Texto base para o Mini-curso da Comunidade da Construo da Cidade do Recife

TECNOLOGIA DE DOSAGEM DE CONCRETO

Apresentao Os textos apresentados como base para o este mini-curso so artigos publicados nos anais do 44o e 45o Congresso Brasileiro do Concreto, realizados em 2002 e 2003 respectivamente, e nos anais do V Simpsio EPUSP sobre Estrutura de Concreto, realizado em 2003. Os trabalhos foram desenvolvidos pelo grupo de materiais, sob a coordenao dos professores Arnaldo Carneiro e Paulo Regis, e com a participao de alunos de iniciao cientfica do curso de Engenharia Civil do CTG da UFPE. Os textos esto distribudos em quatro partes, o primeiro trata da anlise de concretos dosados com agregado seixo rolado, sendo o valor do ensaio da Abraso los Angeles em torno de 60%. O contedo dos demais textos sobre a anlise das propriedades de concretos nos estados fresco e endurecido, e que foram dosados com agregados grados, que tiveram sua composio granulomtrica modificada com misturas ternrias. Ao final tem um quinto texto com as referncias bibliogrficas dos textos.

Prof. Arnaldo Carneiro Departamento de Engenharia Civil Centro de tecnologia e Geocincias UFPE e-mail: ampc@ufpe.br Telefones 81 3271 8220/8221 Cel. 81 9913 7469 Recife, setembro de 2003

Texto 1 - Anlise de Propriedades de Concretos Produzidos com Agregados de Composio Granulomtrica Otimizada.Resumo Este trabalho tem o objetivo, atravs de misturas otimizadas de agregados grados para constituio de concretos, em fazer anlise atravs das resistncias compresso dos mesmos; para isso foram feitas 6 misturas binrias com dois seixos de distribuio granulomtricas diferentes; a saber: Mistura 1 100% de seixo mdio; Mistura 2 100% de seixo fino; Mistura 3- 50% seixo mdio + 50% seixo fino; Mistura 4 40% seixo mdio + 60% seixo fino; Mistura 5 30% de seixo mdio + 70% de seixo fino; Mistura 6 20% de seixo mdio + 80% de seixo fino. Objetiva reduzir o consumo de cimento; com a otimizao do emprego do agregado grado pois o mesmo representa 80% da composio do concreto e reduzir impactos ambientais em funo da explorao de jazidas de agregados. A dosagem do concreto utilizada est de acordo com o mtodo IPT/EPUSP (trao 1:5, com teor de argamassa variando). Os materiais utilizados so os Cimento CP II-Z-32; a areia utilizada na cidade de Belm e as misturas binrias otimizadas de agregados grados. Foram moldados corpos-deprovas para ensaios resistncia compresso na idade de 28 dias. A partir das anlises dos resultados, foi observado que vale a pena otimizar a composio granulomtrica de misturas binrias do agregado grado natural para concreto, pois a mesma diminuiu o consumo de cimento, o de gua e aumentou a resistncia compresso. 1. Introduo O estudo da composio do material concreto est em constante avano, sempre em busca da sua maior durabilidade frente aos agentes agressivos. Este trabalho objetiva analisar propriedades nos estados fresco e endurecido do concreto de cimento, areia e pedra; sendo o agregado grado, a pedra, caracterizada por misturas binrias otimizadas de agregados grados encontrados na regio Metropolitana da cidade de Belm, onde h a predominncia de apenas um tipo de agregado, denominado de seixo rolado, com duas classes de distribuio granulomtrica, denominada de fina e mdia. As misturas binrias utilizadas neste trabalho j foram analisadas em outro estudo intitulado Otimizao de misturas binrias de agregados para a produo de concreto (CARNEIRO et al, 2002), assim as anlises dos resultados aqui obtidos sero observaes do efeito dessas misturas binrias nas propriedades do concreto. A necessidade do estudo das propriedades de concretos com nfase no agregado grado devido essa frao inerte representar cerca de 80% da composio de um concreto e que contribui predominantemente para a sua massa especfica, mdulo de elasticidade e estabilidade dimensional do concreto (METHA et al, 1994). Dentre as caractersticas do agregado, que podem influenciar o desempenho do concreto, como a densidade, a resistncia ao esmagamento, a forma e a textura, a reatividade com os lcali do cimento, a massa unitria e a distribuio granulomtrica. Neste trabalho, sero analisadas apenas a influncia da massa unitria e da distribuio granulomtrica, das misturas binrias de agregado grado nos concretos aqui estudados. Os estudos da possibilidade do aumento da resistncia mecnica do concreto atravs da otimizao da composio granulomtrica do agregado grado remonta ao incio do sculo XX, quando FULLER (1907) desenvolveu um estudo de dosar concretos a partir de misturas de agregados com diferentes composies granulomtricas, em que buscava a maior compacidade do agregado, pois observou que resulta em concretos com maior resistncia mecnica; isto ocorria porque havia para cada grupo de agregados uma proporo de ideal de mistura. O mesmo autor observou que cada mistura tinha uma curva de distribuio granulomtrica padro, cujo perfil era semelhante a uma curva formada: parte pela metade da curva de uma parbola e a outra parte formada por da curva de uma elipse, como ilustra o grfico da Figura 1. Esses estudos foram de carter emprico, mas que proporcionou aos pesquisadores do futuro o desenvolvimento de muitas teorias para obter uma curva de distribuio granulomtrica ideal, dentre esses destaca-se o trabalho de FURNAS (1931) desenvolveu um estudo, em que a composio granulomtrica ideal para dosar um concreto poderia ser obtida atravs da equao de uma Progresso Geomtrica- P.G. tanto o estudo de Fuller como Furnas vem demonstrar que o aumento da continuidade da distribuio granulomtrica aumenta a resistncia mecnica e reduz a gua de amassamento para uma mesma trabalhabilidade desejada.

2

% Passante

Peneira (mm)Figura 1 Croqui da curva de distribuio granulomtrica de mistura binria de agregado grado para concreto proposta por Fuller Este estudo foi realizado por analogia com as concluses obtidas por CARNEIRO et al. (1997) que observou a influncia direta das caractersticas dos agregados midos, a areia, na resistncia mecnica da argamassa, com reduo do consumo de aglomerantes e da gua de amassamento. Assim infere-se que se as composies granulomtricas das misturas binrias, de agregado grado dos concretos, que tiverem a maior compacidade e continuidade, os concretos produzidos com essas misturas iro fornecer as melhores propriedades mecnicas, com reduo do consumo de aglomerantes e da gua de amassamento. Deste modo, acredita-se que esse concreto ter

maior durabilidade frente aos agentes agressivos.2. Mtodo de Estudo O mtodo de estudo para a anlise dos concretos consistiu na dosagem de concretos, com o mtodo de dosagem IPT/EPUSP (HELENE et al, 1993), em que foi mantida fixa a relao aglomerante:agregado, a relao gua/cimento e o abatimento, tendo como variao a composio granulomtrica do agregado grado. A proporo de aglomerante:agregado foi fixada em 1:5; este valor foi escolhido por ser considerado um trao usual na cidade de Belm. O valor do abatimento do concreto no estado fresco escolhido foi de 80,0 10,0mm, por representar a trabalhabilidade usual em obras civis. A relao gua cimento (a/c) foi fixada inicialmente em 0.6, no entanto por motivos de uma mistura otimizada apresentar maior consumo de gua do que outra ou vice-versa, e sabendo que o importante acharmos o teor de argamassa ideal para a mistura otimizada para o abatimento de referncia, a relao gua cimento pode variar. 2.1- Materiais utilizados 2.1.1-Cimento O cimento utilizado para a composio do concreto foi o cimento pozolnico CP-II-Z-32, a caracterstica sabida que a pozolana utilizada argila calcinada, pois na regio norte do Brasil este o tipo mais comum; as demais caractersticas fsicas e qumicas no foram fornecidas em tempo pelo fabricante. 2.1.2-Agregados A natureza mineralgica dos agregados mido e grado, areia e pedra respectivamente, empregados no experimento so de natureza quartzosa. O agregado grado e as misturas binrias compostas com eles foram caracterizados quanto a distribuio granulomtrica, coeficiente de uniformidade e a massa unitria no estado seco. Para a areia natural foi determinada a curva granulomtrica e massa unitria. A determinao da massa unitria no estado seco foi de acordo com a NBR 7251- Determinao da massa unitria em estado solto e a determinao da composio granulomtrica de acordo com a NBR 7217- Determinao da composio granulomtrica dos agregados. O coeficiente de uniformidade foi determinado de acordo com o mtodo Allen -Hazen que relaciona C= d60/d10, isto , d60 o dimetro que equivalente a 60% da porcentagem passante de material (CAPUTO, 1983). Estes ensaios foram utilizados tambm para a caracterizao das misturas binrias (Tabela 1). A massa unitria seixo mdio e seixo fino so respectivamente, 1,350 kg/dm3 e 1,454 kg/dm3 , e os coeficientes de uniformidade so respectivamente, C = 1,66 e C =4,14. As curvas granulomtricas do seixo mdio e seixo fino esto no grfico da Figura 2. Sobre a reatividade com os lcalis do cimento dos agregados aqui utilizados nos concretos, no h registro de patologias dessa natureza em concretos na Cidade de Belm Pa , pelo que prescreve-

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se que o agregado aqui utilizado, o seixo rolado, pode ser considerado inerte. E, sobre a sua resistncia ao esmagamento os ensaios de Abraso Los Angeles, desenvolvidos no Laboratrio de Materiais de Construo Civil da UFPa, de acordo com a NBR 6465 Ensaio de Abraso Los Angeles, os resultados sempre obtidos foi maior do que 60%, indicado que esse agregado muito frivel. No entanto, apesar de estudos que indicam a influncia negativa do agregado frivel na resistncia mecnica do concreto, como por exemplo FERREIRA (1999), este agregado correntemente utilizado na cidade de Belm. Quanto, a influncia da forma e da textura esse agregado considerado com formato mais prximo do regular e com textura lisa.

100 90 80 % Passante 70 60 50 40 30 20 10 0 0,01 0,1 1 Peneira (mm) 10 100%Passa 1- Seixo mdio %Passa 2 - Seixo fino

Figura 2 Curvas de distribuio granulomtrica do seixo mdio e fino O agregado mido utilizado, a areia natural, foi o disponvel na Regio Metropolitana da Cidade Belm, com massa unitria igual 1,44 kg/dm3 . A curva granulomtrica est no grfico da figura 3. Essa areia considerada muito uniforme, pois apresenta grande concentrao de uma nica faixa de gros, sua interferncia no ser considerada na analise, uma vez que o procedimento de dosagem adotado no leva em considerao a distribuio granulomtrica da areia.

120 100 % Passante 80 60 40 20 0 0,01 %Passante Areia(1,44 Kg/dm3)

0,1

# Peneiras

1

10

Figura 3 Curva da distribuio granulomtrica da areia natural 2.2 Planejamento experimental 2.2.1 Preparao das misturas: O arranjo das misturas binrias utilizadas, preparadas com seixo mdio e seixo fino, e suas caractersticas de massa unitria e coeficiente uniformidade esto descritas na tabela 1.

4

Tabela 1 Caractersticas das misturas binrias para dosagem do concreto Massa unitria Propores (%) Coeficiente de Misturas Seixo mdio Seixo fino (kg/dm3) Uniformidade 100 0 1,350 1,60 1 0 100 1,454 4,14 2 50 50 1,373 3,70 3 40 60 1,446 2,7 4 30 70 1,402 3,4 5 20 80 1,368 3,0 6 Da analise dos dados das composies binrias, tabela 1, observa-se que o coeficiente do agregado natural seixo mdio o valor mais baixo, isto , uma curva muito uniforme em relao as demais, o seixo fino apresenta o maior coeficiente, isto , apresenta a maior continuidade, e que com variao da porcentagem entre esses agregados possvel o aumento da compacidade e da continuidade da distribuio granulomtricas das misturas, conforme o grfico da figura 4. O fato da massa unitria da mistura M6 no ser maior indica que est no possui uma grande concentrao de gros de agregados de um mesmo tamanho no conjunto de partculas. Como ocorre com a mistura 4 que tem uma massa unitria elevada, mais tem um baixo coeficiente de uniformidade.100 90 80 70 % Passante 60 50 40 30 20 10 0 0,01 0,1 1 Peneira (mm) 10 100 %Passa 1- Seixo mdio %Passa 2 - Seixo fino %Passa 3 - Mistura 50/50 %Passa 4 - Mistura 40/60 %Passa 5 - Mistura 30/70 %Passa 6 - Mistura 20/80

Figura 4 Curvas de distribuio granulomtrica das misturas binrias de seixo mdio e seixo fino 2.2.2 Dosagem do concreto: De acordo com o mtodo de dosagem de concreto IPT/EPUSP, foi variado o teor de argamassa at chegarmos a uma mistura com abatimento de 80,0 10,0 mm, e com um trao mdio 1:5 foi variado o teor de argamassa de 30 at 52%, utilizando 35,40Kg fixos de agregados grado para dosagem. A relao gua cimento (a/c), inicialmente foi fixada em 0,6 , porm sabemos que as misturas otimizadas possuem granulometria diferente, ou seja, consumos de gua diferente para o mesmo abatimento. O clculo das quantidades de materiais dos concretos para cada teor de argamassa, foi de acordo com o procedimento IPT/EPUSP em que foi adotado inicialmente valores experimentais para o teor de argamassa e relao gua cimento, para em seguida acrescentar mais argamassa at atingir o abatimento desejado. Para facilitar o procedimento de dosagem do concreto foi criada uma tabela ( tabela 2) com vrios teores de argamassa, desde 30 at 51%, com uma variao acumulada de 1%, porque foi observado em estudo piloto que a variao de teor de argamassa mais sensvel em relao a dosagem de concreto com agregado natural, no sendo utilizado a variao tradicional de 2% .

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Tabela 2 Teores de argamassa utilizados nos concretos

Determinao do Teor de Argamassa para o trao Bsico de 1:5Teor de Argam.(%) Trao unitrio a Trao unitrio p Cimento (Kg) Areia (Kg) Total Acresc. Total Acresc. 30 0,8 4,2 8,33 0,12 6,67 0,6 31 0,86 4,14 8,45 0,12 7,27 0,62 32 0,92 4,08 8,57 0,13 7,89 0,64 33 0,98 4,02 8,7 0,13 8,53 0,66 34 1,04 3,96 8,83 0,14 9,19 0,68 35 1,1 3,9 8,97 0,14 9,87 0,7 36 1,16 3,84 9,11 0,14 10,57 0,72 38 1,28 3,72 9,4 0,15 12,04 0,77 39 1,34 3,66 9,55 0,16 12,81 0,8 40 1,4 3,6 9,71 0,16 13,61 0,82 41 1,46 3,54 9,87 0,17 14,43 0,85 42 1,52 3,48 10,04 0,18 15,28 0,88 43 1,58 3,42 10,22 0,18 16,16 0,91 44 1,64 3,36 10,4 0,19 17,07 0,95 45 1,7 3,3 10,59 0,2 18,02 0,98 46 1,76 3,24 10,79 0,2 19 1,02 47 1,82 3,18 10,99 0,21 20,02 1,06 48 1,88 3,12 11,2 0,22 21,08 1,1 49 1,94 3,06 11,42 0,23 22,18 1,14 50 2 3 11,65 0,24 23,32 1,19 51 2,06 2,94 11,89 0,25 24,51 1,24 52 2,12 2,88 12,14 25,75 Observao: esta tabela serve s para o trao 1:5 e para uma quantidade de agregado grado de 35,40kg. 2.2.3 Procedimentos de ensaio O ensaio de caracterizao dos concretos no estado fresco foi o abatimento, que uma medida de referncia para a trabalhabilidade do concreto, e est diretamente relacionada com os fatores teor de argamassa e consumo da gua de amassamento, isto , quanto maior forem esses fatores maior ser o valor do abatimento; neste trabalho, com j descrito, o valor do abatimento em relao a altura do tronco de cone de ensaio foi de 80,0 10,0 mm. Para o ensaio no estado endurecido foram moldados corpos-de-provas de concretos de 15cm de dimetro e 30 cm de altura, e perodo de cura foi 28 dias submersos em gua. Aps o perodo de cura foi realizado os ensaios de compresso axial de acordo com a NBR 7222 Argamassa e concreto determinao da resistncia compresso de corpos-de-provas cilndrico. 2.2.4 Dados obtidos Na tabela 3 esto os dados teor de argamassa para cada mistura e as respectivas resistncias compresso obtidas. Tabela 3 Dados das caractersticas dos concretos produzidos Propores (%) Teor de Seixo mdio Seixo fino argamassa (%) 100 0 50 40 30 20 0 100 50 60 70 80 51 39 47 41 41 35

Misturas 1 2 3 4 5 6

Resistncia compresso (MPa) 23,40 24,30 19,40 20,30 20,60 24,10

6

3 Anlise dos dados Os dados obtidos foram analisados com base nas seguintes relaes: coeficiente de uniformidade versus teor de argamassa; Coeficiente de uniformidade versus resistncia compresso; massa unitria dos agregados versus teor de argamassa e massa unitria dos agregados versus resistncia compresso. O concreto composto com os agregados seixo fino e mdio forma os valores de referncia, considerados para efeito de analise neste trabalho; o seixo mdio como o limite superior e o seixo fino como limite inferior. 3.1 Coeficiente de uniformidade versus teor de argamassa Do grfico da figura 5, observa-se que o concreto produzido com o agregado natural M1, com o menor coeficiente de uniformidade o que demandou o maior teor de argamassa, isso ocorreu em funo do maior ndice de vazios que requer mais argamassa para o abatimento adotado. O concreto produzido com a mistura do M2, com o maior coeficiente de uniformidade foi o que demandou o menor teor de argamassa, pois a mistura mais compacta entre as demais. Da analise das misturas binrias compostas para produzir concreto, M4, M6 e M5, observa-se que o teor de argamassa necessrio foi aproximadamente igual para todas, em torno de 40%, apesar da diferena entre respectivos coeficientes de uniformidade, isso deve provavelmente a maior predominncia do seixo fino que tende a aumentar de fato a compacidade das misturas. Para a mistura M3, observa-se o segundo maior coeficiente de uniformidade, no entanto demandou o segundo maior teor de argamassa para o concreto produzido com a mesma, isto ocorreu provavelmente em funo dessa mistura no ter a predominncia do seixo fino que o mais contnuo.

60 50 Teor de argamassa (%) 40 30 20 10 0

M1 M3 M4 M6 M5 M2

1,66

2,7

3

3,4

3,7

4,14

Coeficiente de uniformidade

Figura 5 grfico da relao coeficiente de uniformidade versus teor de argamassa

3.2 Coeficiente de uniformidade versus resistncia compresso Da analise do grfico da figura 6, observa-se que as maiores resistncias nos concretos foram os produzidos com as misturas M6, M1 e M2. A maior resistncia obtida apenas com agregado seixo mdio M1 ocorreu devido ao maior teor de argamassa no concreto, e com o seixo fino M2 foi devido a maior continuidade da distribuio granulomtrica desse agregado. E , o bom resultado foi o obtido no concreto produzido com a mistura M6 pois foi a que demandou o menor teor de argamassa, mais a sua resistncia compresso foi a maior em funo da sua continuidade, apesar do valor C = 3,0 ser um valor intermedirio. Os concretos produzidos com as misturas M4, M5 e M3 obtiveram resistncia compresso prximos em funo dos teores de argamassas serem prximos, figura 5, apesar dos valores dos coeficiente de uniformidade serem diferentes, neste caso o valor numrico de C = d60/d10 no foi significativo.

7

Resistncia compresso (MPa)

30 25 20 15 10 5 0

M1

M2 M4 M6 M5 M3

1,66

2,7

3

3,4

3,7

4,14

Coefiente de uniformidade

Figura 6 Grfico da relao coeficiente de uniformidade versus resistncia compresso

3.3 Massa unitria versus teor de argamassa Do grfico da figura 7, observa-se que as massas unitrias das misturas M2, M3, M4, M5 e M6 so crescentes e maiores em relao a da mistura M1, e esta teve o maior consumo de argamassa em funo do seu elevado teor de vazios e do seu baixo coeficiente de continuidade. O teor de argamassa nos concretos produzidos com as misturas M4, M5 e M6 esto numa faixa com o intervalo, 35 at 40%, indicando que as misturas produzidas tem eficincia. No entanto, observa-se que concreto produzido com o agregado natural, M2, tambm est no intervalo, 35 at 40%; isto ocorreu provavelmente devido a ao da distribuio granulomtrica contnua do seixo fino, que contribuiu para trabalhabilidade do concreto. Entre as misturas otimizadas observa-se que a mistura M3 teve o maior consumo de argamassa, em torno de 47%, devido a mesma apresentar maior proporo de seixo mdio que tem uma composio granulomtrica pouco contnua, em relao ao seixo fino, requerendo consequentemente para uma mesma trabalhabilidade estipulada maior teor de argamassa. E, em funo da otimizao da composio granulomtrica da mistura M6, isto , tornando-a mais contnua, era de se esperar o menor consumo de argamassa, em torno de 35%. Isto se explica por essa mistura ter uma proporo de seixo fino maior que as outras, que tem uma maior continuidade.

8

55 50 Teor de argamassa (%) 45 40 35 30 25 20

M1

M3 M5 M4 M6 M2

1,35

1,368

1,373

1,402

1,446

1,454

Massas unitrias (kg/dm 3)

Figura 7 Grfico da relao massa unitria versus teor de argamassa3.4 Massa unitria versus Resistncia compresso: Do grfico da figura 8 observa-se que as maiores resistncias compresso so nos concretos produzidos com agregados naturais e com a mistura M6; o valor das resistncias obtidas ficou em torno de fc = 24,0 MPa. Dentre os 3 concretos pode-se dizer que o melhor resultado obtido foi o do concreto produzido com a mistura M6, pois demandou o menor teor de argamassa para a trabalhabilidade estipulada (35%), apesar da massa unitria ser menor em relao as demais misturas (1,368Kg/dm3). O concreto produzido com o seixo mdio teve maior resistncia em funo do maior consumo de argamassa e da baixa continuidade que proporciona maior concentrao de agregado grado, apesar da menor massa unitria (1,35 Kg/dm3). E, a resistncia do concreto produzido com seixo fino foi em funo da sua maior continuidade, que em funo do melhor empacotamento dos gros do agregado, proporcionou uma maior compacidade do sistema pasta agregado.

26 Resisncia compresso (MPa) 24 22 20 18 16 14 12 10 1,35 M1

M6 M5 M3 M4

M2

1,368

1,373

1,402

1,446

1,454

Massas unitrias (kg/dm 3)

Figura 8 Grfico da relao massa unitria versus resistncia compresso

Os concretos produzidos com as misturas M3, M5 e M4 tiveram as menoresresistncias, apesar do elevado consumo de argamassa e das maiores massas unitrias em relao mistura M6. Isto ocorre devido a pouca compacidade obtida com essas misturas atravs da distribuio granulomtrica. A maior massa unitria em relao a mistura M6, indica apenas que houve uma grande concentrao de gros grados numa fixa granulomtrica, ocasionando a uniformidade da mistura que requer o maior teor de argamassa, e no contribui para o aumento da compacidade do sistema pasta agregado.

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4 Concluso Da analise dos dados obtidos das propriedades do concretos no estado fresco, o abatimento, e no estado endurecido, a resistncia compresso, de concretos produzidos com misturas binrias, produzidas a partir de agregados naturais com distribuio granulomtricas distintas, depreende-se que busca pela otimizao da composio granulomtrica binria relevante, pois, favorece o aumento da resistncia do concreto com reduo do consumo de argamassa, portanto de aglomerante, o cimento, conforme ilustra o grfico qualitativo da figura 9. O grfico representa apenas uma hiptese de que o comportamento linear, para tal comprovao necessrio realizar um estudo com amostragem estatstica para saber qual tendncia dessas relaes: continuidade da distribuio granulomtrica do agregado grado com resistncia mecnica e consumo de aglomerante.

Continuidade

Consumo de aglomerante

Resistncia mecnica

Figura 9 Grfico hipottico da relao continuidade da distribuio granulomtrica do agregado grado com a resistncia mecnica e consumo de aglomerante do concreto O procedimento para otimizao de misturas binrias pode ser feito atravs da maior compacidade e continuidade das misturas. A busca pelo aumento da continuidade de uma mistura binria deve ser a meta principal para otimizao da dosagem do concreto, pois, pode ocorrer casos em que o perfil da curva granulomtrica indica uma continuidade boa do agregado, mas a sua massa unitria inferior a de outro agregado, porm com curva granulomtrica mais uniforme do que contnua, pois o fato da sua massa unitria ser maior pode indicar apenas que existe uma concentrao de uma nica faixa de gro do agregado. Outrossim, o procedimento de otimizar a composio granulomtrica do agregado, que possibilita o seu uso racional, poder contribuir para reduzir os impactos ambientais causados pela explorao de jazidas de agregados.

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Texto 2 ANLISE DA TRABALHABILIDADE DO CONCRETO FRESCO DOSADO COM AGREGADO GRADO COMPOSTO A PARTIR DE UMA CURVA GRANULOMTRICA CONTNUA OBTIDA POR UMA EQUAO ALGBRICA O EFEITO PAREDE ResumoEste trabalho tem por objetivo a anlise da trabalhabilidade de concretos compostos com misturas ternrias de agregados grados, brita 0, 1 e 2 encontrados na cidade do Recife. As misturas ternrias foram compostas a partir da equao do somatrio de uma progresso geomtrica. Isto , as porcentagens retidas das fraes granulomtricas das curvas tericas correspondem proporo para cada uma das britas utilizadas na mistura ternria; assim, foram preparadas quatro misturas ternrias. Posteriormente as mesmas foram caracterizadas quanto densidade de massa aparente e coeficiente de uniformidade. A dosagem dos concretos foi realizada de acordo com o mtodo IPT/EPUSP, com os traos 1:3,5; 1:5 e 1:6,5, sendo que o teor de argamassa variou para cada mistura ternria para atingir o abatimento de 8010mm no trao 1:5, posteriormente, com este teor de argamassa foram dosados os traos 1:3,5 e 1:6,5, acrescentando gua para atingir valor em torno do mesmo abatimento. Os materiais utilizados foram o Cimento CP II Z-32 e a areia utilizada na cidade de Recife. A partir da anlise dos resultados, foi observado que a modificao da composio granulomtrica da frao inerte o agregado grado, na busca da maior continuidade, proporciona reduo do consumo de aglomerante e da relao gua/cimento para uma mesma faixa de abatimento, isto foi possvel em funo do efeito parede, que favoreceu o rolamento entre as partculas das misturas ternrias. O coeficiente de uniformidade das misturas ternrias pode ser adotado como um indicador desta reduo.

1. IntroduoEste trabalho tem por objetivo a anlise da trabalhabilidade de concretos de cimento, areia e pedra; em que o agregado grado, a pedra, caracteriza-se por misturas ternrias, obtidas com agregados grados encontrados na regio Metropolitana da cidade do Recife. A importncia do estudo da trabalhabilidade de concretos, com nfase no agregado grado, em funo da frao inerte representar cerca de 80% da sua composio, e por influenciar a densidade de massa aparente nos estados fresco e endurecido, as resistncias mecnicas, o mdulo de elasticidade e a estabilidade dimensional do concreto (METHA et al, 1994). Dentre as caractersticas do agregado que podem influenciar o desempenho do concreto cita-se a resistncia ao esmagamento; a forma e a textura; a reatividade com os lcalis do cimento; a densidade de massa aparente e a distribuio granulomtrica. Neste trabalho a nfase a influncia da distribuio granulomtrica na trabalhabilidade do concreto. A anlise da trabalhabilidade dos concretos ser com base no conceito do efeito parede, que foi introduzido por CAQUOT (1936), e que pode ser entendido do seguinte modo: seja um sistema de partculas em equilbrio dispostas num espao infinito. Se, posteriormente o espao infinito for delimitado, o sistema de partculas sofre uma perturbao tendendo para um novo arranjo no interior desse espao limitado, ocorrendo uma alterao no ndice de vazios do sistema na vizinhana da parede que limita o espao. O valor do ndice de vazios mximo na vizinhana da parede e diminui medida que se afasta da parede. Este fenmeno foi observado por CAQUOT (1936) para um sistema binrio de partculas e para um sistema multidimensional; neste ltimo, o mesmo autor observou que a influncia do efeito parede maior nas partculas menores do que nas partculas maiores, em funo do envolvimento das partculas maiores pelas partculas menores. Os desenhos das figuras 1 e 2 representam de forma esquemtica a idia de CAUOT (1936).

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Figura 1 Esquema do efeito parede de um sistema binrio

Figura 2 Esquema do efeito parede de um sistema multidimensional Outro autor, FURNAS (1931), introduziu a idia do rolling-ball, rolamento de partculas entre elas mesmas do seguinte modo: as partculas maiores rolam sobre as partculas menores, isto , o rolamento ocorre em funo do efeito parede das partculas menores sobre as maiores. Assim, se a distribuio granulomtrica do sistema de partculas multidimensional for contnua, o rolamento entre as partculas ser mais fcil em relao ao sistema de partculas multidimensional com distribuio granulomtrica uniforme, isto , com a predominncia de partculas de um mesmo tamanho. Assim, a fim de dar continuidade a linha de trabalho desenvolvida por estes autores, em tecnologia de concreto, no Departamento de Engenharia Civil DECIV do Centro de Tecnologia e Geocincias da UFPE: dosagem de concretos com otimizao da composio granulomtrica da frao inerte, foi realizado um estudo de concretos em que na dosagem foi variada a composio do agregado grado, isto , a preparao de misturas ternrias. As misturas ternrias foram preparadas com os agregados grados brita 0, brita 1 e brita 2, tendo como base para as propores das britas, as porcentagens retidas das curvas de composio granulomtricas contnuas tericas, geradas a partir de uma equao do somatrio de uma progresso geomtrica. Isto , as porcentagens de cada agregado, brita 0, brita 1 e brita 2, para as composies ternrias foram obtidas das porcentagens retidas em cada frao granulomtrica da curva terica. Diante do exposto, e por analogia das concluses obtidas por CARNEIRO et al. (2002) que observou a influncia de misturas binrias de agregado grado nas propriedades dos concretos, como a resistncia mecnica, com reduo da gua de amassamento e do teor de argamassa, infere-se que a variao da continuidade da distribuio granulomtrica das misturas ternrias poder proporcionar aumento do abatimento no concreto com reduo do teor de argamassa e da relao gua/cimento. Isto ocorre em funo do efeito parede entre os gros das misturas ternrias, isto , os gros maiores so apoiados nos gros menores que servem de parede de apoio para o rolamento. 2. Mtodo de Estudo O mtodo de estudo para a anlise dos concretos consistiu nas seguintes partes: - composio das misturas ternrias do agregado grado; - dosagem do concreto e - determinao da consistncia pelo ensaio de abatimento.

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As curvas granulomtricas tericas foram geradas a partir da equao geral do somatrio dos termos de uma progresso geomtrica (Equao 1) proposta por FURNAS (1931) apud CARNEIRO (1999). Sendo: Sn = somatrio da P.G. A primeiro termo da P.G. Pr razo da P.G. n nmero de termos da P.G. A dosagem dos concretos foi com base no mtodo de dosagem IPT/EPUSP (HELENE et al, 1993), em que foi determinado o teor de argamassa ideal para que com o trao 1:5 fosse obtido o abatimento em torno de 80 10mm. Posteriormente, com este mesmo teor de argamassa determinado, foram dosados os traos 1:3,5 e 1:6,5, com adio de gua para obter o mesmo abatimento. Este procedimento foi repetido para quatro composies granulomtricas ternrias, isto , para cada mistura foram dosados trs concretos, de modo que foram obtidos 12 traos de concretos. A determinao do abatimento foi determinada de acordo com a NM 67:96 Concreto Determinao da consistncia pelo abatimento do trono de cone. Para a anlise dos dados no foi dosado um concreto de referncia, assim a comparao ser entre os concretos dosados, tendo em vista a maior ou menor continuidade da curva de distribuio granulomtrica das misturas ternrias. 2.1 Materiais utilizados 2.1.1 Cimento O cimento utilizado para a composio do concreto foi o cimento composto pozolnico CP II-Z32RS; a pozolana utilizada argila calcinada, pois na regio nordeste do Brasil este o tipo mais comum. As caractersticas fsicas e qumicas so apresentadas nas Tabela 1. Tabela 1 Caracterizao fsica e qumica do cimento CP II- Z 32RS gua para consistncia normal (%) 27,1 2 rea especfica Blaine (NBR 7224/84) (cm /g) 3.450 Finura - resduo na peneira #200 (%) 2,4 Finura - resduo na peneira #325 (%) 13,0 Caracterizao Incio (min) 145 fsica Tempo de pega (NBR 11581/91) Fim (min) 210 Expansibilidade a quente (NBR 11582/91) (mm) 0,50 3 dias (MPa) 25,8 Resistncia compresso (NBR 7 dias (MPa) 30,7 7215/91) 28 dias (MPa) 39,2 Perda ao fogo 5,21 Resduo insolvel 7,56 Al2O3 5,40 Caracterizao SiO2 20,57 qumica (%) Fe2O3 2,71 CaO 57,97 MgO 2,60 SO3 3,01 CaO livre 1,41 Equivalente alcalino em Na2O 0,90 2.1.2 Agregados A natureza mineralgica dos agregados mido e grado, areia e pedra respectivamente, empregados no experimento de natureza quartzosa. O agregado grado e as misturas ternrias compostas com eles foram caracterizados quanto ao coeficiente de uniformidade e a densidade de massa aparente no estado seco. Para a areia natural foram determinadas a curva granulomtrica e a densidade de massa aparente. A determinao da massa unitria no estado seco foi de acordo com a NBR 7251 - Determinao da massa unitria em estado solto e a determinao da composio granulomtrica de acordo com a NBR 7217- Determinao da composio granulomtrica dos agregados. O coeficiente de uniformidade foi determinado de acordo com o mtodo Allen -Hazen que relaciona C= d60/d10, isto , Sn = A (1-Prn)/(1-Pr) (Equao 1)

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d60 e d10 so os dimetros equivalentes a 60% e 10%, respectivamente, da porcentagem passante de material (CAPUTO, 1983). Estes ensaios foram utilizados tambm para a caracterizao das misturas ternrias. O agregado mido utilizado, a areia natural, foi o disponvel na Regio Metropolitana da Cidade do Recife. Essa areia considerada muito uniforme, pois apresenta grande concentrao de uma nica faixa de gros, sua interferncia no ser considerada na analise, uma vez que o procedimento de dosagem adotado no leva em considerao a distribuio granulomtrica da areia. Os dados da areia natural constam na Tabela 2 e curva de distribuio granulomtrica no grfico da figura 2. Na Tabela 3 e 4 constam os dados das britas e no grfico da figura 4 as curvas granulomtricas das britas. Tabela 2 Caractersticas da areia natural Caractersticas Densidade de massa aparente (kg/dm3) Dimetro mximo caracterstico Dmax.(mm) Coeficiente de uniformidade (C = d60/d10) Peneira (mm) 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 0,075

1,421 4,8 1,5 % retida 1,04 7,54 15,34 28,51 31,41 14,30 1,86

100,00 90,00 Passante (%) 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,01 0,1 Peneiras (mm) 1 10

Figura 3 Curvas de distribuio granulomtrica da areia natural Tabela 3 Caracterstica das britas 0, 1 e 2 Brita Densidade de massa aparente (kg/dm3) 0 1,50 1 1,460 2 1,420

Coeficiente de uniformidade (C = d60/d10) 2,67 1,50 1,33

A partir da anlise dos dados da Tabela 4, observa-se que nas britas 0, 1 e 2 as concentraes granulomtricas esto nas seguintes faixas: - 79% do material da brita 0 fica retido na peneira com abertura 4,80mm; - 92% do material da brita 1 fica retido na peneira com abertura 9,80mm e - 96% do material da brita 2 fica retido na peneira com abertura 12,5mm.

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Tabela 4 Composio granulomtrica das britas de acordo com a NBR 7217 Peneiras (mm) Brita 0 (%retida) Brita 1 (% retida) Brita 2 (%retida) 25 0 0 0 19 0 2,3 42,2 12,5 7,7 56,2 55,3 9,5 25,19 35,4 2,2 6,3 40,36 5,5 0,3 4,8 16,41 0,3 0,04 2,4 7,34 0,16 0,02 1,2 1,65 0,05 0,02 0,6 0,7 0,03 0,005 0,3 0,5 0,03 0,01 0,15 0,10 0,03 0.02 0,075 0,10 0,1 0

100,00 90,00 80,00 70,00 Passante (%) 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,01 0,1 1 Peneiras (mm) 10 100 Brita 0 Brita 1 Brita 2

Figura 4 Curvas de distribuio granulomtrica das britas 0, 1 e 2

2.2 Planejamento experimental 2.2.1 Preparao das misturas ternrias:As misturas ternrias foram compostas de acordo com a porcentagem de material retido em cada frao granulomtrica das curvas tericas obtidas de acordo com FURNAS (1931) apud CARNEIRO (1999). Para as curvas deste trabalho foi adotado que o numero de termos da P.G. igual a 4, isto , cada classe de brita (0, 1 e 2) representa um termo, sendo considerado o quarto termo a peneira de maior abertura (mm), em que passam todos as fraes granulomtricas das britas 0, 1 e 2. Assim, a partir da anlise dos dados da Tabela 4, em que foi determinado em quais peneiras ficam concentradas as fraes granulomtricas de cada brita, os termos da P.G. so as peneiras com as respectivas aberturas de malha: 19,0mm, como sendo o quarto termo em que passam todas as fraes; 12,5mm; 9,8mm e 4,8mm. A razo da P.G. define a continuidade do perfil da curva granulomtrica, assim, por tentativa e anlise qualitativa dos perfis gerados foram definidos quatro valores para razo da P.G., a saber: 0,5; 0,6; 0,75 e 0,85. Os perfis das curvas obtidas esto no grfico da figura 5. As composies granulomtricas de cada curva terica constam na tabela 5.

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120 100 Passante (%) 80 60 40 20 0 1

Curva Terica A Curva Terica B Curva Terica C Curva Terica D

10 Peneiras (mm)

100

Figura 5 Grfico das curvas granulomtricas tericas Tabela 5 Composies granulomtricas das curvas tericas Peneiras (mm) 19,0 12,5 9,8 4,8 1 Brita Brita 2 Brita 1 Brita 0 Curva A 0,5 0 53,4 26,7 13,4 6,5 Curva B 0,6 0 46,0 27,6 16,5 9,9 Curva C 0,75 0 36,6 27,5 20,6 15,3 Curva D 0,85 0 31,4 26,7 22,7 19,2

Os valores correspondentes peneira 1 no so levados em considerao, constam na tabela apenas para que a soma seja 100%. Os valores da peneira 1 poderiam ser considerados como parte da frao do agregado mido, pois corresponde frao passante na peneira 4,8mm de abertura, que neste trabalho no est sendo levada em considerao na curva de distribuio granulomtrica ternria. Com as porcentagens de cada brita foram compostas as misturas ternrias e em seguida determinada composio granulomtrica real, a fim de observar o quanto diferente ficou da mistura terica. Na Tabela 6 constam os valores reais das porcentagens retidas de cada mistura ternria e no grfico da figura 6 as respectivas curvas granulomtricas.

100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,01

Curva A Curva B Cruva C Curva D

Passante (%)

0,1

1 Peneiras (mm)

10

100

Figura 6 Curvas de distribuio granulomtrica das misturas ternrias com britas

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Tabela 6 Composies granulomtricas das mistura ternrias efetivas Peneiras (mm) Curva A 0,5 Curva B 0,6 Curva C 0,75 (%retida) (%retida) (%retida) 25 0 0 0 19 31,4 21,86 11,40 12,5 40,61 43,5 31,80 9,5 16,5 18,2 22,8 6,3 8,9 9,53 20,0 4,8 2,0 3,32 7,50 2,4 0,59 1,85 3,0 1,2 0 1,2 1,5 0,6 0 0,54 1,0 0,3 0 0 1,0 0,15 0 0 0,0 0,075 0 0 0,0 Densidade de 1,699 1,690 1,61 massa aparente (kg/dm3) Coeficiente de 1,5 2,0 2,5 uniformidade

Curva D 0,85 (%retida) 0 17,5 44,3 23,0 13,4 1,70 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,500 1,5

2.2.2 Dosagem do concreto: De acordo com o mtodo de dosagem de concreto IPT/EPUSP, foi variado o teor de argamassa at chegarmos a uma mistura com abatimento de 80 10 mm; assim, para o trao inicial 1:5 foi variado o teor de argamassa de 30 at 60%, utilizando 35,0kg fixos de agregados grados para dosagem. A variao acumulada foi de 1%, pois a variao do teor de argamassa mais sensvel, em relao ao agregado grado natural, quando se utiliza agregado grado com mistura granulomtrica otimizada, assim, no foi utilizada a variao tradicional de 2%. A relao gua materiais secos inicialmente foi fixada em 7%, e este valor variou de acordo com as misturas otimizadas. Em seguida foram dosados os traos de concretos com as propores 1;3,5 e 1:6,5, com o mesmo teor de argamassa, com adio de gua at atingir o abatimento em torno de 80 10mm. 2.2.3 Procedimentos de ensaio O ensaio de caracterizao dos concretos no estado fresco foi o abatimento, que uma medida de referncia para a trabalhabilidade do concreto, e est diretamente relacionado com os fatores teor de argamassa e consumo da gua de amassamento, isto , quanto maior forem esses fatores maior ser o valor do abatimento; neste trabalho, como j descrito, o valor do abatimento em relao a altura do tronco de cone de ensaio foi de 80 10 mm. Este ensaio foi de acordo com NM 67:96. 2.2.4 Dados obtidos Os dados apresentados referentes ao concreto no estado fresco so o teor de argamassa e a relao a/c de cada famlia de curva com seus respectivos traos, e o consumo de cimento; nas Tabelas 7, 8 e 9 constam os valores para cada trao de concretos dosados com as diferentes misturas ternrias. Tabela 7 Dados dos concretos dosados com diferentes misturas ternrias para um mesmo trao Trao 1:3,5 Curvas Caractersticas A 0,50 B 0,60 C 0,75 D 0,85 Coeficiente de uniformidade 1,5 2,0 2,5 1,5 Densidade de massa aparente 1,699 1,690 1,610 1,500 (kg/dm3) Teor de argamassa (%) 42 45 58 46 Abatimento 85 80 70 80 (mm) Relao a/c 0,37 0,37 0,43 0,41 Consumo de cimento (kg/m3) 480 430 500 489

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Tabela 8 Dados dos concretos dosados com diferentes misturas ternrias para um mesmo trao Trao 1:5 Curvas Caractersticas A 0,50 B 0,60 C 0,75 D 0,85 Coeficiente de 1,5 2,0 2,5 1,5 uniformidade Densidade de massa 1,699 1,690 1,610 1,500 aparente (kg/dm3) Teor de argamassa (%) 42 45 58 46 Abatimento 90 70 75 85 (mm) Relao a/c 0,46 0,50 0,43 0,55 Consumo de cimento 370 360 390 359 (kg/m3) Tabela 9 Dados dos concretos dosados com diferentes misturas ternrias para um mesmo trao Trao 1:6,5 Curvas Caractersticas A 0,50 B 0,60 C 0,75 D 0,85 Coeficiente de 1,5 2,0 2,5 1,5 uniformidade Densidade de massa 1,699 1,690 1,610 1,500 aparente (kg/dm3) Teor de argamassa (%) 42 45 58 46 Abatimento 85 80 70 75 (mm) Relao a/c 0,55 0,57 0,66 0,63 Consumo de cimento 290 320 310 289 (kg/m3) 3. Anlise dos dados As anlises dos dados so divididas em duas partes, a primeira que analisa as caractersticas das misturas ternrias, e, a segunda parte que analisa os dados dos concretos no estado fresco, constantes nas tabelas 7, 8 e 9. Para a anlise dos dados dos concretos no estado fresco foi relacionado a faixa do abatimento de cada trao, que variou de acordo com a mistura ternria, com o coeficiente de uniformidade das misturas ternrias, o teor de argamassa, o consumo de gua e de cimento. A densidade de massa aparente das misturas no foi levada em considerao na anlise, pois em estudo prvio foi observado que no havia uma tendncia das curvas obtidas nos grficos. 3.1 Anlise das caractersticas das misturas ternrias A figura 7 contm quatro grficos com as curvas de distribuio granulomtricas das misturas ternrias tericas e a real. Observa-se que em todas as misturas, no houve uma superposio das duas curvas, real e terica, e que a mistura D foi a que ficou mais longe do perfil terico.

100,00 90,00 80,00 70,00 Passante (%) 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 1 10 Peneiras (mm) 100 % Curva APassante (%)

100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 1 10 Peneiras (mm) 100 % Curva B Curva Terica B

Curva Terica A

Curva A

Curva B

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100,00 90,00 80,00 70,00 Passante (%) 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 1 10 Peneiras (mm) 100 % Curva C Curva Terica C Passante (%)

100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 1 10 Peneiras (mm) 100 % Curva D Curva Terica D

Curva C

Curva D

Figura 7 Grfico das misturas ternria terica e real O grfico da figura 8 demonstra que com o aumento do coeficiente de uniformidade das curvas granulomtricas das misturas ternrias, a densidade de massa diminui; isto ocorre porque medida que aumentam a continuidade de uma distribuio granulomtrica, deixa de haver a predominncia de gros com uma nica dimenso, passa a ter gros de dimenses variveis, o que diminui a densidade de massa medida, apesar da boa compacidade do sistema de gros. Quando ocorre a predominncia de um nico tipo de gro a densidade de massa tende a ser maior em relao a uma mistura de gros contnua, pois esta predominncia aumenta o valor da densidade de massa, mas a compacidade do sistema de gros no satisfatria, pois deixa de haver o preenchimento dos vazios entre gros de dimetro D, por gros de dimetro d, onde D >> d. O caso das misturas A e D terem o mesmo coeficiente de uniformidade, mas densidade de massas diferentes, pode ser um indicativo de que o ponto timo para misturar as trs britas com a curva C; isto , o fato de aumentar a continuidade atravs do aumento da razo da progresso geomtrica da equao 1 no contribui para a aumentar a compactao do sistema.

Coeficiente de uniformidade 3 Densidade de massa aparente (kg/dm3) Coeficiente de uniformidade 2,5 2 1,5 1,55 1 0,5 0 A B Curvas C D 1,5 1,45 1,4 1,7 1,65 1,6 Densidade de massa aparente 1,75

Figura 8 Coeficiente de uniformidade versus densidade de massa aparente (kg/dm3) 3.2 Caractersticas das misturas ternrias versus caractersticas do concreto no estado fresco No grfico da figura 9 que relaciona o coeficiente de uniformidade versus o abatimento dos traos de acordo com a curva de distribuio granulomtrica, observa-se a tendncia de reduo do abatimento dos concretos medida que aumenta o coeficiente de uniformidade, acredita-se isto ocorre em funo da maior coeso do concreto fresco, pois o empacotamento da mistura ternria, mais o cimento e a areia, aumentam a consistncia do concreto, medida pelo abatimento no tronco de cone. Outrossim, o grfico da figura 10 indica que o aumento do teor de argamassa no concreto fresco reduz o abatimento do concreto, isto , mantm a consistncia do concreto elevada.

(kg/dm3)

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Em ambos grficos, das figuras 9 e 10, observa-se que a faixa de abatimento maior para os concretos com a proporo 1:3,5 e reduzindo para as propores 1:5 e 1:6,5. Este fato pode ser explicado pela variao da distribuio granulomtrica das misturas ternrias, pois os menores valores de abatimento correspondem s curvas com menor continuidade, e as curvas mais contnuas so as que fornecem os concretos mais consistentes. De acordo com o grfico da figura 11 a relao gua/cimento tende a diminuir com o aumento do abatimento, este fato pode ser explicado pelo aumento do coeficiente de uniformidade da mistura ternria, que requer menos gua para o concreto, e tambm, em funo do aumento do teor de argamassa. Neste mesmo grfico, pode ser observado que as faixas de consumo de gua tende a diminuir com o aumento da proporo de aglomerante no concreto.

95 90 Abatimento (mm) 85 80 75 70 65 60 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

Abatimento1:3,5 Abatimento 1:5 Abatimento 1:6,5

2,2

2,4

2,6

Coeficiente de uniformidade

Figura 9 Relao coeficiente de uniformidade versus abatimento (mm)

95 Abatimento1:3,5 90 Abatimento (mm) 85 80 75 70 65 60 40 45 50 Teor de argamassa (%) 55 60 Abatimento 1:5 Abatimento 1:6,5

Figura 10 Relao teor de argamassa (%) versus abatimento (mm) De acordo com grfico da figura 12, o consumo efetivo de aglomerante entre os traos dos concretos variou significativamente de acordo com a proporo aglomerante:agregado, a saber: - trao 1:3,5 consumo de cimento 450 kg/m3a 500 kg/m3 ; - trao 1:5,0 consumo de cimento 350 kg/m3a 400 kg/m3 e - trao 1:6,5 consumo de cimento em torno de 300 kg/m3 .

20

0,7 0,65 0,6 0,55 Relao a/c 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 60 65 70 75 80

Relao a/c 1:3,5 Relao a/c 1:5 Relao a/c 1:6,5

85

90

95

Abatimento (mm)

Figura 11 Relao abatimento (mm) versus relao a/c550 Consumo de cimento (kg/m3) 500 450 400 350 300 250 200 60 65 70 75 80 85 90 95 Abatimento (mm) Consumo 1:3,5 Consumo 1:5 Consumo 1:6,5

Figura 12 Relao abatimento (mm) versus consumo de aglomerante (kg/m3) 4. Concluso Da analise dos dados obtidos dos concretos dosados com as misturas ternrias, para obter um concreto com abatimento em torno de 8010mm, depreende-se que a modificao da composio granulomtrica do agregado grado pode interferir na consistncia do concreto fresco, com a reduo da gua de amassamento e do teor de argamassa, com reduo do consumo de aglomerante. Os coeficientes de uniformidade das misturas ternrias, quando relacionados com o abatimento do concreto fresco conduz a concluso que so inversamente proporcionais, isto , quanto maior for a continuidade da distribuio granulomtrica do agregado grado mais consistente ser o concreto no estado fresco, em funo da compacidade da mistura, pois os vazios dos gros maiores so preenchidos pelos gros menores, fazendo que mistura seja tenha mais coeso. O contrrio, isto , quando a distribuio granulomtrica do agregado no contnua resulta em um concreto com pouca

21

coeso, o que prejudicial para mistura, pois pode ocasionar exsudao da gua de amassamento. O grfico da figura 13 ilustra de maneira qualitativa esta concluso.

Abatimento (mm)

Cf. Uniformidade

Figura 13 Grfico qualitativo da relao coeficiente de uniformidade versus abatimento (mm) A anlise da relao gua/cimento versus abatimento do concreto fresco conduz a concluso que so inversamente proporcionais, isto , possvel obter concretos com abatimento elevado com reduo da relao gua/cimento, isto ocorre em funo do efeito parede que facilita o rolamento dos gros maiores entre os gros menores favorecendo a trabalhabilidade do concreto fresco. O grfico da figura 14 ilustra de maneira qualitativa esta concluso.

Relao a/c

Abatimento (mm)

Figura 14 Grfico qualitativo da relao gua/cimento versus abatimento (mm) A otimizao pode ser medida pela anlise do coeficiente de uniformidade e pela densidade de massa aparente das misturas, lembrando que uma anlise qualitativa das curvas granulomtricas obtidas pertinente, pois s o valor numrico no fornece a informao completa sobre empacotamento do sistema.

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Texto 3 - ANLISE DA ABSORO POR CAPILARIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS COM CURVA DE DISTRIBUIO GRANULOMTRICA OTIMIZADAResumo Este trabalho tem por objetivo a anlise da absoro por capilaridade de concretos compostos com misturas ternrias de agregados grados, brita 0, 1 e 2 encontrados na cidade do Recife. As misturas ternrias foram compostas a partir da equao do somatrio de uma progresso geomtrica. Isto , as porcentagens retidas das fraes granulomtricas das curvas tericas correspondem proporo para cada uma das britas utilizadas na mistura ternria; assim, foram preparadas quatro misturas ternrias. Posteriormente as mesmas foram caracterizadas quanto densidade de massa aparente e coeficiente de uniformidade; estas foram utilizadas para comparar com a absoro por capilaridade de cada concreto dosado. A dosagem dos concretos foi realizada de acordo com o mtodo IPT/EPUSP, com o trao 1:5, com teor de argamassa variando para atingir o abatimento de 8010mm. Os materiais utilizados so os Cimento CP II Z-32 e a areia utilizada na cidade de Recife. Foram moldados corpos de provas para o ensaio aos 28 dias de absoro por capilaridade, com base na NBR 9779 Argamassas e Concretos/ Determinao da Absoro por Capilaridade; este mtodo tem por princpio medir a ascenso capilar num corpo de prova ao longo do tempo, em funo da variao de massa at a sua estabilizao. A partir das anlises dos resultados, foi observado que a otimizao da frao inerte o agregado grado proporciona reduo da absoro por capilaridade em funo da maior compacidade do sistema aglomerante e agregado. 1. Introduo Este trabalho tem por objetivo a anlise da capilaridade do concreto de cimento, areia e pedra; em que o agregado grado, a pedra, caracteriza-se por misturas ternrias, obtidas com agregados grados encontrados na regio Metropolitana da cidade do Recife, onde h a predominncia do uso de agregado grado de uma nica pedreira. Para a anlise dos dados no foi dosado um concreto de referncia, assim a comparao ser entre os concretos dosados, tendo em vista a maior ou menor continuidade da curva de distribuio granulomtrica das misturas ternrias.2.Procedimentos de ensaio

O ensaio de caracterizao dos concretos no estado fresco foi o abatimento, que uma medida de referncia para a trabalhabilidade do concreto, e est diretamente relacionado com os fatores teor de argamassa e consumo da gua de amassamento, isto , quanto maior forem esses fatores maior ser o valor do abatimento; neste trabalho, com j descrito, o valor do abatimento em relao a altura do tronco de cone de ensaio foi de 80 10 mm. No estado endurecido foi realizado o ensaio de absoro de gua por capilaridade de acordo com a norma NBR 9779. Depois de moldados e armazenados em cura durante o perodo de 28 dias, os corpos-de-prova foram retirados e colocados na estufa at que os mesmos atingissem constncia de massa. Obtivemos essa constncia de massa no perodo de 72 horas (3 dias). Obtida a constncia os CPs foram retirados da estufa e colocados para resfriar ao ar livre para ao coloca-los em contato com a gua no tivesse uma alta absoro inicial devido a alta temperatura dos nossos CPs, evitando com isso que o ensaio pudesse nos oferecer resultados errneos. Depois de resfriado e pesado foi obtida sua massa inicial, parmetro importante para o clculo de absoro do nosso concreto, e posteriormente colocados em imerso parcial em gua a temperatura de 24,5C. Para essa imerso os corpos-de-prova foram colocados sobre suportes, preenchendo-se, ento, com gua a bandeja do recipiente do ensaio, de modo que o nvel dgua permanecesse constante a (5 1)mm acima do topo ou face inferior do corpo-de-prova. Para que pudesse manter constante o nvel dgua a altura recomendada por norma, foi feita a marcao com giz verde a 5mm da base do CP e com isso sempre feito o preenchimento no recipiente com gua assim que o a coluna dgua estivesse abaixo do seu nvel de marcao. Durante o ensaio foi determinada a massa total do corpo-de-prova, nos seguintes tempos: 1 min; 4 min; 9 min; 16 min; ...; 2h 49 min e 3h e continuando o mesmo nas idades de 6 h, 24 h, 48 h e 72 h, contadas a partir da colocao do corpo-de-prova em contato com a gua. O clculo para a determinao da absoro por capilaridade dos corpos-de-prova dado pela equao 2: C=AB/S (Equao 1) Onde:

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C = Absoro de gua por Capilaridade (kg/cm3) A = Massa do CP que permanece com uma das faces em contato com a gua durante um perodo de tempo especificado (Kg) B = Massa inicial do CP seco em Estufa Ventilada, Temperatura de (405)C S = rea da seo transversal da Superfcie em contato com a gua (rea da seo molhada inicial) (cm2) 3. Dados obtidos Os dados apresentados referentes ao concreto no estado fresco so o teor de argamassa e a relao a/c, constantes na Tabela 1. Tabela 1 Dados dos concretos no estado fresco para 8010 mm Caractersticas Curva A 0,5 Curva B 0,6 Curva C 0,75 Teor de 42 45 58 argamassa (%) Relao a/c 0,455 0,50 0,434 Abatimento efetivo 90 70 75 (mm) Curva D 0,85 46 0,546 85

Os dados obtidos da absoro por capilaridade constam na Tabela 8 e correspondem aos tempos de ensaio de 3horas; 6 horas, 24 horas, 48 horas e 72 horas. No grfico da figura 1 so apresentadas as curvas de absoro em quilo por centmetro quadrado (kg/cm2) versus tempo em minutos (min). Perodo (horas) 3 horas 6 horas 24 horas 48 horas 72 horas Tabela 8 Dados da absoro por capilaridade (kg/cm2) Curva A 0,5 Curva B 0,6 Curva C 0,75 0,00031 0,00045 0,000275 0,00056 0,00049 0,000298 0,00083 0,00084 0,0003 0,00115 0,0011 0,0003 0,0013 0,0012 0,0003 Curva D 0,85 0,00027 0,0003 0,00056 0,00084 0,00076

0,0014

A - 1:5 (80mm) B - 1:5 (80mm) C - 1:5 (80mm) D - 1:5 (80mm)

0,0012

0,001 Absoro (kg/cm2)

0,0008

0,0006

0,0004

0,0002

0 0 500 1000 1500 2000 2500 Tempo (min) 3000 3500 4000 4500 5000

Figura 1 Curvas da absoro por capilaridade (kg/cm2) versus tempo (min)

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3 Anlise dos dados No grfico da figura 1 observa-se que o concreto produzido com a composio granulomtrica ternria C foi o que apresentou a curva de absoro de menor valor e que estabiliza logo nos primeiros minutos. Os demais concretos apresentam uma absoro crescente ao longo do tempo, tendendo para uma estabilizao s aps 48horas de ensaio. Os concretos dosados com as misturas ternrias A e B tm as curvas de absoro com os maiores valores, sendo que o concreto dosado com a composio ternria D apresenta o valor intermedirio. Na Tabela 8, observa-se que ao final de 72horas de ensaio o concreto dosado com a composio granulomtrica C foi o que apresentou a menor absoro. 3.1 Caractersticas das misturas ternrias versus absoro por capilaridade As caractersticas das misturas ternrias adotadas para relacionar com a absoro por capilaridade so densidade de massa aparente e o coeficiente de uniformidade. O grfico da figura 2, pode-se observar que o aumento do coeficiente de uniformidade das curvas a densidade de massa diminui, isto ocorre em funo de no haver a concentrao de gros de mesmo tamanho, o contrrio ocorre quando diminui o coeficiente. A compactao do sistema de partculas ternrio melhor com o aumento da continuidade da curva de distribuio granulomtrica, o que pode ser observado no grfico da figura 3, pois as menores densidades de massas aparentes, as misturas ternrias C e D, fornecem os concretos com menor absoro capilar.Coeficiente de uniformidade Densidade de massa aparente (kg/dm3)

3

1,75 1,7 1,65 1,6 Densidade de massa aparente (kg/dm3)

2,5 Coeficiente de uniformidade

2

1,5 1,55 1 1,5 1,45 1,4 A B C D Misturas ternrais

0,5

0

Figura 2 Coeficiente de uniformidade versus densidade de massa aparente (kg/dm3)

25

0,0014 0,0012 Abosro (kg/cm 2) 0,001 0,0008 0,0006 0,0004 0,0002 0 A B

Absroo (kg/cm2) Densidade de massa aparente (kg/dm3)

1,75 Densidade de massa aparente 1,7 1,65 1,6 1,55 1,5 1,45 1,4

C Concretos

D

Figura 3 Densidade de massa aparente (kg/dm3) versus absoro por capilaridade (kg/cm2) No grfico da figura 4 observa-se que as misturas ternrias com maior coeficiente de uniformidade forneceram os concretos com menor absoro capilar aps 72 horas em funo da maior compacidade das misturas.3 Coeficiente de uniformidade 2,5 2 1,5 0,0006 1 0,5 0 A B Concretos C D 0,0004 0,0002 0 Coeficiente de uniformidade Absroo (kg/cm2) 0,0014 0,0012 0,001 0,0008 Absoro por capilaridade (kg/cm2)

Figura 4 Coeficiente de uniformidade versus absoro por capilaridade (kg/cm2)

3.2 Caractersticas dos concretos versus absoro por capilaridade A partir do grfico da figura 5, que relaciona teor de argamassa (%) versus absoro por capilaridade (kg/cm2), observa-se que o concreto dosado com a composio granulomtrica ternria C apresenta a menor absoro por capilaridade e tambm o concreto com o maior teor de argamassa. A menor absoro pode ser em funo do fechamento satisfatrio dos poros capilares pelo sistema agregado grado (mistura ternria) e a argamassa do concreto (cimento e areia).

(kg/dm 3)

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Teor argamassa ((%) Absoro por capilaridade em 72horas (kg/cm2) 70 Teor de argamassa (%) 60 50 40 30 20 10 0 A B Concretos C D Absroo (kg/cm2) 0,0014 0,0012 0,001 0,0008 0,0006 0,0004 0,0002 0

Figura 5 Teor de argamassa (%) versus absoro por capilaridade (kg/cm2) Do grfico da figura 6, observa-se que o concreto produzido com a mistura ternria C favoreceu a reduo da relao gua/cimento, pelo que contribui tambm para a menor absoro no concreto. Relao a/c Absroo (kg/cm2)

0,6 0,5 Relao a/c 0,4 0,3 0,2 0,1 0 A B

0,0014 Absoro (kg/cm2) 0,0012 0,001 0,0008 0,0006 0,0004 0,0002 0

C

D

Concretos

Figura 6 Relao a/c versus absoro (kg/cm2)

4 Concluso Da analise dos dados obtidos de absoro por capilaridade do concreto, para um abatimento fixo de 8010mm, e dosado com misturas ternrias, compostas com brita 0, 1 e 2, depreende-se que a otimizao granulomtrica influencia na reduo da absoro do concreto, pois contribui para o empacotamento do sistema aglomerante e agregados, mido e grado, conforme ilustra o grfico qualitativo da figura 7. O grfico representa apenas uma hiptese de que o comportamento linear, para tal comprovao necessrio realizar um estudo com amostragem estatstica para saber qual tendncia dessas relaes: continuidade da distribuio granulomtrica das misturas ternrias versus absoro por capilaridade.

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Absoro (kg/cm2)

Coeficiente de continuidade

Figura 7 Grfico hipottico da relao continuidade da distribuio granulomtrica das misturas ternrias versus absoro por capilaridade. A otimizao pode ser medida pela anlise do coeficiente de uniformidade e pela densidade de massa aparente das misturas, lembrando que uma anlise qualitativa das curvas granulomtricas obtidas pertinente, pois s o valor numrico no fornece a informao completa sobre empacotamento do sistema.

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Texto 3 ANLISE DAS CURVAS DE RESISTNCIA COMPRESSO DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS COM CURVAS DE DISTRIBUIO GRANULOMTRICA OTIMIZADAResumo Este trabalho tem por objetivo a anlise das curvas de resistncia de concretos compostos com misturas ternrias de agregados grados, brita 0, 1 e 2 encontrados na cidade do Recife. As misturas ternrias foram compostas a partir da equao do somatrio de uma progresso geomtrica. Isto , as porcentagens retidas das fraes granulomtricas das curvas tericas correspondem proporo para cada uma das britas utilizadas na mistura ternria; assim, foram preparadas quatro misturas ternrias. Posteriormente as mesmas foram caracterizadas quanto densidade de massa aparente e coeficiente de uniformidade; estas foram utilizadas para comparar com a absoro por capilaridade de cada concreto dosado. A dosagem dos concretos foi realizada de acordo com o mtodo IPT/EPUSP, com os traos 1:3,5; 1:5 e 1:6,5, sendo que o teor de argamassa varia para cada mistura ternria para atingir o abatimento de 8010mm no trao 1:5, posteriormente, com este teor de argamassa foram dosados os traos 1:3,5 e 1:6,5 apenas acrescentando gua para atingir o mesmo abatimento. Os materiais utilizados so os Cimento CP II Z-32 e a areia utilizada na cidade de Recife. Foram moldados corpos de provas cilndricos (30x15)cm para o ensaio aos 28 dias de resistncia compresso com base na NBR 7222 Argamassas e Concretos/ Determinao da resistncia a compresso. A partir da anlise dos resultados, foi observado que a otimizao da frao inerte o agregado grado proporciona reduo do consumo de aglomerante para uma mesma resistncia requerida. A determinao da densidade de massa aparente e o coeficiente de uniformidade das misturas ternrias podem ser adotadas como indicadores do ganho da resistncia mecnica. 1. Introduo Este trabalho tem por objetivo a anlise de curvas de resistncias de concretos de cimento, areia e pedra; em que o agregado grado, a pedra, caracteriza-se por misturas ternrias, obtidas com agregados grados encontrados na regio Metropolitana da cidade do Recife, onde h a predominncia do uso de agregado grado de uma nica pedreira. Neste trabalho, ser analisada a influncia da densidade de massa aparente e da distribuio granulomtrica das misturas ternrias de agregado grado na resistncia mecnica compresso.

2. Procedimentos de ensaioO ensaio de caracterizao dos concretos no estado fresco foi o abatimento, que uma medida de referncia para a trabalhabilidade do concreto, e est diretamente relacionado com os fatores teor de argamassa e consumo da gua de amassamento, isto , quanto maior forem esses fatores maior ser o valor do abatimento; neste trabalho, como j descrito, o valor do abatimento em relao a altura do tronco de cone de ensaio foi de 80 10 mm. No estado endurecido foi realizado o ensaio de resistncia compresso de acordo com a norma NBR 7222. Depois de moldados e armazenados em cura durante o perodo de 28 dias, os corpos-deprova foram retirados e capeados com enxofre. 3. Dados obtidos Os dados apresentados referentes ao concreto no estado fresco so o teor de argamassa e a relao a/c, no estado endurecido so as resistncias compresso de cada famlia de curva com seus respectivos traos e o consumo de cimento; nas Tabelas 1, 2, 3 e 4 constamos valores para cada curva granulomtrica ternria. Tabela 1 Dados dos concretos dosados com a mistura ternria A 0,5 Teor de argamassa 42% Traos a/c fc (MPa) 1:3,5 0,37 42,0 1:5 0,46 35,3 1:6,5 0,55 27,5 Tabela 2 Dados dos concretos dosados com a mistura ternria B 0,6 Teor de argamassa 45% Traos a/c fc (MPa) 1:3,5 0,37 39,0

Consumo (kg/m3) 480 370 290

Consumo (kg/m3) 430

29

1:5 1:6,5

0,50 0,57

33,6 26,5

360 320

Tabela 3 Dados dos concretos dosados com a mistura ternria A 0,75 Teor de argamassa 58% Traos a/c fc (MPa) 1:3,5 0,43 41,6 1:5 0,44 34,4 1:6,5 0,6 19,2 Tabela 4 Dados dos concretos dosados com a mistura ternria A 0,85 Teor de argamassa 46% Traos a/c fc (MPa) 1:3,5 0,40 31,0 1:5 0,55 27,5 1:6,5 0,63 24,5

Consumo (kg/m3) 500 390 310

Consumo (kg/m3) 489 359 298

4. Anlise dos dados Os dados das tabelas 1, 2, 3 e 4 foram agrupados do seguinte modo, um grupo onde se relaciona a caracterstica das misturas ternria: densidade de massa aparente e o coeficiente de uniformidade, e o teor de argamassa com a resistncia compresso. E, outro grupo onde se relaciona s caractersticas dos concretos: consumo de cimento por metro cbico e relao a/c versus resistncia compresso. 4.1. Caractersticas das misturas ternrias versus resistncia compresso Do grfico da figura 1 observa-se que as misturas ternrias com maior densidade de massa fornecem as maiores resistncias compresso para um mesmo trao, em que variada a continuidade das misturas ternrias.

45 Resistncia compresso (MPa) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1,699 - A 1,69 - B 1,61 - C3

fc (MPa) 1:3,5 fc (MPa) 1:5 fc (MPa) 1:6,5

1,5 - D

Densidade de massa aparente (kg/dm )

Figura 1 Densidade de massa aparente (kg/dm3) versus resistncia compresso (MPa). Ao lado do valor da densidade de massa consta a identificao da mistura ternria.

30

45 40 Resistncia compresso (MPa) 35 30 25 20 15 10 5 0 1,5 - A 2-B 2,5 - C 1,5 - D Coeficiente de uniformidade fc (MPa) 1:3,5 fc (MPa) 1:5 fc (MPa) 1:6,5

Figura 2 Coeficiente de uniformidade versus resistncia compresso (MPa). Ao lado do valor do coeficiente de uniformidade consta a identificao da mistura ternria. Do grfico da figura 2 observa-se uma tendncia de reduo da resistncia compresso com o aumento da continuidade da distribuio granulomtrica das misturas ternrias, para um mesmo trao com a variao da mistura ternria. As concluses a partir dos grficos das figuras 1 e 2 so contraditrias ao que se espera com a otimizao granulomtrica; a explicao proposta do aumento das resistncias nestes concretos, com o decrscimo da continuidade das curvas granulomtricas das misturas ternrias, em funo da maior concentrao de agregados de uma mesma faixa granulomtrica, neste caso a brita 2, que pelo fato de ter maior dimenso contribui para aumentar a resistncia do concreto.45 Resistncia compresso (MPa) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 42 - A 45 - B 58 - C 46 - D Teor de argamassa (%) fc (MPa) 1:3,5 fc (MPa) 1:5 fc (MPa) 1:6,5

Figura 3 Teor de argamassa versus resistncia compresso (MPa). Ao lado do valor teor de argamassa consta a identificao da mistura ternria.

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Outrossim, a composio granulomtrica das curvas A e B, em todos os traos forneceram concretos com maior resistncia compresso em relao composio D, apesar de todos os concretos dosados com as curvas A e B terem o menor teor de argamassa, 42% e 45% respectivamente, em relao aos concretos dosados com a composio D, com teor argamassa igual a 46%, como ilustra o grfico da figura 3. 4.2. Caractersticas dos concretos versus resistncia compresso No grfico da figura 4 observa-se a seguinte tendncia quanto inclinao das curvas de resistncias: os concretos dosados com as misturas ternrias A, B e D apresentam curvas de resistncia com menor inclinao em relao curva de resistncia do concreto dosado com a mistura C; isto indica que para um intervalo de relao a/c qualquer, a exemplo 0,4 e 0,55, as misturas ternrias A, B e D fornecem concretos com menor resistncia compresso em relao ao concreto dosado com a mistura C. A partir de uma anlise considerando trs intervalos de relao a/c: 0,4; 0,5 e 0,6, observa-se que para a relao de a/c=0,4 a maior resistncia dada pela mistura C, indicando a boa compacidade do sistema, apesar da menor densidade de massa da mistura ternria em relao s misturas A e B; isto pode ser justificado tambm pelo alto teor de argamassa. Para a relao a/c = 0,5 as resistncias so semelhantes, no havendo diferena significativa entre as quatro curvas. E, para a relao a/c=0,6 as misturas ternrias A, B e D fornecem os concretos com maior resistncia em relao a mistura ternria C, apesar do maior teor de argamassa; acredita-se que o aumento da relao a/c contribuiu para a reduo da resistncia mecnica, pois, para um teor de argamassa de 58% a relao a/c = 0,6 aumentou a porosidade na pasta do concreto; pelo que, acredita-se que este efeito foi predominante em relao a compacidade do sistema de gros da mistura ternria.fc - Curva A fc - Curva B fc - Curva C 50 Resistncia compresso (MPa) fc - Curva D Expon. (fc - Curva A) Expon. (fc - Curva B) 40 Expon. (fc - Curva C) Expon. (fc - Curva D)

60

30

20

10

0 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 Relao a/c

Figura 4 Relao a/c versus resistncia compresso (MPa)

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50 45 40 35 30 fc - Curva A 25 20 15 200 fc - Curva B fc - Curva C fc - Curva D Log. (fc - Curva A) Log. (fc - Curva B) 250 300 350 4003

Resistncia compresso (MPa)

450

500

Log. (fc - Curva C) 550 Log. (fc - Curva D)

Consumo de cimento (kg/m )

Figura 5 Consumo de cimento (kg/m3) versus resistncia compresso Do grfico da figura 5, observa-se que para todos os concretos dosados com as misturas ternrias A, B, C e D aumentam de resistncia com o aumento do consumo de cimento, o que esperado. As curvas de relao fc (MPa) versus consumo (kg/m3) apresentam inclinao diferentes: as curvas A, B e C so mais inclinadas em relao curva D, assim, para um intervalo de consumo de cimento, como exemplo 300 kg/m3 e 450 kg/m3 as faixas de resistncias compresso para as curvas A, C e B so maiores em relao mistura D. Para uma resistncia compresso de 30 MPa a mistura que ternria que fornece o menor consumo de cimento a mistura A com 310 kg/m3, seguida da mistura B com 340kg/m3, e mistura C com 360 kg/m3. O maior consumo necessrio para a mistura D, 450kg/m3. Para consumos de cimento entre 250 kg/m3 e 350kg/m3, o grfico da figura 11 demonstra que a influncia da curva de distribuio das misturas ternria mais significativa, como exemplo: para um consumo de 300kg/m3 a variao, aproximadamente, das resistncias para cada um dos concretos com as respectivas misturas ternrias so: Curva A com fc = 28MPa; Curvas B e D com fc = 25MPa; e Curva C com fc = 20MPa. Para um consumo de 350kg/m3 observa-se a concentrao das resistncias compresso em dois grupos, em torno de 33MPa para os concretos dosados com as misturas ternrias A e B, e, em torno de 27MPa para os concretos dosados com as misturas C e D. Para o consumo de 250kg/m3 necessrio fazer uma extrapolao no grfico da figura 5 para leitura das resistncias dos concretos, assim, so obtidos os seguintes dados: Curva A com fc = 25MPa; Curva B com fc = 20MPa; Curva C com fc = 15MPa e Curva D com fc = 22MPa 5. Concluso Da analise dos dados obtidos da propriedade resistncia compresso dos concretos dosados com as misturas ternrias, para um abatimento fixo de 8010mm, depreende-se que a otimizao granulomtrica influencia na reduo do consumo de aglomerante sem prejuzo das resistncias compresso. As caractersticas das misturas ternrias, densidade de massa aparente e coeficiente de uniformidade, quando relacionadas com a resistncia compresso do concreto indicaram ser diretamente proporcional e inversamente proporcional, respectivamente; o grfico da figura 6 demonstra de maneira qualitativa esta concluso.

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fc (MPa)

Cf. Uniformidade

Densidade (kg/dm3)

Figura 6 Grfico qualitativo da relao resistncia compresso com densidade de massa do agregado grado (kg/dm3) e coeficiente de uniformidade (cf. Uniformidade). A busca da otimizao da composio granulomtrica do agregado grado proporciona aumento da resistncia compresso dos concretos com reduo do consumo de aglomerante, podendo a variao desse consumo ser de 30% para uma resistncia desejada. Isto pode ser obtido s a modificao da distribuio granulomtrica do agregado grado, buscando o aumento da sua continuidade. O grfico da figura 7 ilustra de forma qualitativa esta relaofc (MPa) A B C

Consumo (kg/m3)

Figura 7 Grfico qualitativo da relao resistncia compresso e consumo de aglomerante para agregados com diferentes coeficientes de uniformidade. A otimizao pode ser medida pela anlise do coeficiente de uniformidade e pela densidade de massa aparente das misturas, lembrando que uma anlise qualitativa das curvas granulomtricas obtidas pertinente, pois s o valor numrico no fornece a informao completa sobre empacotamento do sistema.

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Texto 4 Referncias bibliogrficas dos textos 1, 2 e 3. CAPUTO, H.P. Mecnica dos solos e suas aplicaes Fundamentos. Rio de Janeiro, LTCE S. A, 5 edio., 1983 CAQUOT, M. A. Le role des Matriaux Iinertes dans le Bton. Mmoires de la Socite ds Ingnieurs Civils de France. 900 Anne, Fascicule n. 5, septembreOctobre, 1937. p. 563 - 582. CARNEIRO, A . M. P. Contribuio ao estudo da influncia do agregado nas propriedades de argamassas compostas a partir de curvas granulomtricas. Tese de Doutorado, Escola Politcnica da Universidade de So Paulo PCC, So Paulo, 1999. 283p. CARNEIRO, A. M. P. BARATA, M. S. PICANO, M. S. Anlise de propriedades de concretos produzidos com agregados de composio granulomtrica otimizada. In: 44 Congresso Brasileiro do Concreto, 2002 . Belo Horizonte, MG. CARNEIRO, A. M. P. CINCOTTO, M. A . JOHN, V. M. A massa unitria da areia como parmetro de anlise das caractersticas de argamassa Revista de Associao de Tecnologia do Ambiente Construdo, v. 2, 1997 p.37 CARNEIRO, A. M. P. LIMA, J. M. QUARESMA Otimizao de misturas binrias de agregados para a produo de concreto In: 44 Congresso Brasileiro do Concreto, 2002 . Belo Horizonte, MG. CARNEIRO, A. M. P. SAMPAIO, C. D. C. Estudo da porosidade em concretos produzidos com agregados grados de misturas binrias otimizadas In: 44 Congresso Brasileiro do Concreto, 2002 . Belo Horizonte, MG. FERREIRA, A. P. Ensaios no destrutivos: resistncia ao esmagamento do agregado grado como varivel para avaliao da resistncia do concreto. Universidade Federal Fluminense. Dissertao de Mestrado,138p. FULLER, Willian B. e THOMPSON, Sanford E. The Laws of Proportioning Concrete. Prroceedings of American Society os Civil Engineers, N. 3. Vol XXXIII, March, 1907, p.223-298. FURNAS, C. C. Grading Aggregates, I- Mathematical Relations for Beds of Broken Solids of Maximum Density. Indutrial and Engineering Chemistry, Vol. 23, n. 9; September, 1931. P. 1052-1058. HELENE, P. R. L. & TERZIAN, P. R. Dosagem e Controle dos Concretos de Cimento Portland. So Paulo, PINI,1993 METHA, P. K. et MONTEIRO, P. J. M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais. So Paulo:PINI,1994.

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