07

Ciclo 4 13,13 196,96 59,09 242,92 0,00 183,830 Fim 33,00

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 7,07

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 13,01 195,14 59,82 241,34 0,33 181,824 33,37

32,86 Ciclo 2 15,68 203,47 57,99 246,38 0,32 188,085 Fim 32,26

Ciclo 3 14,65 198,72 58,48 241,46 0,59 183,526 Fim 33,06

Ciclo 4 14,04 197,02 58,48 246,26 2,62 185,380 Fim 32,73

Page 172: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B1,0

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3

(MPa) 11,88

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 27,72 303,47 50,33 333,37 2,65 279,392 38,95

38,87 Ciclo 2 26,99 302,74 47,42 329,73 2,38 279,027 Fim 39,00

Ciclo 3 26,99 304,92 48,88 332,64 2,10 280,851 Fim 38,75

Ciclo 4 26,26 303,47 48,88 333,37 2,63 280,851 Fim 38,75

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3

(MPa) 11,88

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 25,78 303,53 45,05 316,96 2,10 274,833 39,60

38,74 Ciclo 2 25,78 303,53 45,05 332,52 3,50 282,614 Fim 38,51

Ciclo 3 25,29 316,72 49,67 329,91 3,84 285,836 Fim 38,08

Ciclo 4 25,78 311,85 49,67 325,05 3,74 280,729 Fim 38,77

Page 173: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B1,5

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 10,83

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 37,20 296,90 32,83 302,01 3,65 264,438 37,17

37,28 Ciclo 2 35,74 294,71 30,64 299,82 3,94 264,073 Fim 37,22

Ciclo 3 36,47 296,17 32,83 300,55 3,09 263,708 Fim 37,28

Ciclo 4 38,66 296,17 32,83 300,55 3,97 262,614 Fim 37,43

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 10,83

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 43,77 304,92 36,47 291,06 2,51 257,872 38,12

37,96 Ciclo 2 35,66 302,01 32,83 286,69 3,60 258,602 Fim 38,01

Ciclo 3 40,12 305,65 33,56 288,88 3,85 260,426 Fim 37,75

Ciclo 4 40,85 304,19 35,02 289,60 3,32 258,967 Fim 37,96

Page 174: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B1,10

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 10,94

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 23,34 297,63 17,51 283,04 3,19 269,909 36,83

37,45 Ciclo 2 32,10 303,47 23,34 285,96 3,23 266,991 Fim 37,24

Ciclo 3 37,93 300,55 23,34 285,96 0,00 262,614 Fim 37,86

Ciclo 4 37,93 303,47 26,26 285,96 2,20 262,614 Fim 37,86

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 10,94

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 26,26 285,96 26,26 297,63 4,49 265,532 37,44

38,40 Ciclo 2 46,69 291,79 37,93 306,38 9,52 256,778 Fim 38,72

Ciclo 3 49,60 294,71 40,85 309,30 9,52 256,778 Fim 38,72

Ciclo 4 52,52 297,63 43,77 312,22 9,52 256,778 Fim 38,72

Page 175: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B1,20

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 8,65

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 14,59 245,11 29,18 259,70 0,00 230,517 33,17

33,93 Ciclo 2 20,43 250,94 40,85 256,78 6,33 223,222 Fim 34,26

Ciclo 3 20,43 250,94 37,93 253,86 6,33 223,222 Fim 34,26

Ciclo 4 20,43 253,86 37,93 253,86 7,50 224,681 Fim 34,03

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 8,65

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 23,34 245,11 20,43 242,19 0,00 221,763 34,48

35,67 Ciclo 2 29,18 242,19 35,02 245,11 1,37 211,550 10,21277 36,15

Ciclo 3 29,18 242,19 35,02 245,11 1,37 211,550 Fim 36,15

Ciclo 4 29,18 245,11 35,02 245,11 2,70 213,009 Fim 35,90

Page 176: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B2,0

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 13,09

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 96,29 387,60 58,36 359,88 3,51 296,413 40,79

40,78 Ciclo 2 96,29 384,68 58,36 359,88 4,55 294,954 Fim 40,99

Ciclo 3 93,37 384,68 58,36 359,88 3,51 296,413 Fim 40,79

Ciclo 4 93,37 387,84 58,36 359,88 2,39 297,994 Fim 40,57

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 13,09

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 35,50 326,81 58,36 357,39 2,65 295,167 40,96

40,95 Ciclo 2 35,50 323,89 58,36 357,39 3,69 293,708 Fim 41,16

Ciclo 3 32,58 323,89 58,36 357,51 2,69 295,228 Fim 40,95

Ciclo 4 32,58 327,05 58,36 357,51 1,59 296,809 Fim 40,73

Page 177: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B2,5

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 13,2

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 32,10 339,45 52,52 373,50 4,43 314,1641 38,83

39,02 Ciclo 2 35,02 338,24 52,52 373,50 5,85 312,0973 Fim 39,09

Ciclo 3 35,02 338,24 52,52 373,50 5,85 312,0973 Fim 39,09

Ciclo 4 35,02 338,24 52,52 373,50 5,85 312,0973 Fim 39,09

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 13,2

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 31,25 345,17 49,48 369,24 1,86 316,839 38,50

39,14 Ciclo 2 34,71 342,92 59,39 365,35 0,73 307,082 Fim 39,73

Ciclo 3 34,71 342,92 57,81 373,07 2,29 311,733 Fim 39,13

Ciclo 4 34,71 342,92 58,48 372,89 2,01 311,307 Fim 39,19

Page 178: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B2,10

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 12,10

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 29,42 326,93 90,82 367,23 7,09 286,9605 38,67

38,65 Ciclo 2 29,79 320,79 93,62 370,88 4,72 284,1337 Fim 39,05

Ciclo 3 30,46 318,60 67,11 362,43 2,49 291,7325 Fim 38,04

Ciclo 4 30,46 312,52 70,64 359,94 2,56 285,6839 Fim 38,84

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 12,10

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 29,42 327,19 90,80 367,56 7,06 287,266 38,63

38,61 Ciclo 2 29,79 321,05 93,60 371,22 4,68 284,444 Fim 39,01

Ciclo 3 30,45 318,84 67,10 362,74 2,51 292,013 Fim 38,00

Ciclo 4 30,45 312,76 70,63 360,26 2,59 285,970 Fim 38,80

Page 179: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B2,20

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 9,14

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 20,39 237,76 26,21 252,91 4,29 222,0387 36,68

38,04 Ciclo 2 20,39 238,27 52,28 256,53 6,26 211,0663 10,97241 38,59

Ciclo 3 17,48 235,23 58,06 262,63 6,05 211,1615 Fim 38,57

Ciclo 4 14,57 232,13 58,06 265,60 4,61 212,5474 Fim 38,32

provete

fc0 (MPa) 1

fcm/3 (MPa) 9,14

Base de medida 1 Base de medida 2

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Extensão

inicial

Extensão

fc/3

Δ entre bases

de medida

Extensão

média

Δ entre

ciclos E

(% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (% x 10-6) (%) (% x 10-6) (% x 10-6) (GPa)

Ciclo 1 20,39 238,05 26,20 253,23 4,31 222,341 36,63

37,98 Ciclo 2 20,39 238,58 52,26 256,89 6,22 211,413 10,92873 38,53

Ciclo 3 17,48 235,54 58,04 263,01 6,00 211,514 Fim 38,51

Ciclo 4 14,57 232,42 58,04 265,98 4,55 212,895 Fim 38,26

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ANEXO M

VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE

ULTRA-SONS

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BR

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4834 4934 4902 4886 4934

4902 4886 4902 5017 4854

4732 4934 4854 4934 4934

Média por cubo 4822,67 4918,00 4886,00 4945,67 4907,33

Média total (m/s) 4895,93

B0,5

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4854 4934 4886 4747 4934

4902 4902 4854 4732 4934

4967 4886 4934 4777 4967

Média por cubo 4907,67 4907,33 4891,33 4752,00 4945,00

Média total (m/s) 4880,67

B0,10

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4702 4630 4777 4702 4777

4630 4702 4777 4777 4702

4673 4747 4732 4702 4777

Média por cubo 4668,33 4693,00 4762,00 4727,00 4752,00

Média total (m/s) 4720,47

B0,20

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4702 4658 4673 4702 4673

4702 4702 4702 4747 4673

4777 4777 4732 4702 4630

Média por cubo 4727,00 4712,33 4702,33 4717,00 4658,67

Média total (m/s) 4703,47

Page 183: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B1,0

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4934 4854 4934 4934 4854

4902 4854 4967 4934 4886

4934 4934 4934 4934 4854

Média por cubo 4923,33 4880,67 4945,00 4934,00 4864,67

Média total (m/s) 4909,53

B1,5

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4777 4808 4854 4747 4854

4747 4777 4808 4747 4808

4777 4823 4808 4747 4808

Média por cubo 4767,00 4802,67 4823,33 4747,00 4823,33

Média total (m/s) 4792,67

B1,10

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4615 4808 4717 4747 4688

4762 4792 4688 4688 4732

4747 4777 4673 4573 4658

Média por cubo 4708,04 4792,36 4692,46 4669,17 4692,58

Média total (m/s) 4710,92

B1,10

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4615 4808 4717 4747 4688

4762 4792 4688 4688 4732

4747 4777 4673 4573 4658

Média por cubo 4708,04 4792,36 4692,46 4669,17 4692,58

Média total (m/s) 4710,92

Page 184: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B2,0

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4902 4934 5017 4808 5017

4902 5017 5017 4854 5017

4934 4967 5017 4823 5017

Média por cubo 4912,67 4972,67 5017,00 4828,33 5017,00

Média total (m/s) 4949,53

B2,5

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

5017 5068 5051 5051 4934

5017 5068 5155 4934 4902

5051 5051 5190 5017 5017

Média por cubo 5028,33 5062,33 5132,00 5000,67 4951,00

Média total (m/s) 5034,87

B2,10

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4967 4934 4902 4934 4902

4967 4934 4902 4934 4902

4934 4967 4934 4934 4967

Média por cubo 4956,00 4945,00 4912,67 4934,00 4923,67

Média total (m/s) 4934,27

B2,20

Provete 1 Provete 2 Provete 3 Provete 4 Provete 5

Velocidades

medidas (m/s)

4902 4854 4808 4823 4886

4886 4886 4854 4823 4808

4823 4886 4854 4823 4902

Média por cubo 4870,33 4875,33 4838,67 4823,00 4865,33

Média total (m/s) 4854,53

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ANEXO N

RESISTÊNCIA AO DESGASTE POR ABRASÃO

Page 186: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

BR

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 51,92 51,9 51,63 51,54 51,76 51,24 51,14 51,05 51,38

hf (m) 47,98 47,7 47,9 47,78 47,71 47,59 47,59 47,81 47,92

Diferença 3,94 4,2 3,73 3,76 4,05 3,65 3,55 3,24 3,46 3,73

Massa inicial 555,7 M1 542,9 M2 531,2 M3 522,1 M final 514,9

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 50,89 50,65 50,62 50,98 50,99 50,15 50,88 50,45 50,12

hf (m) 47,62 47,16 46,75 47,6 47,54 46,77 47,85 47,58 46,97

Diferença 3,27 3,49 3,87 3,38 3,45 3,38 3,03 2,87 3,15 3,32

Massa inicial 547,8 M1 539,7 M2 528,9 M3 519,4 M final 512,4

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 50,48 50,02 49,42 50,25 50,27 49,77 49,72 49,34 49,04

hf (m) 46,47 46,18 46,14 45,91 45,89 46,5 45,63 45,87 46,01

Diferença 4,01 3,84 3,28 4,34 4,38 3,27 4,09 3,47 3,03 3,75

Massa inicial 536,7 M1 523 M2 511,7 M3 499,3 M final 487,5

B0,5

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,25 48,64 49,4 48,72 48,88 50,4 48,63 49,38 50,17

hf (m) 43,91 44,45 44,73 44,39 44,69 45,62 44,24 45,12 45,86

Diferença 4,34 4,19 4,67 4,33 4,19 4,78 4,39 4,26 4,31 4,38

Massa inicial 534,2 M1 526,4 M2 516,9 M3 508,8 M final 498

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 47,87 47,57 47,41 47,57 47,39 46,92 46,25 45,37 46,06

hf (m) 42,55 42,67 42,6 42,9 42,76 43,4 43,07 42,94 43,01

Diferença 5,32 4,9 4,81 4,67 4,63 3,52 3,18 2,43 3,05 4,06

Massa inicial 511 M1 496,6 M2 485,9 M3 475,3 M final 468,4

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,37 47,97 47,02 49,31 48,98 47,4 49,36 48,42 47,92

hf (m) 43,6 43,37 43 43,59 43,71 43,4 43,8 43,92 43,69

Diferença 4,77 4,6 4,02 5,72 5,27 4 5,56 4,5 4,23 4,74

Massa inicial 482,7 M1 470 M2 457,9 M3 447,6 M final 437

Page 187: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B0,10

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 53,23 51,71 50,79 52,3 53,04 50,19 51,52 50,89 49,68

hf (m) 46,93 46,31 45,68 46,9 47,56 46,62 47,08 47,16 47,18

Diferença 6,3 5,4 5,11 5,4 5,48 3,57 4,44 3,73 2,5 4,66

Massa inicial 552,7 M1 530,2 M2 520,1 M3 514,2 M final 502,1

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 53,09 51,71 50,79 52,3 53,04 50,19 51,52 50,89 49,68

hf (m) 48,31 47,02 46,78 47,24 48,32 46,11 46,52 46,28 45,12

Diferença 4,78 4,69 4,01 5,06 4,72 4,08 5,00 4,61 4,56 4,61

Massa inicial 563,7 M1 554,5 M2 543,7 M3 522,2 M final 511,3

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 52,5 52,06 51,37 52,47 53,51 51,58 51,77 51,62 51,38

hf (m) 47,73 47,36 47,33 47,63 48,04 47,33 47,47 47,46 47,34

Diferença 4,77 4,70 4,04 4,84 5,47 4,25 4,30 4,16 4,04 4,51

Massa inicial 562 M1 552,3 M2 541,4 M3 530,7 M final 519,4

B0,20

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 47,82 47,24 45,84 47,57 47,54 46,73 47,86 47,28 47,01

hf (m) 41,22 41,16 40,91 40,85 41,4 41,3 40,76 40,93 40,95

Diferença 6,6 6,08 4,93 6,72 6,14 5,43 7,1 6,35 6,06 6,16

Massa inicial 440,5 M1 426,1 M2 413,3 M3 399,6 M final 382,8

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,5 47,48 47,06 47,24 47,82 47,73 47,98 48,01 48,12

hf (m) 42,62 42,18 42,1 42,96 42,82 42,23 43,18 43,08 42,92

Diferença 5,88 5,3 4,96 4,28 5 5,5 4,8 4,93 5,2 5,09

Massa inicial 493,2 M1 479,6 M2 468,4 M3 455 M final 441,6

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 46,46 47,12 47,01 46,95 47,11 48,32 48,02 48,23 48,58

hf (m) 41,56 41,41 41,04 41,43 41,51 40,95 41,59 41,62 41,36

Diferença 4,9 5,71 5,97 5,52 5,6 7,37 6,43 6,61 7,22 6,15

Massa inicial 463,2 M1 450,7 M2 435 M3 423 M final 402,8

Page 188: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B1,0

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,73 48,64 48,42 48,2 48,17 49,27 49,3 49,01 49,11

hf (m) 47,67 47,11 46,78 44,43 44,78 44,93 45,12 44,98 44,68

Diferença 1,06 1,53 1,64 3,77 3,39 4,34 4,18 4,03 4,43 3,15

Massa inicial 487 M1 477 M2 467,2 M3 457 M final 446,1

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 46,28 46,73 46,67 47,74 47,68 47,58 48,82 48,95 48,32

hf (m) 43,8 43,53 43,26 43,41 43,73 43,09 44,54 44,34 44,28

Diferença 2,48 3,2 3,41 4,33 3,95 4,49 4,28 4,61 4,04 3,87

Massa inicial 505 M1 492,6 M2 481,5 M3 472,1 M final 462,5

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 47,6 47,03 46,9 47,37 47,81 47,75 48,37 48,5 48,29

hf (m) 44,11 43,91 43,41 44,54 44,67 44,63 44,3 44,76 44,69

Diferença 3,49 3,12 3,49 2,83 3,14 3,12 4,07 3,74 3,6 3,40

Massa inicial 522,6 M1 511,5 M2 503,4 M3 493,5 M final 483,9

B1,5

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 47,36 47,93 48,33 47,53 48,21 49,35 48,08 48,53 49,03

hf (m) 44,36 44,18 43,93 44,47 44,31 44,06 43,91 44 43,64

Diferença 3 3,75 4,4 3,06 3,9 5,29 4,17 4,53 5,39 4,17

Massa inicial 494,4 M1 484 M2 472,2 M3 461,3 M final 449,8

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,45 48,17 47,92 48,81 49,49 48,87 48,48 48,72 49,27

hf (m) 44,91 44,38 43,78 44,60 44,68 44,49 44,77 45,08 45,01

Diferença 3,54 3,79 4,14 4,21 4,81 4,38 3,71 3,64 4,26 4,05

Massa inicial 500,2 M1 488,7 M2 477,3 M3 463,1 M final 452,8

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 49,28 49,98 50,27 49,08 49,64 51,41 49,41 50,5 51,25

hf (m) 46,69 45,82 44,92 46,75 46,81 45,26 45,78 45,69 45,48

Diferença 2,59 4,16 5,35 2,33 2,83 6,15 3,63 4,81 5,77 4,18

Massa inicial 498,9 M1 487,2 M2 476,3 M3 466 M final 454,8

Page 189: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B1,10

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 50,24 49,81 48,77 49 49,24 48,94 48,51 48,86 48,74

hf (m) 44,95 44,47 44,43 44,91 44,74 44,45 44,64 44,75 44,96

Diferença 5,29 5,34 4,34 4,09 4,5 4,49 3,87 4,11 3,78 4,42

Massa inicial 515,3 M1 497,7 M2 484,9 M3 473,4 M final 461,9

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,56 48,57 48,42 48,22 48,72 48,74 50,06 48,69 48,48

hf (m) 45,28 44,85 44,52 44,93 44,87 44,33 44,52 44,64 44,02

Diferença 3,28 3,72 3,9 3,29 3,85 4,41 5,54 4,05 4,46 4,06

Massa inicial 514,6 M1 503,7 M2 493,5 M3 483,5 M final 471,3

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 50,26 50,01 50 50,21 50,33 48,48 50,14 49,13 48,93

hf (m) 45,55 45,32 45,09 45,45 45,80 44,35 45,31 45,21 45,49

Diferença 4,71 4,69 4,91 4,76 4,53 4,13 4,83 3,92 3,44 4,44

Massa inicial 513,6 M1 499,6 M2 486,9 M3 475,4 M final 462,9

B1,20

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 47,45 47,71 48,25 47,87 48,01 49,04 48,49 48,42 49,11

hf (m) 43,09 43,11 42,82 42,98 43,06 42,96 42,95 43,08 43,35

Diferença 4,36 4,6 5,43 4,89 4,95 6,08 5,54 5,34 5,76 5,22

Massa inicial 480 M1 467 M2 453,7 M3 438,6 M final 424,6

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 46,33 46,61 47,29 45,53 46,16 46,52 45,84 46,04 46,04

hf (m) 41,63 41,60 42,01 40,81 41,32 41,25 40,69 40,97 40,63

Diferença 4,70 5,01 5,28 4,72 4,84 5,27 5,15 5,07 5,41 5,05

Massa inicial 477,8 M1 465,2 M2 453 M3 440,6 M final 428,2

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 46,83 46,67 46,45 47,43 47,41 46,75 47,09 47,16 46,99

hf (m) 41,81 41,46 41,68 42,56 42,15 42,01 41,76 42,30 41,54

Diferença 5,02 5,21 4,77 4,87 5,26 4,74 5,33 4,86 5,45 5,06

Massa inicial 500,5 M1 487,6 M2 474,7 M3 461,8 M final 449,1

Page 190: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B2,0

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 47,21 46,66 46,24 47,38 47,17 46,07 46,87 46,6 46,39

hf (m) 43,86 43,33 43,36 43,37 43,42 43,29 43,25 43,27 43,10

Diferença 3,35 3,33 2,88 4,01 3,75 2,78 3,62 3,33 3,29 3,37

Massa inicial 497,2 M1 487,8 M2 478 M3 468 M final 455,4

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 49,25 49,72 50,1 49,36 49,76 50,15 49,53 49,93 50,19

hf (m) 45,95 46,14 46,19 46,33 46,19 46,31 46,57 46,57 46,56

Diferença 3,3 3,58 3,91 3,03 3,57 3,84 2,96 3,36 3,63 3,46

Massa inicial 531,5 M1 520,7 M2 512,8 M3 505 M final 497,4

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,21 47,9 47,59 48,05 48,04 47,31 47,28 47,15 47,02

hf (m) 44,06 44,37 44,18 44,02 44,70 44,15 43,95 44,18 44,24

Diferença 4,15 3,53 3,41 4,03 3,34 3,16 3,33 2,97 2,78 3,41

Massa inicial 503,3 M1 493,1 M2 480,7 M3 469,7 M final 458,7

B2,5

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,92 48,93 48,91 48,64 48,84 48,32 47,77 48,11 48,48

hf (m) 45,26 45,09 45,18 45,23 45,04 45,25 44,82 45 44,98

Diferença 3,66 3,84 3,73 3,41 3,8 3,07 2,95 3,11 3,5 3,45

Massa inicial 527,9 M1 518,9 M2 509,4 M3 500,1 M final 491,6

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,79 47,91 47,56 48,68 48,53 48,19 48,51 48,14 47,97

hf (m) 44,15 43,74 43,78 44,17 44,57 44,37 44,19 44,31 44,75

Diferença 4,64 4,17 3,78 4,51 3,96 3,82 4,32 3,83 3,22 4,03

Massa inicial 518,1 M1 507 M2 496,2 M3 485,8 M final 475,6

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 49,54 48,96 49,51 48,77 49,07 48,83 48,43 48,46 48,8

hf (m) 44,93 45,07 45,12 45,04 45,44 45,03 44,77 44,9 44,88

Diferença 4,61 3,89 4,39 3,73 3,63 3,8 3,66 3,56 3,92 3,91

Massa inicial 520,3 M1 509,7 M2 498 M3 489 M final 478,3

Page 191: Desempenho mecânico de betões com incorporação de ...€¦ · incorporação de adjuvantes, a segunda com incorporação de plastificante corrente e uma terceira com incorporação

B2,10

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 47,38 47,26 46,85 47,27 47,48 46,78 47,46 47,23 46,87

hf (m) 44,04 43,46 42,95 44,36 44,19 42,89 43,94 43,92 43,28

Diferença 3,34 3,8 3,9 2,91 3,29 3,89 3,52 3,31 3,59 3,51

Massa inicial 497,6 M1 487,4 M2 476,1 M3 465,1 M final 454,3

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,55 48,76 49,04 48,99 49,08 48,89 48,82 48,97 48,91

hf (m) 45,75 45,73 45,55 45,71 45,65 45,49 45,44 45,58 45,58

Diferença 2,8 3,03 3,49 3,28 3,43 3,4 3,38 3,39 3,33 3,28

Massa inicial 538,6 M1 529,3 M2 518,1 M3 509,2 M final 497,6

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 49,15 49,44 49,32 49,59 49,8 48,95 49,63 49,45 49,07

hf (m) 46,06 46,17 46,13 45,68 45,83 45,75 45,11 45,1 45,23

Diferença 3,09 3,27 3,19 3,91 3,97 3,2 4,52 4,35 3,84 3,70

Massa inicial 533,9 M1 522,2 M2 511,4 M3 501 M final 491,2

B2,20

1º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 48,57 48,28 47,79 48,81 49,26 47,97 48,74 48,6 47,95

hf (m) 43,48 43,48 42,97 43,56 43,63 43,05 43,41 43,51 42,95

Diferença 5,09 4,8 4,82 5,25 5,63 4,92 5,33 5,09 5 5,10

Massa inicial 515,8 M1 502,3 M2 489,5 M3 478,7 M final 465

2º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 49,31 49,09 49,18 48,77 49,57 49,07 49,16 48,93 48,78

hf (m) 44,18 44,14 44,01 44,4 44,45 43,91 44,74 44,34 44,23

Diferença 5,13 4,95 5,17 4,37 5,12 5,16 4,42 4,59 4,55 4,83

Massa inicial 523,8 M1 510,3 M2 498 M3 486,1 M final 472,8

3º provete

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lmédio hi (m) 47,88 47,96 48,44 47,8 48,05 48,51 47,67 47,74 48,48

hf (m) 43,25 43,32 43,25 43,39 43,52 43,45 43,4 43,44 43,49

Diferença 4,63 4,64 5,19 4,41 4,53 5,06 4,27 4,3 4,99 4,67

Massa inicial 503,3 M1 493,1 M2 480,7 M3 469,7 M final 458,7