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  • UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

    FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL

    ARQUITETURA E URBANISMO

    Avaliao da Aplicabilidade do Mtodo I.N.T. de Dosagem de Concreto

    Viviane de Campos

    Campinas

    2007

  • FICHA CATALOGRFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA DA REA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE - UNICAMP

    C157a

    Campos, Viviane de Avaliao da aplicabilidade do mtodo I.N.T. de dosagem de concreto / Viviane de Campos.--Campinas, SP: [s.n.], 2007. Orientador: Vitor Antonio Ducatti. Dissertao (Mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. 1. Concreto. 2. Agregados (Materiais de construo). 3. Concreto Propriedades mecnicas. 4. Materiais granulados. I. Ducatti, Vitor Antonio. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. III. Ttulo.

    Titulo em Ingls: Assessment of applicability of I.N.T. concrete mixture proportioning

    method. Palavras-chave em Ingls: Concrete, Proportion, Properties, Aggregate and grading. rea de concentrao: Arquitetura e Construo. Titulao: Mestre em Engenharia Civil Banca examinadora: Gladis Camarini, Rosa Cristina Cecche Lintz. Data da defesa: 26/02/2007 Programa de Ps-Graduao: Engenharia Civil.

  • SUMRIO

    DEDICATRIA ........................................................................................................................................................... I

    AGRADECIMENTOS................................................................................................................................................II

    LISTA DE ILUSTRAES..................................................................................................................................... IV

    LISTA DE TABELAS..............................................................................................................................................VII

    LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS................................................................................................................. IX

    RESUMO ................................................................................................................................................................... XI

    ABSTRACT ..............................................................................................................................................................XII

    1. INTRODUO...................................................................................................................................................1 1.1. ESTRUTURA DA PESQUISA ............................................................................................................................2

    2. REVISO BIBLIOGRFICA...........................................................................................................................4 2.1. MATERIAIS...................................................................................................................................................4

    2.1.1. Cimento Portland ...................................................................................................................................4 2.1.2. gua......................................................................................................................................................13 2.1.3. Agregados.............................................................................................................................................13

    2.2. FUNDAMENTOS DA DOSAGEM DO CONCRETO: PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO E ENDURECIDO .......23 2.3. DOSAGEM DE CONCRETO ...........................................................................................................................36

    2.3.1. Histrico da evoluo dos estudos de dosagem ...................................................................................36 2.3.2. Roteiro de dosagem ..............................................................................................................................39

    2.4. ETAPAS DE DOSAGEM.................................................................................................................................47 2.5. MTODO DE DOSAGEM I.N.T. (INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA) ...................................................51

    2.5.1. Histrico ...............................................................................................................................................51 2.5.2. Descrio do mtodo ............................................................................................................................54

    3. PROGRAMA EXPERIMENTAL...................................................................................................................61 3.1. MATERIAIS E ENSAIOS DE CARACTERIZAO .............................................................................................61

    3.1.1. Cimento Portland .................................................................................................................................61 3.1.2. Agregados.............................................................................................................................................62

    3.2. CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND...........................................................................................................67 3.2.1. Obteno grfica da mistura comparativa resultante (COMP) ...........................................................70 3.2.2. Aplicao do mtodo I.N.T. ..................................................................................................................77 3.2.3. Demonstrao das curvas resultantes das dimenses mximas caractersticas 9.5 mm, 19 mm, 25 mm e 50 mm baseadas na curva granulomtrica II, para os materiais utilizados na pesquisa ................................82

    4. RESULTADOS OBTIDOS, ANLISE E INTERPRETAO DOS DADOS .........................................87 4.1. RESULTADOS DAS PROPRIEDADES DO CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND ................................................87

    4.1.1. Concreto no estado fresco ....................................................................................................................87 4.1.2. Concreto no estado endurecido ............................................................................................................90

    5. CONCLUSES...............................................................................................................................................110

    6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS..........................................................................................................115

  • APNDICE A QUANTIFICAO EM MASSA DE MATERIAIS P/ MISTURAS DE CONCRETO .......125

    APNDICE B TABELAS DE RESULTADOS DE PROPRIEDADES MECNICAS DAS MISTURAS DE CONCRETO.............................................................................................................................................................133

    APNDICE C FORMA DE CLCULO DE RESISTNCIAS MECNICAS CONFORME NORMALIZAO..................................................................................................................................................135

    APNDICE D FOTOS DE ENSAIOS REALIZADOS EM LABORATRIO ...............................................138

    APNDICE E BACO DE DOSAGENS DAS MISTURAS AOS 28 DIAS ....................................................145

  • I

    Dedicatria

    Dedico este trabalho a minha me Donata e meu pai Amadeu, por todo amor e incentivo que

    recebi, pois se no fossem eles, no seria quem sou. Ao meu irmo Clodoaldo e a todos os meus

    familiares e amigos que de uma forma ou de outra me deram apoio durante todo este perodo. E

    em especial a minha prima Sonia, que durante a fase mais difcil, me acolheu e me ajudou, s

    aumentando minha admirao por to grande corao.

  • II

    AGRADECIMENTOS

    Em primeiro lugar agradeo a Deus, sem esta fora no seria possvel chegar at aqui.

    Ao Professor Dr. Vitor Antonio Ducatti, meu orientador, pela oportunidade de ingressar

    no curso de mestrado, por sua pacincia e pela confiana que me foi depositada.

    Faculdade de Engenharia Civil da Universidade de Campinas:

    Pela acolhida desta aluna para que pudesse obter a realizao pessoal em ser mestre por

    to respeitada instituio.

    A todos os coordenadores e funcionrios que fazem parte do departamento que nos

    ofereceram suporte por todo o perodo de realizao do curso, em especial Paulerman Maria da

    Conceio Mendes e Noemia Eiko Aquimoto.

    Aos professores e professoras dos quais tive o privilgio de ser aluna, recebendo todo

    aparato necessrio para realizao deste trabalho.

    Faculdade de Tecnologia de So Paulo:

    Pelo apoio aqueles que pretendem se dedicar ao meio acadmico.

    s bibliotecrias Silvia Mara Pastore, Luzinete Mutsumi Fujioka e Helena Tiomi Oshiro

    Pitton pelo acesso a boa parte do material utilizado por mim nesta pesquisa.

    A equipe do Departamento de Edifcios, pelo total apoio e compreenso que me foi dado

    durante todo o perodo de realizao deste trabalho, s funcionrias Judite Aparecida Calegare e

    Maria Miriam Godoy, em especial a chefe de departamento Elisa Akiko Nakano Takarashi, bem

    como aos professores da disciplina qual fao parte, Paulo J. B. Boselli e Isaura M. V. M.

    Cardoso.

    Ao professor e coordenador da disciplina Materiais de Construo, Celso Couto Junior e

    coordenadores de laboratrio, Mara Ftima do Prado e Jos Luiz Ribeiro de Macedo que

    permitiram a utilizao do laboratrio de Materiais, e tambm aos professores desta disciplina,

    em especial aos professores Jorge Elias Dib, Paulo Hidemitsu Ishikawa, Cleusa Maria Rosseto,

    Eduardo Franco Siqueira Cunha, pela disponibilidade de tempo dedicado esta mestranda. Ao

    professor Simo Priszkulnik, de quem tive o privilgio de ser aluna, e com quem pude contar

    num momento crucial deste trabalho.

    Pelo apoio incondicional que me dedicou o Auxiliar Docente Joo Paes Ribeiro,

    principalmente durante os trabalhos de ensaios realizados para esta pesquisa e ao Instrutor Jos

  • III

    Carlos Alves ao incentivo durante a realizao das disciplinas cursadas na Faculdade de

    Engenharia da Universidade de Campinas.

    Ao Instrutor Marcos Roberto do Nascimento do Departamento de Mecnica de preciso

    que prontamente atendeu a solicitao para fornecimento e confeco de uma pea primordial

    para rompimento de corpos-de-prova.

    A auxiliar docente Arisol Simone Sayuri Tsuda, ao instrutor Kleber Picolli Araujo e ao

    auxiliar docente Sidney Kazuyuki Nishida pelo apoio durante a fase de finalizao deste trabalho.

    s empresas Holcim do Brasil, Pedreira Cantareira a ela vinculada, empresa Cortesia

    Concretos, pela doao de todos os materiais utilizados nesta pesquisa. A empresa Redimix, que

    nos colocou a disposio seu espao, no momento que fosse necessrio.

  • IV

    LISTA DE ILUSTRAES Figura 2.1 Estgio 2 (A) - Perodo dormente (1 hora depois) ...................................................... 6

    Figura 2.2 Estgio 2 (B) - Perodo dormente (2 horas depois)..................................................... 6

    Figura 2.3 Estgio 3 - Incio de pega (4 horas depois) ................................................................. 7

    Figura 2.4 Estgio 4 - Endurecimento (9 horas depois) ............................................................... 7

    Figura 2.5 Influncia do tamanho do agregado e relao a/c na resistncia do concreto........... 18

    Figura 2.6 Resistncia trao na flexo x dimenso mxima caracterstica............................ 19

    Figura 2.7 Resistncia trao por compresso diametral x dimenso mxima caracterstica . 19

    Figura 2.8 Tipos de granulometria e volume de vazios.............................................................. 20

    Figura 2.9 Exsudao do concreto.............................................................................................. 25

    Figura 2.10 Consideraes de dosagem ..................................................................................... 46

    Figura 2.11 - Curva resistncia x relao gua / cimento.............................................................. 48

    Figura 2.12 Curvas granulomtricas de Bolomey / Graf............................................................ 53

    Figura 2.13 Composio granulomtrica da mistura seca Dmx 9.5mm ..................................... 55

    Figura 2.14 Composio granulomtrica da mistura seca Dmx 19 mm ..................................... 55

    Figura 2.15 Composio granulomtrica da mistura seca Dmx 25 mm ..................................... 56

    Figura 2.16 Composio granulomtrica da mistura seca Dmx 37,5 mm .................................. 56

    Figura 2.17 Composio granulomtrica da mistura seca Dmx 50 mm ..................................... 57

    Figura 2.18 Composio granulomtrica da mistura seca Dmx 78 mm ..................................... 57

    Figura 3.1 Composio granulomtrica dos agregados (normal e invertida)............................. 72

    Figura 3.2 Composio granulomtrica dos agregados (normal e invertida) e curva II ............ 73

    Figura 3.3 Grfico de obteno de porcentagens de agregados ................................................. 74

    Figura 3.4 Composio granulomtrica curva II 37,5 mm e mistura comparativa resultante

    (COMP) ................................................................................................................................. 75

    Figura 3.5 Curva resultante baseada na curva granulomtrica II 9.5 mm (COMP 1) ................ 83

    Figura 3.6 Curva resultante baseada na curva granulomtrica II 19 mm (COMP 2) ................. 84

    Figura 3.7 Curva resultante baseada na curva granulomtrica II 25 mm (COMP 3) ................. 85

    Figura 3.8 Curva resultante baseada na curva granulomtrica II 50 mm (COMP 4) ................. 86

    Figura 4.1 Trao do concreto 50 mm - curva III ........................................................................ 89

    Figura 4.2 Trao do concreto 37,5 mm - curva I........................................................................ 90

    Figura 4.3 Trao do concreto 37,5 mm - curva II....................................................................... 90

  • V

    Figura 4.4 Trao do concreto 37,5 - curva III ............................................................................ 90

    Figura 4.5 Resistncia compresso axial das misturas ............................................................ 91

    Figura 4.6 Resistncia trao na flexo das misturas .............................................................. 92

    Figura 4.7 Resistncia trao por compresso diametral das misturas.................................... 93

    Figura 4.8 Grfico tenso x deformao D mx 9.5 mm.............................................................. 94

    Figura 4.9 Grfico tenso x deformao D mx 19 mm............................................................... 95

    Figura 4.10 Grfico tenso x deformao D mx 25 mm............................................................. 95

    Figura 4.11 Grfico tenso x deformao D mx 37.5 mm.......................................................... 96

    Figura 4.12 Grfico tenso x deformao D mx 50 mm............................................................. 96

    Figura 4.13 Mdulo esttico de deformao longitudinal das misturas ..................................... 97

    Figura 4.14 Resistncia compresso axial de ruptura aps determinao do mdulo esttico de

    deformao das misturas ....................................................................................................... 98

    Figura 4.15 Comparao das propriedades mecnicas das misturas: curva II 37,5 mm e

    comparativa curva II 37,5 mm.......................................................................................... 100

    Figura 4.16 Comparao dos mdulos estticos de deformao das misturas: curva II 37,5 mm

    e comparativa curva II 37,5 mm (COMP) ........................................................................ 101

    Figura 4.17 Resistncia compresso axial x dimenso mxima caracterstica.................... 103

    Figura 4.18 Resistncia trao na flexo x dimenso mxima caracterstica........................ 104

    Figura 4.19 Resistncia trao por compresso diametral x dimenso mxima caracterstica

    ............................................................................................................................................. 105

    Figura 4.20 Influncia da dimenso mxima caracterstica e relao a/c na resistncia

    compresso .......................................................................................................................... 107

    Figura 4.21 Influncia da Dimenso mxima caracterstica na relao entre resistncia

    compresso e trao na flexo............................................................................................. 109

    Figura 4.22 Influncia da Dimenso mxima caracterstica na relao entre resistncia

    compresso e trao por compresso diametral .................................................................. 109

    Figura D.1 Determinao da massa especfica do cimento Portland ....................................... 138

    Figura D.2 Determinao da finura do cimento Portland por peneiramento............................ 138

    Figura D.3 Determinao da resistncia compresso simples do cimento Portland .............. 139

    Figura D.4 Determinao da massa unitria em estado solto do agregado .............................. 139

    Figura D.5 - Determinao da composio granulomtrica do agregado ................................... 139

  • VI

    Figura D.6 Determinao da massa especfica do agregado mido.......................................... 140

    Figura D.7 Determinao do teor de material fino que passa atravs da peneira 75 m por

    lavagem, do agregado mido............................................................................................... 140

    Figura D.8 Determinao do teor de argila e materiais friveis............................................... 140

    Figura D.9 Determinao da massa especfica do agregado grado ........................................ 141

    Figura D.10 Amostras de fraes de agregados mido e grado separados por peneiramento

    mecnico.............................................................................................................................. 141

    Figura D.11 - Determinao da consistncia do concreto pelo abatimento do tronco de cone... 142

    Figura D.12 - Preparao dos corpos-de-prova para ensaios de resistncia mecnica e mdulo de

    elasticidade .......................................................................................................................... 142

    Figura D.13 - Determinao da resistncia compresso de corpos-de-prova cilndricos......... 143

    Figura D.14 - Determinao da resistncia trao por compresso diametral de corpos-de-prova

    cilndricos ............................................................................................................................ 143

    Figura D.15 - Determinao da resistncia trao na flexo de corpos-de-prova prismticos. 143

    Figura D.16 - Determinao do mdulo esttico de elasticidade e deformao ......................... 144

    Figura E.1 baco mostrando os resultados da dosagem aos 28 dias (CONFORME HELENE e

    TERZIAN, 1993)................................................................................................................. 145

  • VII

    LISTA DE TABELAS Tabela 2.1 Tipos de cimento Portland comercializados no Brasil ............................................... 8

    Tabela 2.2 Exigncias qumicas dos cimentos segundo normas brasileiras................................. 9

    Tabela 2.3 Exigncias fsicas para os cimentos segundo normas brasileiras ............................. 10

    Tabela 2.4 Correspondncia de cimentos Portland nacionais e americanos segundo ASTM C

    150 ......................................................................................................................................... 11

    Tabela 2.5 Tabela de grupos de resistncia compresso ......................................................... 26

    Tabela 2.6 - Desvio padro dado ao nmero de exemplares ......................................................... 29

    Tabela 2.7 - Causas de variao da resistncia do concreto.......................................................... 30

    Tabela 2.8 Resultados de ensaios de resistncia compresso e mdulo de elasticidade ......... 35

    Tabela 2.9 - Forma de indicao de trao...................................................................................... 40

    Tabela 2.10 Correspondncia entre relao a/c, agressividade e qualidade de concreto ........... 48

    Tabela 2.11 - Classe de agressividade ambiental ......................................................................... 49

    Tabela 2.12 - Teor de gua materiais secos de acordo com adensamento .................................... 50

    Tabela 2.13 Tabela resumo das composies granulomtricas das misturas secas.................... 58

    Tabela 3.1 - Caractersticas fsicas e mecnicas do cimento Portland CP-II-E-32 ....................... 61

    Tabela 3.2 - Caractersticas fsicas dos agregados midos............................................................ 62

    Tabela 3.3 - Caractersticas fsicas dos agregados grados........................................................... 63

    Tabela 3.4 - Composio granulomtrica dos agregados in natura conforme granulometria

    original, seguindo ABNT NM 248/2003............................................................................... 64

    Tabela 3.5 - Limites de distribuio granulomtrica agregado mido .......................................... 65

    Tabela 3.6 - Limites de distribuio granulomtrica agregado grado ......................................... 66

    Tabela 3.7 - Quantidade de concreto para curvas I, II E III (D MX 9,5 mm; 19,0 mm; 25 mm;

    37,5 mm) e mistura resultante (COMP) ................................................................................ 68

    Tabela 3.8 - Quantidade de concreto para curvas I, II E III (D MX 50,0 mm) e mistura resultante

    (COMP) ................................................................................................................................. 68

    Tabela 3.9 - Quantidade de materiais (cimento e agregados separados em fraes) das curvas I, II

    E III (D MX 9,5 mm; 19,0 mm; 25,0 mm; 37,5 mm; 50,0 mm), em (kg)............................. 69

    Tabela 3.10 - Porcentagens acumuladas de agregados mistura resultante comparativa II 37,5 mm

    ............................................................................................................................................... 71

    Tabela 3.11 Composio granulomtrica dos agregados ............................................................ 78

  • VIII

    Tabela 3.12 Composio granulomtrica curva II 37,5mm ....................................................... 78

    Tabela 3.13 Comparao composio granulomtrica curva II 37,5mm e curva resultante obtida

    ............................................................................................................................................... 81

    Tabela 3.14 Trao das misturas resultantes das curvas II 9,5 mm, II 19 mm, II 25 mm e II 50

    mm......................................................................................................................................... 82

    Tabela 4.1 - Caractersticas gerais das misturas ............................................................................ 88

    Tabela 4.2 - Mdulo de deformao e tenso de ruptura (I.N.T) ................................................ 102

    Tabela 4.3 - Resistncia compresso axial, trao na flexo e trao por compresso diametral

    (MTODO I.N.T)................................................................................................................ 106

    Tabela 4.4 Relao entre as resistncias de trao e compresso (MTODO I.N.T) .............. 108

    Tabela 5.1 Valores de teor gua / materiais secos tericos e experimentais ............................ 111

    Tabela A.1 - Quantidades em massa de materiais curva I DMX 9,5 mm ................................... 125

    Tabela A.2 - Quantidades em massa de materiais curva I DMX 19,0 mm ................................. 125

    Tabela A.3 - Quantidades em massa de materiais curva I DMX 25,0 mm ................................. 126

    Tabela A.4 - Quantidades em massa de materiais curva I DMX 37,5 mm ................................. 126

    Tabela A.5 - Quantidades em massa de materiais curva I DMX 50,0 mm ................................. 126

    Tabela A.6 - Quantidades em massa de materiais curva II DMX 9,5 mm .................................. 127

    Tabela A.7 - Quantidades em massa de materiais curva II DMX 19,0 mm ................................ 127

    Tabela A.8 - Quantidades em massa de materiais curva II DMX 25,0 mm ................................ 128

    Tabela A.9 - Quantidades em massa de materiais curva II DMX 37,5 mm ................................ 128

    Tabela A.10 - Quantidades em massa de materiais curva II DMX 50,0 mm .............................. 129

    Tabela A.11 - Quantidades em massa de materiais curva III DMX 9,5 mm............................... 129

    Tabela A.12 - Quantidades em massa de materiais curva III DMX 19,0 mm............................. 130

    Tabela A.13 - Quantidades em massa de materiais curva III DMX 25,0 mm............................. 131

    Tabela A.14 - Quantidades em massa de materiais curva III DMX 37,5 mm............................. 131

    Tabela A.15 - Quantidades em massa de materiais curva III DMX 50,0 mm............................. 132

    Tabela B.1 - Resistncia compresso axial............................................................................... 133

    Tabela B.2 - Resistncia trao por compresso diametral ...................................................... 133

    Tabela B.3 - Resistncia trao na flexo................................................................................. 134

    Tabela B.4 - Mdulo esttico de deformao e tenso de ruptura .............................................. 134

    Tabela C.1 - Nveis de carregamento e leituras de deformao .................................................. 137

  • IX

    LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

    ABESC Associao Brasileira das Empresas de Servios de Concretagem

    ACI American Concrete Institute

    A.B.C.P Associao Brasileira de Cimento Portland (SO PAULO)

    CCA Cement and Concrete Association

    I.P.T Instituto de Pesquisas Tecnolgicas S/A

    I.T.E.R.S Instituto Nacional de Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul

    I.N.T Instituto Nacional de Tecnologia (RIO DE JANEIRO)

    ISO International Organization for Standardization

    NBR Norma Brasileira registrada no INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia)

    Al2O3 xido de alumnio (alumina)

    CaO xido de clcio (cal)

    CO2 Dixido de carbono (gs carbnico)

    C-S-H Silicato de clcio

    Fe2O3 - xido de ferro

    K2O - xido de potssio

    MgO - Magnsio

    Na2O - xido de sdio

    Mn3O4 - xido de mangans

    P2O5 - Anidrido fosfrico

    SiO2 - Slica

    SO3 - Anidrido sulfrico

    TiO2 - xido de titnio

  • X

    CPI - Cimento Portland comum

    CPI-S Cimento Portland comum com adio

    CPII-E Cimento Portland composto com adio de escria

    CPII-Z Cimento Portland composto com adio de pozolana

    CPII-F Cimento Portland composto com adio de fler

    CPIII Cimento Portland de alto forno

    CPIV Cimento Portland pozolnico

    CPV- ARI Cimento Portland de alta resistncia inicial

    RS Cimento Portland resistente a sulfatos

    BC Cimento Portland de baixo calor de hidratao

    CPB Cimento Portland branco estrutural

    CPP Cimento Portland para postos petrolferos

  • XI

    RESUMO CAMPOS, Viviane de. Avaliao da Aplicabilidade do Mtodo I.N.T de Dosagem de concreto.

    Campinas, 2007. 145 f. Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia Civil,

    Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas.

    O presente trabalho tem por objetivo, comprovar a aplicabilidade do mtodo de dosagem

    I.N.T (Instituto Nacional de Tecnologia) analisando as propriedades fsicas (consistncia e massa

    especfica) e mecnicas (resistncia compresso axial, resistncia trao por compresso

    diametral, resistncia trao na flexo e mdulo de deformao longitudinal) do concreto. Para

    tanto foram utilizados, agregados grados britados provenientes de rochas granticas, variando

    sua dimenso mxima caracterstica entre 9,5 mm e 50,0 mm, agregado mido artificial e

    proveniente de leito de rio. Foram preparadas 15 misturas baseadas nas curvas granulomtricas

    sugeridas como timas e 01 mistura comparativa, utilizando-se os agregados conforme

    fornecidos. Os resultados mostraram que o mtodo apresenta incoerncias quanto s

    caractersticas fsicas e mecnicas previstas por Lobo Carneiro.

    Palavras-chave: concreto, dosagem, propriedades, agregados e granulometria.

  • XII

    ABSTRACT

    CAMPOS, Viviane de. Assessment of applicability of I.N.T. concrete mixture proportioning method.

    Campinas, 2007. 145 f. Dissertation (Masters degree in Civil Engineering) University of Civil

    Engineering Architecture and Urbanization of the State University of Campinas.

    The objective of this experimental work is to prove the applicability of I.N.T (Instituto

    Nacional de Tecnologia) concrete mixture proportioning method by analyzing the physical

    (specific gravity and consistency) and mechanical (compressive strength, splitting tensile

    strength, flexural strength and static modulus of elasticity) properties of concrete. For so much, it

    were used local granitic crushed stone (So Paulo) as coarse aggregate, with nominal maximum

    particle size varying from 9.5 mm to 50 mm, natural sand dredged from river and artificial sand

    (fine fraction of crushed stone). Fifteen mixtures were prepared based on an optimal combined

    aggregate grading provided by the I. N. T. method, and a reference mixture using the same

    crushed stone as coarse aggregate with its original grading. The results showed that the method

    presents some incoherence in relation to the mechanical and physical characteristics, already

    anticipated by his author, Lobo Carneiro.

    Keywords: concrete, proportion, properties, aggregate and grading .

  • 1

    1. INTRODUO

    O clculo de uma composio de concreto (trao) compreende as operaes para a

    determinao das caractersticas necessrias e especficas que uma mistura deve ter ao ser

    empregada para uma determinada concretagem.

    No Brasil, os mtodos ensinados na disciplina de Materiais de Construo nos cursos de

    Engenharia Civil apresentam a seguinte seqncia de passos para a execuo de uma dosagem:

    1- fixao da relao gua/cimento do concreto em funo da resistncia compresso e de

    durabilidade de acordo com o tipo de estrutura e o grau de exposio da mesma;

    2- fixao, atravs de misturas experimentais, da relao gua/materiais secos e da proporo

    entre os agregados midos e grados em funo da trabalhabilidade da mistura fresca;

    3- traado da curva efetiva de dependncia entre a resistncia compresso e a relao

    gua/cimento dos materiais empregados e o ajuste final do trao.

    Nesta dissertao o concreto dosado de acordo com o mtodo do I.N.T. (Instituto

    Nacional de Tecnologia). Este uma adaptao dos mtodos de Bolomey e Graff realizada pelo

    pesquisador Fernando Luiz Lobo B. Carneiro que foi apresentado em 1937, revisado em 1943,

    da as justificativas para a adoo deste mtodo, pelo fato de ser derivado de outros mtodos de

    dosagem consagrados internacionalmente, constar dos currculos de Engenharia Civil e ainda no

    ter sido estudado com rigor e profundidade para aplicao nas misturas convencionais de

    concreto. Portanto, o objetivo desta dissertao comprovar a aplicabilidade do mtodo de

    dosagem I.N.T. verificando as propriedades do concreto fresco, dando nfase a trabalhabilidade,

    e as resistncias mecnicas do concreto endurecido.

    O mtodo consiste em apresentar a granulometria da mistura seca (cimento + agregados) do

    concreto (sem a gua) na forma de uma curva granulomtrica uniforme. Enfim, uma curva tima

    ou ideal para a composio do concreto e a dosagem quase pronta. A curva granulomtrica da

    mistura seca estabelecida para cada dimenso mxima caracterstica do concreto e para trs

    intensidades de adensamento a serem empregadas na compactao destes concretos: curva I para

    adensamento manual, a curva II para adensamento vibratrio moderado (obras correntes de

    concreto armado, edifcios, etc.) e curva III para adensamento vibratrio enrgico. Entre as

    curvas II e III devem se situar as composies de concretos destinados construo de pontes e

    concreto protendido.

  • 2

    A apreciao do comportamento do concreto no estado fresco e no estado endurecido para

    as composies seguindo rigorosamente as curvas granulomtricas timas preconizadas pelo

    mtodo. Para tanto, foram preparadas misturas de concreto com dimenses mximas

    caractersticas de 9,5 mm, 19 mm, 25 mm, 37,5 mm e 50 mm e para serem adensadas segundo os

    trs critrios mencionados acima.

    No total foram feitas 15 misturas de concreto, e moldados para cada mistura, corpos-de-

    prova cilndricos (100 x 200 mm; 150 x 300 mm) e prismticos (150 x 150 x 500 mm), rompidos

    nas idades determinadas de 07 e 28 dias, obtendo-se as resistncias compresso axial, trao

    por compresso diametral, trao na flexo e mdulos estticos de deformao longitudinal de

    cada uma delas.

    Alm das misturas obtidas atravs das curvas granulomtricas do mtodo, foi executada

    tambm uma mistura cujas caractersticas seguiram curva II, de dimenso mxima caracterstica

    37,5mm, na qual no foram separadas as fraes de cada dimetro, mas utilizadas conforme

    trazidas pelo fornecedor, usando os mesmos procedimentos de mistura, adensamento e moldagem

    utilizados na curva citada, para obter resultados comparativos.

    Atravs destes ensaios procurou-se observar qual o comportamento das propriedades do

    concreto, baseando-se nas premissas do mtodo I.N.T.

    1.1. Estrutura da pesquisa

    Esta dissertao composta de cinco captulos.

    Captulo 1, introduo, so feitas descries sumrias dos fundamentos gerais dos

    mtodos de dosagem racional de concreto, e da apresentao do mtodo I.N.T. de dosagem. Alm

    disso, so esclarecidos os objetivos que se pretende com a realizao do trabalho, bem como, as

    justificativas para sua execuo.

    Captulo 2 so feitas abordagens dos materiais utilizados na dosagem, descritas as

    propriedades fundamentais e suas influncias no concreto fresco e endurecido, citados os

    principais mtodos de dosagem no Brasil (I.P.T, I.T.E.R.S, A.B.C.P) e tambm o mtodo A.C.I,

    alm de uma descrio detalhada do mtodo I.N.T, foco deste trabalho.

    O captulo 3 descreve o programa experimental, discorrendo a metodologia empregada, a

    caracterizao dos materiais e os ensaios mecnicos: resistncia compresso axial, resistncia

  • 3

    trao por compresso diametral, resistncia trao na flexo e mdulo esttico de deformao

    longitudinal.

    Captulo 4, demonstrao, comentrios e anlise dos resultados dos ensaios obtidos na

    pesquisa quanto a propriedades fsicas e mecnicas do concreto de cimento Portland.

    O captulo 5 apresenta as consideraes finais e concluses baseadas nos ensaios e

    apontamentos tericos apresentados na reviso bibliogrfica.

  • 4

    2.1.1.

    2. REVISO BIBLIOGRFICA

    2.1. Materiais

    Cimento Portland

    Para Kihara e Centurione (2005), cimentos so substncias ligantes, capazes de unir

    fragmentos de materiais slidos em um corpo compacto, sendo que o Cimento Portland uma

    substncia ligante, com capacidade aglomerante, considerado um aglomerante hidrulico, que

    aps reagir com gua, sofre transformaes qumico-mineralgicas, e, juntamente com os

    agregados, forma um compsito, o concreto.

    Constitudo por cal (CaO), slica (SiO2), alumina (Al2O3), xido de ferro (Fe2O3), magnsia

    (MgO) e anidrido sulfrico (SO3), xido de sdio (Na2O), xido de potssio (K2O), xido de

    titnio (TiO2), xido de mangans (Mn3O4) e anidrido fosfrico (P2O5), misturadas em

    propores convenientes, pulverizadas e homogeneizadas, levadas ao forno para se obter o

    clnquer (PETRUCCI, 1998). O qual ser modo em partculas menores que 75m de dimetro,

    normalmente em moinhos de bolas, adicionando nesta operao gipsita ou sulfato de clcio com

    a funo de controlar as reaes de incio de pega e endurecimento do cimento (MEHTA e

    MONTEIRO, 1994).

    Com o avano tecnolgico comearam a se acrescentar materiais que alm de diminuir o

    custo do cimento, melhoram sua qualidade. So as adies mais utilizadas: escria granulada de

    alto-forno (subproduto da fabricao de gusa) e pozolanas (naturais e artificiais) (KIHARA e

    CENTURIONE, 2005).

    Segundo Mehta e Monteiro (1994) o cimento Portland no aglomera os agregados

    midos e grados, mas tem a capacidade de se aderir a estes quando misturado gua, pois reage

    quimicamente com ela, processo que se chama de hidratao do cimento, do qual resultam

    produtos que tem caractersticas de pega (solidificao) e endurecimento (taxa de

    desenvolvimento da resistncia).

    Sendo o cimento um material constitudo por vrios compostos, o processo de hidratao se

    d pela ocorrncia de reaes simultneas de compostos anidros com a gua, mas conhecido

    que estes no se hidratam na mesma velocidade. Na hidratao so considerados os principais

  • 5

    componentes mineralgicos do clnquer, os aluminatos que tm sua responsabilidade no

    enrijecimento (perda de consistncia) e pega, caractersticas ligadas pasta de cimento que se

    hidrata mais rapidamente e os silicatos que tem participao no endurecimento da pasta, hidrata-

    se com menor velocidade, sendo que correspondem a 75% do total de compostos (KIHARA e

    CENTURIONE, 2005) (MEHTA e MONTEIRO, 1994). Estas reaes, ento, cessaro quando

    no houver mais anidros (relao a/c alta e boa cura), quando a gua no chegar s fases no

    hidratadas (sistemas excessivamente densos ou defloculados) ou no houver mais gua livre

    (relao a/c baixa) (ATCIN, 2000).

    Atcin (2000) divide a hidratao em cinco estgios:

    Estgio 1 - Perodo de mistura: ons so liberados, so gerados dois hidratos, silicato de clcio

    hidratado (C-S-H) e etringita (sal trissulfoaluminato de clcio hidratado);

    Estgio 2 - Perodo dormente: aumento do pH e teor de ons Ca++ da gua de mistura, o fluxo

    trmico fica mais lento, ocorre um equilbrio entre ons de alumnio e sulfato, forma-se pequenas

    quantidades de hidratos de etringita, aluminato de clcio hidratado e C-S-H. Ocorre a floculao

    dos gros de cimento (figura 2.1 e 2.2);

    Estgio 3 - Incio de pega: o xido de clcio inicia sua precipitao, nesta fase praticamente no

    existem mais compostos de silicato, dado a um alto consumo de Ca++ e OH-, acelera-se o

    processo de dissoluo de componentes e o fluxo trmico aumenta devagar (figura 2.3);

    Estgio 4 - Endurecimento: existe menos sulfato de clcio para reagir com aluminato, ons de

    SO4 so consumidos pela etringita, e esta se torna fonte para o sulfato formar o

    monosulfoaluminato com fase aluminato, o processo gera calor e acelera hidratao do silicato

    (figura 2.4);

    Estgio 5 - Reduo de velocidade: os gros j esto cobertos por uma camada de hidratos, se

    tornando mais espessa, nesta fase inicia-se a dificuldade para gua livre chegar nas partes no

    hidratadas e a pasta hidratada aparenta uma compacta pasta amorfa.

  • Figura 2.1 Estgio 2 (A) - Perodo dormente (1 hora depois)

    Fonte: (ATCIN, 2000)

    Figura 2.2 Estgio 2 (B) - Perodo dormente (2 horas depois)

    Fonte: (ATCIN, 2000)

    6

  • Figura 2.3 Estgio 3 - Incio de pega (4 horas depois)

    Fonte: (ATCIN, 2000)

    Figura 2.4 Estgio 4 - Endurecimento (9 horas depois)

    Fonte: (ATCIN, 2000)

    7

  • 8

    Durante a hidratao surgem os poros na estrutura de concreto, na qual o volume destes

    depender no s da relao gua/cimento, mas tambm da quantidade de produtos slidos de

    hidratao, que deve ser superior a 60% para que a durabilidade da estrutura no seja

    comprometida (KIHARA e CENTURIONE, 2005).

    A escolha do cimento baseada no desempenho exigido do concreto (resistncia

    mecnica e trabalhabilidade) (TANGO, 2005).

    Quanto ao consumo de cimento, obtido nos estudos de dosagem, mas devem-se tomar

    certos cuidados, pois seu excesso, alm do aumento de custos, trar prejuzos quanto

    capacidade de absorver deformaes, com maior tendncia fissurao por retrao qumica e

    trmica (CREMONINI et al, 2001).

    No Brasil, os tipos de cimento encontrados no mercado so demonstrados na tabela 2.1.

    Tabela 2.1 Tipos de cimento Portland comercializados no Brasil

    Contedo dos componentes (%) Nome Tcnico do Cimento Portland

    Sigla Classes

    Clnquer + gesso

    Escria Pozolana Fller calcrio

    Comum CPI 25,32,40 100 0

    Comum com Adio CPI-S 25,32,40 99-95 1-5

    Composto com Escria CPII-E 25,32,40 94-56 6-34 0 0-10

    Composto com Pozolana CPII-Z 25,32,40 94-76 0 6-14 0-10

    Composto com Fler CPII-F 25,32,40 94-90 0 0 6-10

    Alto Forno CPIII 25,32,40 65-25 35-70 0 0-5

    Pozolnico CPIV 25,32 85-45 0 15-50 0-5

    Alta Resistncia Inicial CPV-ARI

    - 100-95 0 0 0-5

    Resistente a Sulfatos RS 25,32,40 - - - -

    Baixo Calor de Hidratao BC 25,32,40 - - - -

    Branco Estrutural CPB 25,32,40 - - - -

    Fonte:(KIHARA e CENTURIONE, 2005)

  • No mercado, tambm so encontrados: Cimento Portland Branco no Estrutural (CPB) e

    Cimento para Poos Petrolferos (CPP) (KIHARA e CENTURIONE, 2005).

    As normas brasileiras recomendam exigncias qumicas (tabela 2.2) e fsicas (tabela 2.3)

    para os cimentos comercializados.

    A tabela 2.4 apresenta uma correspondncia entre os cimentos Portland brasileiro e

    americano.

    Tabela 2.2 Exigncias qumicas dos cimentos segundo normas brasileiras

    Fonte: (KIHARA e CENTURIONE, 2005)

    9

  • Tabela 2.3 Exigncias fsicas para os cimentos segundo normas brasileiras

    Fonte: (KIHARA e CENTURIONE, 2005)

    10

  • Tabela 2.4 Correspondncia de cimentos Portland nacionais e americanos segundo ASTM C 150

    Fonte: (MEHTA e MONTEIRO, 1994)

    11

  • Quanto aplicao dos cimentos utilizados no mercado nacional (KIHARA e

    CENTURIONE, 2005) temos:

    CP I e CP I -S utilizados em servios de construo geral sem exigncias de propriedades

    especficas;

    CP I-S com adio, 5% de material pozolnico, escria granulada de alto-forno ou fller,

    construo em geral;

    CP II-Z (com adio de material pozolnico), utilizado para lanamento de macios de concreto,

    com volumes grandes de concretagem e superfcie pequena;

    CP II-E (com adio de escria granulada de alto-forno), utilizado em estruturas que exijam

    desprendimento lento de calor, ou mesmo estruturas que possam ser atacadas por sulfatos;

    CP II-F (com adio de material carbontico), utilizado em argamassas de assentamento,

    revestimento, argamassa armada, concretos simples e armado, protendido, projetado, rolado,

    magro, concreto-massa e elementos pr-moldados e artefatos de concreto, pisos, pavimentos de

    concreto e solo-cimento;

    CP III (com escria), utilizado em argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada,

    concreto simples e armado, protendido, projetado, rolado, magro, etc. Em obras de concreto-

    massa: como barragens, peas de grandes dimenses, fundaes de mquinas, pilares, pilares de

    pontes, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregado reativo, obras em ambiente

    agressivo, obras submersas, pavimentos de estrada e pistas de aeroporto.

    CP IV (com pozolana), utilizado em argamassa, de concreto simples, armado e protendido,

    elementos pr-moldados e artefatos de concreto. Em obras expostas ao de gua corrente e

    agressiva.

    A influncia do cimento nas resistncias mecnicas se far de acordo com os compostos

    neles empregados durante sua produo, ou ainda pela finura de seus gros. Componentes: C3S,

    C3A, C2S,, sendo que para se obter resistncias iniciais altas o cimento deve conter maior

    quantidade de C3S, C3A. Porm quando possuir grande quantidade de C2S, sero obtidas altas

    resistncias finais. O calor de hidratao liberado durante as reaes tambm ser influenciado

    pelos compostos do cimento, fazendo com que o tempo de endurecimento do concreto seja

    varivel (MEHTA e MONTEIRO, 1994).

    12

  • 2.1.2. gua

    2.1.3. Agregados

    A gua adicionada ao concreto apresenta duas funes importantes: divide-se em gua de

    hidratao que reage com o cimento e contribui para o aumento da resistncia e a gua de

    amassamento que confere plasticidade ao concreto, a qual, no estando na quantidade certa, pode

    contribuir negativamente na resistncia, portanto se deve preferencialmente reduzir dentro dos

    limites de trabalhabilidade a quantidade de gua. Esta quantidade, relacionada quantidade de

    cimento utilizado na mistura, denomina-se proporo de relao gua/cimento (relao a/c).

    Reyes (2006), tambm considera importante que se determine umidade e absoro dos

    agregados. Os agregados grados tm umidade praticamente desconsiderada, ainda assim deve

    ser estudado, o contrrio ocorre com o agregado mido, onde a quantidade de gua deve ser

    revista se o agregado estiver mido, para que no ocorram prejuzos quanto resistncia

    requerida.

    Os agregados devem ser formados de partculas resistentes e sem a presena de materiais

    deletrios (argila, mica, silte, sais, matria orgnica, etc) (ANDOLFATO, 2002).

    Petrucci (1998) cita a importncia dos agregados nas argamassas e concretos, tanto do

    ponto de vista econmico como tcnico, pois possuem uma resistncia superior pasta de

    cimento, influenciando positivamente nas caractersticas principais do concreto, nas resistncias

    ao desgaste e retrao.Do ponto de vista econmico, os agregados custam muito menos que o

    cimento.

    Anteriormente o agregado, apesar de ocupar cerca de 80% do volume do concreto, era

    tratado como um material de enchimento inerte, mas com o avano da tecnologia do concreto

    foram iniciados estudos quanto composio granulomtrica, absoro de gua, forma, textura,

    resistncia compresso, mdulo de elasticidade e estudo das reaes destes quanto a substncias

    deletrias, e foram verificadas as melhorias que estes vem provocando nas misturas

    (CARNEIRO, BARATA e PICANO, 2002).

    Os agregados no s fornecem um concreto econmico por ocupar um grande volume,

    mas tambm so responsveis pela estabilidade volumtrica e maior durabilidade.

    13

  • Considera-se agregado o material sem forma ou volume definidos, normalmente inerte,

    que possui dimenses e propriedades consideradas adequadas para utilizao em construo civil

    (ABESC) (PETRUCCI, 1998).

    A NBR 9935/2004 define o agregado como: material granular, geralmente inerte com

    dimenses e propriedades adequadas para a preparao de argamassa e concreto.

    Para Silva (1991), agregado um conjunto de gros naturais, processados ou

    manufaturados, apresentados numa seqncia de diferentes tamanhos, interligados por um

    material aglomerante, formando argamassas e concretos.

    So classificados quanto :

    Natureza, ou seja, sua origem, so: natural (material ptreo utilizado conforme encontrado na natureza), artificial (resultado de industrializao), reciclado (proveniente de rejeitos ou

    subprodutos industriais, etc.) e especial (materiais que atendam solicitaes no usuais)

    (BUEST NETO, 2006);

    Dimenses (tamanho das partculas de acordo com distribuio granulomtrica) so: mataco (dimenses superiores 250 mm), pedra de mo ou racho (dimenses entre 50 e 250mm),

    agregado grado (gros que passam atravs da peneira c/ abertura de malha 75mm e retidos

    na peneira de 4,75mm), pedrisco (gros que passam atravs da peneira com abertura de

    malha de 12,5mm e retidos na peneira de malha 4,75mm), agregado mido (gros que passam

    pela peneira com abertura de malha 4,75mm e retidos na peneira de malha de 150 m), p de

    pedra (material que passa atravs da peneira de malha 6,3mm e filler microfino (material que

    passa atravs da peneira com abertura de malha de 150 m) (ABNT PROJETO NBR

    9935/2004);

    Massa especfica (aparente) so: agregado leve ( < 1120 kg/m3), agregado normal ( 2400 kg/m3) e agregado denso ou pesado (2800 < < 6100 kg/m3) (MEHTA e MONTEIRO,

    1994);

    Forma das partculas: quanto s dimenses (lamelares ou achatadas e alongada), quanto a vrtices e arestas (arredondadas e angulosas) e quanto textura (lisa ou spera) (MEHTA e

    MONTEIRO, 1994).

    14

  • Segundo NBR 7211/2005 temos por definio:

    Agregado mido: agregado cujos gros passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm

    e ficam retidos na peneira com abertura de malha de 150 m, em ensaio realizado de acordo com

    ABNT NBR NM 248/2003, com peneiras definidas pela ABNT NBR NM ISO 3310-1.

    Agregado grado: agregado cujos gros passam pela peneira com abertura de malha de 75 mm e

    ficam retidos na peneira com abertura de malha de 4,75 mm, em ensaio realizado de acordo com

    a ABNT NBR NM 248/2003, com peneiras definidas pela ABNT NBR NM ISO 3310-1.

    Completando-se a definio de agregado, de acordo com a norma da ABNT NBR

    7211/2005, os agregados devem ser compostos por gros de minerais duros, compactos,

    estveis, durveis e limpos, e no conter substncias de natureza e quantidade que possam afetar

    a hidratao e endurecimento do cimento, a proteo da armadura contra corroso, a durabilidade

    ou, quando for requerido, o aspecto visual externo do concreto.

    Segundo Mehta e Monteiro (1994) o cimento Portland no aglomera os agregados

    midos e grados, mas tem a capacidade de se aderir a estes quando misturado gua, pois reage

    quimicamente com ela, processo que se chama de hidratao do cimento, do qual resultam

    produtos que tem caractersticas de pega (solidificao) e endurecimento (taxa de

    desenvolvimento da resistncia).

    As propriedades, como tamanho, granulometria, forma e textura de superfcie, apresentam

    influncia em trabalhabilidade e resistncia do concreto. Agregados mais angulosos e textura

    superficial spera contm mais vazios que os agregados arredondados com textura lisa e

    conseqentemente exigira mais gua para produzir um concreto trabalhvel (JANKAR e RAO,

    2004). Denis et al (2002) atravs de sua pesquisa tambm relacionam a trabalhabilidade do

    concreto fresco com forma, tamanho e quantidade de agregados.

    De acordo com Andriolo e Sgarboza (1993), o agregado pode influir de formas diferentes

    nas propriedades do concreto tanto em seu estado fresco como endurecido:

    A superfcie do agregado influir na trabalhabilidade do concreto no estado plstico e na aderncia do concreto endurecido;

    15

  • A graduao das partculas do agregado influir na trabalhabilidade, compacidade e economia do concreto;

    A mineralogia das partculas do agregado influir na resistncia, deformao, durabilidade e estabilidade trmica do concreto; e na massa especfica ir influir na

    estabilidade volumtrica dada a secagem do concreto.

    Valverde (2001) apresenta as propriedades fsicas e qumicas dos agregados como sendo

    responsveis pela vida til das estruturas, e que na prtica existem vrios exemplos de falncia

    de estruturas por falhas tanto na seleo como manipulao dos agregados. Em mdia, por metro

    cbico, a constituio do concreto de 10% de cimento, 7% de gua, 42% agregado grado, 40%

    agregado mido e 1% de adies ou aditivos.E relaciona propriedades do concreto com

    caractersticas do agregado que as influenciam:

    Resistncia mecnica

    ticacaracters mxima Dimensogros dos Forma

    Limpezalsuperficia Textura

    agregado do mecnica aResistnci

    Retrao

    ticacaracters mxima DimensoLimpeza

    lsuperficia Texturagros dos Forma

    deelasticida de Mdulo

    Massa unitria

    ticacaracters mxima Dimenso riaGranulomet

    gros dos Forma especfica Massa

    Resistncia derrapagem { polimento ao Tendncia

    Economia

    idadeDisponibilrequerido entoBeneficiam

    ticacaracters mxima Dimenso riaGranulomet

    gros dos Forma

    16

  • Quanto s caractersticas dos agregados que influram nas propriedades do concreto

    teremos dimenso mxima caracterstica, tipo, forma, textura e granulometria:

    a) Dimenso mxima caracterstica

    Dal Molin, Vieira e Wolf (1997) apresentam como razes do aumento da resistncia aos

    esforos mecnicos, a diminuio da dimenso mxima dos agregados:

    Ocorrncia de danos microestrutura, sendo probabilisticamente, mais provvel de remanescerem falhas e fissuras em agregados de maiores dimenses, por serem extrados por

    explosivos;

    A ocorrncia da diminuio da tenso superficial do agregado; Diminuio da espessura da zona de transio, superfcie capaz de reter a gua, evitando

    exsudao e segregao no concreto fresco.

    A dimenso mxima do agregado tambm deve ser considerada; quanto menor for relao

    a/c, maior a influncia na resistncia a esforos mecnicos (GIAMMUSSO, 1992). Segundo

    Agostini e Longati (2006), quanto maior o tamanho do agregado, maior a zona de transio,

    maior a microfissurao e porosidade desta, ocasionando uma queda da resistncia mecnica. E

    ainda quanto dimenso mxima caracterstica, mesmo com baixos valores de relao

    gua/cimento, h uma queda significativa da resistncia trao do concreto quanto maior for o

    tamanho do agregado grado, comprovado atravs de ensaios (AKAOGLU, TOKYAY e

    ELIK, 2004). Para se ter noo de tamanha importncia, pode-se atravs de uma modificao da

    dimenso mxima caracterstica, cuidando para se obter uma distribuio granulomtrica bem

    feita e a correta escolha mineralgica, verificar os efeitos distintos na mistura de concreto, pois,

    para se manter constantes o teor de cimento e consistncia, o uso de agregados com partculas

    maiores de agregado exigir menor quantidade de gua de amassamento do que as misturas que

    usam agregados com partculas menores, mas em contra ponto, agregados maiores apresentam

    uma zona de transio mais fraca pela quantidade de microfissuras, dada a diminuio da

    superfcie especfica do agregado, podendo acarretar numa perda de resistncia, portanto, nesse

    caso, o comportamento das resistncias ser determinado pela relao gua/cimento e intensidade

    de carregamento (JACINTO e GIONGO, 2005). Cordon e Gillespie mostraram que ao se

    aumentar a dimenso mxima caracterstica, mantendo constantes a relao a/c e o abatimento, a

    17

  • influncia desta maior nas misturas de concreto de alta resistncia do que nas misturas de

    concretos de mdia e baixa resistncia, isto ocorre por que nelas so utilizados menores valores

    da relao a/c conseqentemente a menores ndices de porosidade da zona de transio, fator que

    torna mais significativa a influncia na resistncia do concreto (figura 2.5) (MEHTA e

    MONTEIRO, 1994).

    Figura 2.5 Influncia do tamanho do agregado e relao a/c na resistncia do concreto

    Fonte: (MEHTA e MONTEIRO, 1994)

    Na pesquisa realizada por Silva et al (2006), foi verificada a influncia da dimenso

    mxima do agregado grado nas resistncias trao na flexo e resistncia trao por

    compresso diametral, sendo utilizadas trs dimenses 25 mm, 19 mm e 9,5 mm nos ensaios, e os

    resultados mostraram que a ruptura se deu na interface pasta/agregado, ou seja, na zona de

    transio, e que quanto menor a dimenso mxima do agregado grado, mais densa a pea,

    portanto estas atingiram maiores resultados (fig. 2.6 e 2.7).

    18

  • Figura 2.6 Resistncia trao na flexo x dimenso mxima caracterstica

    Fonte: (SILVA et al, 2006)

    Figura 2.7 Resistncia trao por compresso diametral x dimenso mxima caracterstica

    Fonte: (SILVA et al, 2006)

    19

  • b) Tipo de agregado

    Em Barbosa et al (1999), os resultados de estudos realizados demonstraram que o tipo de

    agregado utilizado pode melhorar significativamente a resistncia compresso dos concretos de

    elevado desempenho, foram utilizados agregados britados de basalto e seixo rolado, onde o

    primeiro demonstrou resultados de maiores de resistncia.

    No mdulo de elasticidade a influncia do tipo de agregado demonstrada em Costa et al

    (2005), onde o basalto obteve maiores valores de mdulo que o calcrio e seixo rolado; em Silva

    e Pelisser (2005) em conjunto tipo de cimento e relao gua/cimento.

    Em Baalbaki et al (1991), ao utilizarem o arenito, quartzito e calcrio, mostram a

    influncia desta propriedade no desempenho final do concreto de alto desempenho.

    c) Forma e textura

    A forma e textura superficial do agregado tambm so importantes, j que a aderncia

    agregado-pasta de cimento e tem um papel fundamental no comportamento mecnico. Agregados

    angulares com superfcies speras tm melhor aderncia pasta de cimento do que agregados

    lisos e arredondados (DAL MOLIN, VIEIRA e WOLF, 1997).

    d) Granulometria

    Granulometria ou composio granulomtrica se define por: a distribuio em diferentes

    tamanhos de gros que compem o agregado, expressa em porcentagem do material retido

    acumulado, ou material passante acumulado em cada peneira (ISHIKAWA, 2003).

    A granulometria se divide em: contnua, descontnua e uniforme (figura 2.8).

    Figura 2.8 Tipos de granulometria e volume de vazios

    Fonte: (ISHIKAWA, 2003) 20

  • Granulometria contnua: a distribuio granulomtrica de forma uniforme de todas as

    dimenses, da maior menor (BUEST NETO, 2006). Os concretos de granulometria contnua

    so mais difundidos por apresentarem boa trabalhabilidade e pequena tendncia de segregao

    (ANDOLFATO, 2002);

    Granulometria descontnua: a distribuio das dimenses dos agregados escolhida de

    forma que as partculas possam arrumar-se, deixando um volume pequeno que ser preenchido

    por pasta de cimento. O concreto de granulometria descontnua apresenta maior resistncia que

    os usuais, mas tambm apresentam trabalhabilidades menores (adensamento com vibradores de

    grande potncia) e tem forte tendncia de segregao (ANDOLFATO, 2002). De acordo com

    Rodriguez (2006) so utilizados em estruturas sob condies especiais.

    Granulometria uniforme: apresenta uma grande concentrao de uma nica dimenso.

    A granulometria do agregado importante, porque ir interferir na qualidade e custo,

    tanto na tecnologia de argamassas e concretos, ao se utilizar uma areia grossa tanto argamassa

    como concreto ficaram com uma superfcie spera e de difcil trabalhabilidade, ou ao se utilizar

    uma areia muito fina, necessitaro de mais gua para obteno de boa trabalhabilidade. Quanto

    quantidade de vazios nas argamassas e concretos, ser menor quanto melhor o empacotamento

    entre os agregados, diminuindo-se assim a quantidade de pasta de cimento, por conseqncia,

    diminuindo custos (ISHIKAWA, 2003).

    Agregados bem graduados, sem deficincias ou mesmo excessos de dimenses (fraes),

    podem ser utilizados em maior quantidade, possibilitando misturas de concreto mais densas, onde

    as partculas menores preencheram os espaos entre partculas maiores eliminando vazios,

    melhorando consideravelmente a estabilidade volumtrica da mistura, elevando assim a

    resistncia mecnica. Esta estabilidade volumtrica influi no mdulo de elasticidade do concreto,

    dado ao empacotamento dos gros (DAL MOLIN, VIERIA e WOLF, 1997). Pode ainda diminuir

    custo, pois haver uma diminuio no consumo de cimento (MENDES, 2002).

    E atravs de um rigoroso controle da distribuio granulomtrica possvel melhorar a

    densidade de empacotamento das misturas de concreto, principalmente composto por partculas

    no esfricas (arredondadas) (BUEST NETO, 2006). O empacotamento esta intimamente ligado

    a trabalhabilidade do concreto fresco, e a compacidade do concreto endurecido (DAZ, 2006).

    21

  • Petrucci (1998) alia a esta distribuio o consumo de cimento, dizendo que concretos com

    uma granulometria fina e altos valores de consumo de cimento fornecem valores do mdulo de

    elasticidade menores que concretos com granulometria grada e com baixos valores de consumo

    de cimento.

    A incoerncia da granulometria responsvel pela segregao. A diversidade de

    dimenses ocasiona um bom empacotamento dos gros, no ocorrendo este fato, os gros

    maiores tendem a depositar-se no fundo das frmas, ou no caso de misturas muito plsticas os

    gros se separam da pasta (BAUER, 1994).

    Tendo como exemplos da influncia da granulometria, confirmando o que foi dito acima:

    Silva, Andrade e Cruz Neto (2005) citam que os concretos plsticos tem como fator que regula as propriedades mecnicas e fsicas a relao gua/cimento, mas nos concretos

    chamados secos, o fator que tem igual ou maior importncia o grau de compacidade,

    que dependendo da quantidade de energia de vibrao para a remoo do ar que fica

    aprisionado no concreto, far com que se garanta maior ou menor resistncia e absoro.

    Verificou-se que a influncia da distribuio granulomtrica do agregado maior em

    traos mais ricos e com maiores teores gua/materiais secos (onde se consegue maior

    compactao e reduo de vazios apesar da quantidade de gua ser maior por possuir

    maior massa). Portanto, a compacidade mxima obtida quando se consegue retirar o

    mximo de vazios aprisionados atravs do processo de adensamento;

    Besson e Isa (2005) mostram que a otimizao do esqueleto granular do concreto (ou composio granulomtrica) do concreto auto adensvel de alto desempenho levaram a

    elevados graus de trabalhabilidade, resultando num menor ndice de vazios e uma

    estrutura mais completa fazendo com que se otimize tambm o volume da pasta, sendo a

    quantidade mnima necessria para garantir coeso (resistncia segregao), fluidez

    (capacidade de fluir) e viscosidade (atrito interno do fluido) da mistura, e por

    conseqncia, maior qualidade.

    Costa et al (2005) mostra a importncia da correo da composio granulomtrica, onde utiliza trs tipos de areia de rio e uma areia artificial, pois se encontrava em uma regio

    que possua agregados midos muito finos, precisando adquiri-los de outras cidades, no

    deixando de levar em conta seu custo. Os resultados foram satisfatrios quanto ao

    aumento das resistncias, porm foi necessria a montagem da granulometria, pois

    22

  • areias muito finas exigem maior quantidade de gua, gerando maior porosidade da zona

    de transio reduzindo as resistncias.

    Os agregados conferem grande influncia na reologia do concreto fresco, de forma

    bastante significativa na viscosidade plstica como na tenso de escoamento, quanto maiores

    forem os valores destas, menor a trabalhabilidade do concreto. Na reologia, como se explica o

    concreto: uma concentrao de partculas em suspenso (agregados) em um lquido viscoso

    (pasta de cimento). A pasta de cimento, no configura um lquido homogneo; sendo composta

    por partculas (gros de cimento) e um lquido (gua), mas que tem a mesma capacidade de fluir

    como qualquer lquido (CASTRO e LIBORIO, 2006). A viscosidade e escoamento so fatores

    referidos a fluidez do concreto.

    O desempenho final do concreto depender em grande parte das propriedades dos

    agregados utilizados em sua composio (EL-DASH e RAMADAN, 2002).

    2.2. Fundamentos da dosagem do concreto: propriedades do concreto fresco e

    endurecido

    Conforme Petrucci (1998), as propriedades do concreto fresco so: trabalhabilidade,

    integridade da massa e capacidade de reteno de gua:

    a) Trabalhabilidade uma propriedade que define o esforo necessrio para aplicao das

    misturas de concreto (MEHTA e MONTEIRO, 1994), levando-se em conta caractersticas como

    consistncia e dimenso mxima do agregado, dimenso das peas estruturais, afastamento e

    disposio das armaduras, para que as misturas possam ter facilidade de manuseio que vo desde

    seu lanamento at o acabamento (BAUER, 1994). Quanto mais prximo da trabalhabilidade

    adequada, menor o esforo para adensamento, ou seja, a compactao para retirada do ar que

    provoca vazios no concreto e para que ocorra um arranjo desejado entre agregados, aumentando

    assim a compacidade da mistura, resultando em um bom acabamento final alm de melhorar

    consideravelmente o desempenho final do concreto endurecido (BAUER, 1994). A consistncia

    pode ser definida como a capacidade de fluir facilmente nas operaes de aplicao do concreto

    (NEVILLE, 1982).

    23

  • A trabalhabilidade pode ser avaliada atravs de ensaios que medem a consistncia, so

    eles: abatimento do tronco de cone, ensaios de escorregamento, ensaios de remoldagem, ensaios

    de penetrao, ensaios de compactao (PETRUCCI, 1998).

    Dos fatores que influem na trabalhabilidade das misturas, Petrucci (1998) os divide em

    internos e externos. Internos: consistncia obtida com a quantidade de gua utilizada; o

    proporcionamento entre os materiais secos (cimento e agregados); granulometria do concreto

    segundo o proporcionamento de agregados; atributos do agregado grado (forma, textura, etc);

    adies ou aditivos (substncias utilizadas nas misturas de concreto as quais tem como finalidade

    reforo ou melhoria de caractersticas, escolhidos em acordo com a necessidade de obra).

    Externos: processo de mistura (manual ou mecnico); tipo de transporte do concreto (uso de

    transporte vertical com guinchos, transporte horizontal com calhas, bombas, etc); tipo de

    lanamento (p, calha, bomba, etc); forma de adensamento (manual, vibratrio, vcuo, por

    centrifugao, etc); dimenso da estrutura e distribuio de armadura considerados em projeto.

    Mehta e Monteiro (1994), citam que a deciso quanto a trabalhabilidade desejada tem

    como base no exceder a fluidez necessria aplicao do concreto, e para que isso ocorra, a

    quantidade de gua para a obter a consistncia adequada depender das caractersticas dos

    agregado e seu proporcionamento. E ainda quanto a esta escolha, em alguns casos, para que se

    possa ter um concreto manipulvel desde sua mistura at o acabamento final, ao se dosar o

    concreto, se prev um abatimento inicial maior, pois se ocorrer perda de trabalhabilidade, ou

    ento de consistncia antes de todos estes procedimentos, poder haver um comprometimento da

    resistncia e durabilidade do concreto (GUIMARES, 2005).

    b) Integridade da massa: a obteno da compactao total, e com ela se atinge valores

    mximos de resistncia, evitando ocorrncia de segregao, ou seja, separao dos componentes

    da mistura, com uma distribuio no uniforme. As causas desta separao normalmente se

    devem a: consistncia inadequada, excesso de agregados grados com massa especfica muito

    alta ou baixa, insuficincia de partculas mais finas, granulometria inadequada, mtodos ruins de

    lanamento e adensamento. A correo pode vir de um controle adequado de dosagem e de

    mtodos de manuseio (MEHTA e MONTEIRO, 1994).

    24

  • c) Capacidade de reteno de gua: uma caracterstica importante da mistura a de que

    no ocorra o que se chama de exsudao, por definio, a incapacidade de reteno de gua pelos

    materiais componentes da mesma, dada a acomodao das partculas mais pesadas, a qual faz

    com que parte dela suba e atinja a superfcie do concreto, ou ainda, parte desta gua se aloje

    debaixo das armaduras ou sob partculas maiores de agregado, causando falta de aderncia por

    vazios aps a evaporao (ANDRIOLO e SGARBOZA, 1993).

    Para Petrucci (1998), caso seja superior ao necessrio, parte da gua de amassamento vai

    para a superfcie do concreto recm lanado, carregando com ela partculas de cimento, que

    formaro uma nata fazendo com que a parte superior da estrutura confeccionada fique muito

    mida, causando porosidade e diminuindo a resistncia. E, se for necessrio o lanamento de

    novas camadas de concreto, a camada superficial no permitira a ligao correta entre elas,

    havendo a necessidade de remov-la, antes do lanamento da prxima camada, acarretando

    prejuzos. Pode-se resolver o problema: pela adio de gros mais finos de agregado, correo da

    proporo do agregado grado, correo das tcnicas de lanamento e adensamento e ainda, a

    verificao de uma consistncia adequada para utilizao (GUIMARES, 2005). A figura 2.9

    mostra como age a exsudao no concreto.

    Figura 2.9 Exsudao do concreto

    Fonte (GUIMARES, 2005)

    Um aspecto primordial de estruturas de concreto a capacidade de suportar cargas ou

    resistir a foras de qualquer natureza, aes intempries e agentes de deteriorao s quais sero

    25

  • expostas, sendo assim, as propriedades mais importantes a se considerar so: a resistncia

    compresso, durabilidade e permeabilidade (ANDRIOLO e SGARBOZA, 1993).

    Petrucci (1998), tambm apresenta a massa especfica e as deformaes sofridas pelas

    estruturas como propriedades importantes.

    d)Resistncia: a medida de tenso necessria para romper o material, esta interligada ao

    processo de hidratao do cimento (reao qumica entre a gua e o cimento), esta medida

    expressa na forma de deformao especfica, definida pela alterao do comprimento, aplicando-

    se uma carga denominada tenso, dada pela fora por unidade de rea. De acordo com aplicao

    do concreto, so especificados pelo projetista estrutural; as tenses as quais as estruturas devero

    suportar (MEHTA e MONTEIRO, 1994).

    So vrias as modalidades de resistncia a serem consideradas para estruturas de

    concreto: resistncia compresso, resistncia trao, resistncia flexo, resistncia ao

    cisalhamento e toro (MEHTA e MONTEIRO, 1994).

    Segundo Jacinto e Giongo (2005), os concretos so divididos em grupos de resistncia

    como indica a ABNT NBR 8953/1992, conforme tabela abaixo.

    Tabela 2.5 Tabela de grupos de resistncia compresso Grupo I Grupo II

    Grupo Resistncia caracterstica compresso (MPa)

    Grupo Resistncia caracterstica compresso (MPa)

    C10 10 C55 55

    C15 15 C60 60

    C20 20 C70 70

    C25 25 C80 80

    C30 30

    C35 35

    C40 40

    C45 45

    C50 50

    Fonte: (JACINTO e GIONGO, 2005)

    26

  • Nas estruturas de concreto armado e protendido, o concreto deve apresentar boa

    resistncia mecnica; boa aderncia s barras de armadura e boa densidade para garantir

    impermeabilidade destas e proteo das armaduras contra corroso (JACINTO e GIONGO,

    2005).

    Giammusso (1993) relaciona alguns dos fatores que influem na resistncia do concreto:

    Resistncia da pasta (diretamente ligado ao tipo de cimento e quantidade de gua utilizada);

    Resistncia do agregado (material que ocupa aproximadamente 60 a 80% do volume total das misturas de concreto e apresenta resistncia superior a do conjunto concreto);

    Resistncia da ligao pasta-agregado (define-se por aderncia, sendo a ligao qumica entre materiais e ao mecnica pelo endurecimento da argamassa que

    preenche salincias e reentrncias dos agregados).

    Outros fatores que influem na resistncia do concreto so a forma de adensamento,

    dimenses e forma dos agregados, mineralogia dos agregados, condies de cura, condies do

    ensaio (forma e condies de umidade do corpo de prova, tipo e velocidade de aplicao do

    carregamento), e consideraes quanto relao gua/cimento que tem ligao direta

    porosidade (existncia de vazios) da matriz do concreto (na pasta de cimento) e na zona de

    transio (regio onde ocorre ligao entre a matriz da pasta de cimento e agregado grado)

    (MEHTA e MONTEIRO, 1994).

    No concreto a zona de transio (ligao entre pasta de cimento e agregado) o que se

    pode denominar de elo mais fraco da corrente, nela est o maior volume de vazios e

    microfissuras, apesar de se formar dos mesmos elementos que a matriz do concreto tem sua

    estrutura diferenciada, porquanto consiste de cristais relativamente grandes formados na

    hidratao da pasta, o que a deixa mais porosa (MEHTA e MONTEIRO, 1994). A questo da

    porosidade, tambm, pde ser comprovada atravs de pesquisa realizada por Elsharief, Cohen e

    Olek (2003) onde resultados demonstram que, quanto menor o tamanho do agregado, menor o

    ndice de porosidade na zona de transio. Agregados de dimenses maiores tm o aumento da

    zona de transio, dando-se, a, maior ndice de porosidade (FERREIRA e RIBEIRO, 2006).

    Diferentemente dos concretos de alta resistncia a zona de transio do concreto convencional

    mais porosa, efeito totalmente relacionado diminuio da relao gua/cimento (JACINTO e

    GIONGO, 2005).

    27

  • Para se ter uma maior trabalhabilidade do concreto por ocasio de sua aplicao, a gua

    de amassamento deve ser superior necessria para completar as reaes qumicas do cimento.

    Esse processo chamado de cura, e essencial para qualidade do concreto. Sua dosagem

    depende das caractersticas dos materiais e do processo de adensamento utilizado.

    Os ganhos de resistncia e durabilidade so ampliados por um perodo, somente se a cura

    for adequada (ANDRIOLO e SGARBOZA, 1993).

    A ocorrncia de perda dgua de amassamento no inicio de pega e nas primeiras idades de

    endurecimento do concreto, causam a diminuio na hidratao das partculas do cimento e o

    aparecimento de vazios capilares no concreto. Estes fatores tm influncia decisiva na evoluo

    da resistncia e na ocorrncia de trincas e fissuras indesejveis. A evaporao a principal causa

    da perda de gua e ocorre em funo das condies ambientais tais como, temperatura, umidade

    do ar, velocidade do vento, etc. Para obter os resultados desejveis do concreto aplicado, previne-

    se esta perda de gua por vrios processos de cura dependendo das condies locais, do concreto

    a ser curado, fatores econmicos etc (ANDRIOLO e SGARBOZA, 1993).

    No h concordncia entre o tempo nas vrias especificaes para a cura do concreto.

    Como referencia pode-se estabelecer as seguintes limitaes (ANDRIOLO e

    SGARBOZA 1993):

    Concreto com cimento de alta resistncia inicial - 3 dias; Concreto com cimento comum - 7 dias; Concreto com cimento de moderada gerao de calor ou resistente aos sulfatos, ou

    Portland pozolnico, ou Portland com escria de alto forno - 14 dias;

    Concreto com cimento de baixa gerao de calor ou pozolnico ou de alto forno - 21 dias; Concretos com estruturas massivas - 28 dias.

    Alternativamente, pode-se estabelecer que a cura deve se estender at observar uma

    resistncia no inferior a 70% - 75% da resistncia mdia necessria para atender aquela

    requerida para a idade de controle.

    fato que a resistncia compresso do concreto tomada como indicador de qualidade

    do material, sendo referncia para praticamente todas as propriedades do concreto, ligadas a ela

    direta ou indiretamente (ANDRIOLO e SGARBOZA, 1993). Segundo Colho et al (2005), a

    resistncia pode apresentar uma idia geral de qualidade das estruturas de concreto por estar

    28

  • diretamente relacionado com a estrutura da pasta de cimento hidratada. Em pesquisa realizada

    por Cunha et al (2006), foi verificado que quanto maior as resistncias compresso apresentada

    pelo concreto, so obtidas mdulos tambm altos, devido compacidade da mistura.

    Entre os valores de resistncia compresso e as outras modalidades existe uma relao,

    onde estas, freqentemente, atingem valores menores, so da ordem de: cisalhamento 1/10 1/15,

    resistncia trao 1/20 1/40, resistncia compresso diametral 1/10 1/15 do valor total da

    resistncia compresso (PETRUCCI,1998b).

    Independentemente do mtodo de dosagem escolhido, os valores de resistncia

    compresso apresentam variao de um ensaio para outro, dado a este fato necessrio que se

    adote um valor de resistncia de dosagem, a fim de garantir que a resistncia caracterstica

    compresso do projeto seja alcanada.

    Quando o desvio padro Sn , obtido atravs de ensaios ou caso o concreto confeccionado

    utilize os mesmos equipamentos , organizao e controle de qualidade de outra obra, a resistncia

    de dosagem deve ser calculada pela frmula (MEHTA e MONTEIRO, 1994) (ABNT NBR

    12655/1996):

    fcj = f ck + 1,65 Sd

    Onde:

    fcj .............Resistncia mdia de dosagem a idades definidas em MPa

    f ck ............Resistncia caracterstica compresso dada em projeto a idades definidas em MPa

    Sd..............Desvio padro de dosagem

    Desvio que se determina por:

    Sd = Kn Sn Sendo:

    Kn.. ..................Valor obtido em tabela (tabela 2.6) de acordo com nmero de ensaios

    Sn.. ...................Desvio padro fornecido pelo construtor

    Tabela 2.6 - Desvio padro dado ao nmero de exemplares n (n de ensaios) 20 25 30 50 200

    Kn 1,35 1,30 1,25 1,20 1,10

    Fonte (MEHTA e MONTEIRO, 1994)

    29

  • Se Sd no for conhecido, de acordo com a conduo de obra, devem-se adotar os valores

    abaixo descritos segundo ABNT NBR 12655/1996:

    Condio A (aplicvel s classes C10 at C80), Sd = 4,0 MPa , onde os materiais so medidos em massa e medindo-se a gua em massa ou em volume com dosador,

    corrigindo-a em funo da umidade dos agregados;

    Condio B, Sd = 5,5 MPa, considerando a aplicao: (aplicvel s classes C10 at C25) onde o cimento medido em massa e medindo-se a gua em volume com dosador, e os

    agregados medidos em massa combinada com volume; (aplicvel s classes C10 at C20)

    onde o cimento medido em massa e medindo-se a gua em volume com dosador, e os

    agregados medidos em volume, medindo ao menos trs vezes durante o servio a umidade

    dos agregados midos, e corrigindo o volume dos mesmos atravs da curva de

    inchamento especificada para este material;

    Condio C, Sd = 7,0 MPa, onde o cimento medido em massa, agregados em volume, medindo-se a gua em volume e corrigida por estimativa quanto a umidade dos agregados

    e tambm em funo da consistncia.

    As causas da variao da resistncia do concreto esto descritas na tabela 2.7.

    Tabela 2.7 - Causas de variao da resistncia do concreto CAUSAS DE VARIAO VARIAO TOTAL POSSVEL

    Cimento At 50% e mesmo mais Granulometria do agregado grado 20% no mximo Granulometria do agregado mido 10% no mximo Dosagem a) peso 8% no mximo b)volume Dosagem cuidadosa 16% no mximo Dosagem corrente 70% no mximo Dosagem negligenciada 108% no mximo Transporte e manuteno Desconhecida Compactao 20 a 50% Temperatura ambiente Nula depois de 24 horas, desde que a

    temperatura no se aproxime do ponto de congelamento da gua.

    Execuo do corpo-de-prova 30% Fonte: (PETRUCCI, 1998)

    30

  • Portanto, importante haver um controle desta variao, para que no ocorram problemas

    futuros nas estruturas de concreto, garantindo que este esteja de acordo com as especificaes de

    projeto e, por conseqncia, atendendo as exigncias de obra (PETRUCCI, 1998).

    e) Durabilidade: define-se pela capacidade de resistir ao de intempries, uma caracterstica

    intimamente ligada s condies de exposio das estruturas, considerando a vida til

    (GIAMMUSSO, 1992). A vida til, que nos referimos, o perodo no qual as estruturas

    conservam, mesmo que expostas a condies desfavorveis, mantm seus requisitos de

    segurana, funcionalidade e aparncia sem necessidade de reparos, que no estiverem previstos

    em projeto (DIZ, 2006). Existem fatores que influem nesta propriedade: caracterstica

    individual de cada material, manuseio e aplicao correta do concreto fresco, e esta ligada

    permeabilidade da pasta de cimento, agregados e do concreto em si, devendo ser controlada,

    esta propriedade a grande responsvel pela deteriorao de estruturas (MEHTA e MONTEIRO,

    1994).

    Alguns efeitos fsicos que afetam a durabilidade, ligados exposio destas estruturas,

    como desgaste de superfcie, fissurao devido presena de sais de cristalizao nos poros ou

    ainda temperaturas baixas ou altas, provocam deteriorao do concreto (MEHTA e MONTEIRO,

    1994).

    Mas o avano tecnolgico tanto em tcnicas de manuseio do concreto como em

    substncias qumicas minerais utilizadas para melhorar o desempenho final das estruturas tem

    corrigido o problema. Pesquisa realizada com concretos auto-adensveis e convencionais,

    obtiveram melhores resultados tanto de resistncia como de durabilidade, devido a baixas taxas

    de porosidade e menor dificuldade de preenchimento das frmas (GOMES, UCHOA e BARROS,

    2006).

    f) Permeabilidade: a propriedade que demonstra a facilidade, ou no, da passagem de gua

    atravs dos vazios de um material (ANDRIOLO e SGARBOZA, 1993). Esta relacionada

    durabilidade, e ligada porosidade da pasta, dependente de dois fatores, relao gua/cimento e

    grau de hidratao. Quanto menor a relao gua/cimento, mais prximos ficaro os gros de

    cimento diminuindo o ndice de vazios, portanto, menor a permeabilidade. A porosidade diminui

    31

  • quando aumenta o volume de produtos de hidratao na pasta, e crescem de acordo com a idade

    do concreto (GIAMMUSSO, 1992).

    O concreto, por sua constituio, poroso, no sendo possvel preencher com a pasta

    todos os vazios dos agregados. Os vazios surgem da evaporao do excedente da gua de

    amassamento utilizada para a obteno da plasticidade especificada, ou surgem ainda nas

    operaes de mistura do concreto, pois h incorporao de ar na massa (PETRUCCI, 1998).

    Normalmente, a forma de corrigir parte do problema assegurar que a permeabilidade

    seja a menor possvel, caso no seja, pode-se escolher o tipo de cimento a ser utilizado para que

    este resista a alguns agentes: cimento resistente aos sulfatos, cimento com baixo teor de lcalis ou

    com adio de pozolana para agregados reativos, cimento com baixo calor de hidratao que

    podem evitar o desprendimento excessivo de calor (GIAMMUSSO, 1992).

    A prtica demonstra que concretos mais resistentes so aqueles que apresentam baixa

    permeabilidade, tm maior resistncia s intempries, portanto maior durabilidade, por outro

    lado, apresentam maiores ndices de retrao por secagem, com menores ndices elsticos,

    aumentando significativamente o aparecimento de fissuras, podendo haver um comprometimento

    da estrutura, causando risco de deteriorao, o que pode ser corrigido atravs do uso de aditivos

    alm da utilizao do processo de cura adequado (ANDRIOLO e SGARBOZA, 1993).

    g) Massa especfica: caracterstica do concreto endurecido a qual se determina atravs da

    absoro do concreto (penetrao de lquidos atravs dos poros), por diferena de massas

    utilizando-se uma balana hidrosttica. Tem como fator importante de influncia tanto a

    quantidade como a composio granulomtrica dos agregados (ANDRIOLO e SGARBOZA,

    1993).

    h) Deformaes: so conseqncias de uma reao ao meio no qual o material exposto, ou

    ainda s cargas externas aplicadas no material (MEHTA e MONTEIRO, 1994).

    Para Petrucci (1998), as deformaes causadas por reaes ao meio no qual a estrutura de

    concreto exposta so retrao, variao de umidade, temperatura. E as deformaes causadas

    por cargas externas, imediata e lenta.

    Definies:

    Retrao:

    32

  • Fenmeno ocorrido na pasta de cimento, no qual os capilares perdem gua por evaporao, o que

    resulta na reduo do volume. Dependendo de sua origem recebe nomes diferentes: retrao

    hidrulica ou por secagem se ocorrer por perda de gua capilar por evaporao, ou, retrao

    autgena se ocorrer por reduo de volume dos produtos de hidratao (GIAMMUSSO, 1992).

    Conforme Hasparyk et al (2005), as retraes podem ser divididas de acordo com o estado do

    concreto: retrao que ocorre no estado plstico e no estado endurecido. Retrao no estado

    fresco: assentamento plstico que um fenmeno que se d pela movimentao de partculas

    para baixo pela fora da gravidade ou ainda pela exsudao que leva gua e ar aprisionado para a

    superfcie e retrao plstica se d pela perda de gua por exposio ao vento, baixa umidade

    relativa do ar e aumento da temperatura, causando fissurao. Retrao no estado endurecido:

    retrao autgena que se d pela reduo volumtrica de produtos cimentcios aps inicio de

    pega, retrao por secagem (ou hidrulica) que a perda de gua conseqncia de ambiente mais

    ou menos seco, retrao por carbonatao ocorre pela reao de compostos hidratados com

    molculas de CO2, causando diminuio no volume dos produtos da hidratao e retrao de

    origem trmica ocorre por tenses trmicas que tracionam o concreto durante a hidratao do

    cimento na fase de resfriamento, tambm causando fissurao.

    Variao de umidade: So mudanas de volume de acordo com a absoro de gua (expanso) ou perda de gua

    (contrao), relacionada s condies de umidade atmosfrica ou conforme sua funo estrutural,

    como exemplo estruturas submersas (PETRUCCI, 1998).

    Variao de temperatura: Mudanas de volume conforme a mudana de temperatura, retrao ou expanso, o que

    normalmente depender das propriedades individuais dos componentes das misturas do concreto

    e tambm do proporcionamento dos materiais. So usualmente mensuradas por coeficientes de

    dilatao ou contrao linear; indicados por variaes de unidade de comprimento para um grau

    centgrado (PETRUCCI, 1998).

    Deformao Imediata: So deformaes surgidas logo aps a aplicao de cargas. Nos concretos as deformaes

    ocorrem de acordo com a resistncia de ruptura dos mesmos, quanto mais resistente o concreto,

    menor a capacidade