XVIII SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS
FOZ DO IGUAgU
ABRIL DE 1989
ESTUDO DE DOSAGENS PARA CONCRETO COMPACTADO A ROLO
- OBRAS DE DESVIO DA USINA SERRA DA MESA -
TEMA I
Eduardo Guimaraes Dias
Elcio Antonio Guerra
Guilherme Leroy
Joao Carlos Faig de OliveiraJose Tomaz Franca Fontoura
Rogerio Sales Goz
Rubens Machado BittencourtWalton Pacelli de Andrade
FURNAS CENTRAIS ELETRICAS S.A.
493
RESUMO
0 trabalho resume os estudos de dosagens realizados no La
boratorio de Concreto de FURNAS, com o objetivo de atender as al
ternativas possiveis para a construgao, em concreto compactado a
rolo , das ensecadeiras galgaveis da Usina Serra da Mesa, do Apro
veitamento Hidroeletrico de Sao Felix, no rio Tocantins.
As alternativas estudadas pela projetista previam concre
tos pobre e com alto teor de pasta. Optou-se, para a construgao
das ensecadeiras , pela utilizagao do concreto compactado com al
to teor de pasta.
Os estudos de dosagens abrangeram concretos com teores de
material cimenticio, respectivamente, ate 120 kg/m3, com 40 a
70% de substituigao de cimento por escoria moida de alto forno
(concreto pobre) e ate 200 kg/m3, com 60 a 80% de substituigao
de cimento por escoria (concreto com alto teor de pasta).
Corn relagao ao estudo de dosagens experimentais do concre
to com alto teor de pasta, foram considerados os fatores abaixo
comentados:
A .relagao pasta/argamassa deve ser otimizada consideran
do-se indice de vazios do agregado miudo, para que se ob
tenham coesao e trabalhabilidade suficientes para uma a
dequada compactagao com rolo vibratorio. A relagao pas
to/argamassa ideal garante o preenchimento dos vazios do
agregado miudo pela pasta. Nesse procedimento ha que se
levar em conta tambem os vazios do agregado graudo, o
qual deve ser preenchido pela argamassa;
A compactagao e bastante influenciada pela graduagao do
agregado miudo. A forma ideal de particulas deve ser
tal que a percentagem de vazios do agregado miudo se si
tue em torno de 38% (3). valores superiores afetam dire
tamente o teor de material cimenticio. Recomendagoes sao
feitas tambem, no sentido de que o teor de material reti
do na peneira de 0,075 mm seja, no maximo , de 5 e 7%,
respectivamente, para a areia natural e artifical;
Ensaios para a determinagao dos indices de vazios dos agre
gados miudos e graudos , assim como da combinagao entre os mes
mos, estao apresentados.
A relagao pasta/argamassa esta tambem relacionada 'a qua
lidade das ligagoes entre as camadas de concretagem. 0
concreto com alto teor de pasta contribui para uma ade
rencia satisfatoria.
495
A utilizando de filler influi na trabalhabilidade, coe
sao, permeabilidade e massa especifica do concreto. No
caso das obras da Usina Serra da Mesa , utilizou-se como
tal a escoria de alto forno moida (finura Blaine entre
4.300 e 5.000 cm2/g), embora esta tenha tambem proprieda
des aglomerantes;
A proporgao entre os materiais cimenticios a determinada
pelas propriedades requeridas. A quantidade de cimento
deve ser a minima, para no causar problemas termicos;
A trabalhabilidade requerida para uma compactagao satis
fatoria por r'lo vibratorio, a assegurada adotando-se me
todos de controle utilizando o aparelho Vebe modificado;
As propriedades do concreto com alto teor de pasta sao
similares as do concreto convencional.
Os estudos de laboratorio realizados para o concreto corn
alto teor de pasta, juntamente com as informacBes referentes a
sua aplicagao; assim como a verificagao do comportamento das li
gagoes entre as camadas e a verificagao das propriedades do con
creto atrav6s de ensaios com testemunhos, contribuirao para o a
primoramento e para o melhor conhecimento da tecnica utilizada.
496
ESTUDO DE DOSAGENS PARA CONCRETO COMPACTADO A ROLO
- OBRAS DE DESVIO DA USINA SERRA DA MESA -
1. INTRODUcAO
No presente trabaiho estao apresentados as estudos reali
zados com o objetivo de definir as composicoes dos concretos em
utilizagao na construgao das ensecadeiras g3lgaveis da Usina Ser
ra da Mesa.
As ensecadeiras ora em construgao situam-se a montante e
a jusante dos tuneis de desvio do rio Tocantins.
Os resultados abragem a caracterizagao dos materiais e os
estudos de dosagens realizados.
Os materiais utilizados no estudo foram:
. Cimento Portland, com 15% de escoria de alto forno moi
da
e Escoria de alto forno procedente da Siderurgica de Tuba
rao - ES;
Fly-ash, procedente da Termeletrica de Jorge Lacerda -
Tubarao-SC;
Rocha de granito britada nas Dmax de 19 e 38 mm, proce
dente das instalagoes de britagem das obras de Desvio
da Usina Serra da Mesa;
Areia artificial, subproduto da britagem da rocha de
granito;
Areia natural procedente do rio Tocantins.
O primeiro estudo realizado no Brasil com escoria de alto
forno moida para aplicagao em concreto compactado a rolo, foi de
senvolvido pelo Laboratorio de Concreto da CEMIG, localizado em
Uberlandia-MG (1).
497
2. AGREGADOS
Os agregados graudos e a areia artificial sao do tipo lito
logico granito, procedentes da central de britagem montada pela
Construtora Construcoes e Comercio Camargo Correa S.A., para as
obras da Usina Serra da Mesa.
A areia natural e extraida do leito do rio Tocantins, e la
vada na mesma instalagao utilizada para lavagem da areia artifi
cial.
A seguir, estao apresentados os ensaios realizados
com os agregados (miudos e graudos ), bem Como os resulta
dos obtidos.
2.1. Propriedades
As propriedades dos agregados estao mostradas na Tabela
2.1.1.
Tabela 2.11-
Agregados Massa Absorcao Massa Porosidade Indice deespecifica (0/0) unitaria (°io) vazios( kg/dm3) (kg/dm3) (%)
Areia natural 2,643 0,50 1.596 (1,711 ) (26,9) ( 36,8)
Areia artificial 2,653 0,48 1,644(1,833) (24,5) (32,4)
Brita 19 mm . 2,639 0,53 1,444 ( 1,619 ) (38,1) (61,6)
Brita 38 mm . 2,641 0,42 1, 369 (1,569 ) (41,3) (70,2)
( ) Compactado em mesa vibrataria.
2.2. Composigao Granulometrica
Os resultados dos ensaios granulometricos dos agregados
graudos e miudos estao apresentados nas Figuras 2.2.1 e 2.2.2.
Para os agregados miudos e graudos tomou-se como referen
cia os limites granulometricos estabelecidos na Especificagao
Tecnica CPC 454, para a Usina Serra da Mesa.
498
0
0aN
aa
0
11/2
Figura 2.2.1.
20 80
40 Limites CPC-454 60
Areia artificialM. F. = 2 211
60 40
80 20
Areia naturalM. F. = 2,212
100 0
Fundo
Agregado miudo0
100
1 00
Brita 38 mm20 MF 7, 877 80
- - -- f- \^ r
40^^ \ 60
Limites CPC•454
60 40
ta 19 mB m \7MF = 6,5
90 20
\
100 0
N . 100
0,15
N° 50
0130
No 30
0,60
N° 16 N. 8 V4
1,20 2,4 4,8 (mm)
aberturo dos peneiras
1
25,0
4
4,8
Figura 2.2.2.
3/89, 5
3 /4
19,0
0
DEU
0v
a)L
2 (Pol.)
38,1 50,0 (MM)
abertura dos peneiras
Agregado graudo
2.3. fndice de Vazios, Porosidade e Massa Unitaria
0 fndice de vazios, porosidade e massa unitaria da combina
gao entre as agregados.graudos e miudos foram determinados man
tendo-se a composigao entre as mesmos, nas mesmas proporgoes em
em que foram utilizados nos estudos.
As determinagoes dos indices de vazios, porosidade e massa
unitaria foram efetuadas utilizando-se para a compactagao da mis
tura a mesa vibratoria do consistometro Vebe.
499
Para todas as determina^6es utilizou- se um recipiente ci
lindrico de 9,2 litros. 0 material foi introduzido no recipien
to de forma continua, mantendo- se a mesa vibratoria acionada.
Os indices obtidos nos ensaios estao mostrados na Tabela
2.3.1.
Tabela 2.3.1
Dosagem Consumo ( kg/m3) Massa Porosi IndiceE- areia areia brita brita unitaria dada de vazios
natural artificial 19 mm 38 mm (kg/dm-3) (%) (%)
3631 758 - 673 673 1,875 26973 36.48
*3632 876 - 605 605 1,917 25,00 33,30
3660 953 - 558 559 1,938 23,51 30,74
3673 899 - 620 620 1,905 25,24 33,76
3680 876 - 423 786 1,880 26,22 35,54
3681 876 - 725 484 1,909 24,74 32,87
3684 838 - 627 628 1,894 26,18 35,46
3695 868 624 624 1,888 26,60 36,24
3711 839 - 628 628 1,894 26,18 35,46
3715 701 176 604 605 1,930 23,83 31,28
3716 526 352 604 605 1,962 22,71 29,38
3717 351 528 604 605 1,953 22,25 28,62
3733 175 704 604 605 1,955 21,88 28,00
3734 - 880 604 605 1,957 22,37 28,82
3735 833 - 574 574 1,978 22,09 28,35
3750 880 - 606 607 1,964 23,00 29,87
3761 539 361 620 620 1,938 23,10 30,04
3762 803 - 609 609 1,920 24,85 33,10
3764 779 - 608 609 1,891 26,35 35,77
3765 917 - 607 607 1,930 23,72 31,10
* Dosagem escolhida
500
3. MATERIALS CIMENTZCIOS
Os resultados das analises dos materiais cimenticios estao
registrados na Tabela 3.1.
Tabela 3.1Propriedades- dos Materlais Cimenticios
Material cimenti'cio
massa especifica ( g/cm 3 )
resi'duo na peneira n ° 200 (%)Finura
superficie especifica Blaine (cm 2/g )
Tempo inicio de pegs ( h. : min. )
de pega fim de pega ( h.: min.)
expansao em autoclave (%)
Resistincia 3 dinsa 7 dins
compressao 28 dias
(MPa) 90 dias
perda ao fogo
U,0U_
E
v'
residuo insoluvel
dxido de aluminio ( A [203)
dxido de ferro ( Fe 2 03 )
Cimento Escdria Fly-ash
3,08
7, 20
2,92 2,14
3752 4555 2798
2: 30 - -
3:15
0,81
16 , 8
26,3
37,1
45,4 - -
3,89 0,39 0,80-
0,97 0,05 -
4,40 8,96
2,85 0,56
dxido de cdlcio total (C a 0) 6 2 , 49 44 , 21 1,26
oxido de magnesio ( MgO) 1 ,31 9,77 .0,92
dxido de sddio ( Na20 ) 0,26 0,24 0,27
dxido de potassio ( K20) 0 ,39 0,58 2,41
dxido de calcio livre 2,10 - -
didxido de sili'cio (Si02 )
tridxido de enxofre (SO3 )
sulfato de calcio (Ca S04)
anidrido sulfurico ( 303)
19,29 34,59 56,82
2,73
4,64
equivalente alcalino em Nat 0
0,12
0,07
0,46
0,52 0,62 1,85
o silicato tricdlcico (C 3 S) 50 , 45io_ a)
N -°- silicato dicdlcico (C2 S) 20 , 0 2a o rn aluminato tricdlcico (C3 A) 6,84
Ua^ m ferro aluminato tetracdlcico (C4AF) 8,67
501
4. ESTUDO DE DOSAGENS
Inicialmente, para o estudo de dosagens, adotou-se os consu
mos dos materiais cimenticios conforme as Especificagoes Tecni
cas para a construgao das ensecadeiras galgaveis em concreto
compactado da Usina Serra da mesa (2), a saber:
Tipo de Concreto Material Cimenticio (Kg/m3)
Cimento Escoria
a) rico em pasta 60 140
b) pobre em pasta 60 60
Para cada uma destas relagoes foram estudadas as seguintes
percentagens de areia:
Tipo de Concreto Percentagens de Areia
a) rico em pasta 36 38 40 42 44 46
b) pobre em pasta 42 43 44 46
Para a escolha da composigao entre os agregados de 19 e 38
mm, foram estudadas as seguintes combinagoes entre os mesmos:
. 35% de brita 19mm + 65% de brita 38mm
50% de brita 19mm + 50% do brita 38mm (* )
60% de brita 19mm + 40% de brita 38mm
Para as coricretos rico e pobre em pasta, foi estudada a subs
tituigao de areia natural pela areia artificial, nas quantida
des de 20, 40, 60, 80 e 10(Y.
Para fins comparativos, utilizou-se em algumas dosagens o
fly-ash. Tomou-se como referencia a dosagem com 42% de areia,
com consumos de 60 kg/m3 de cimento mais 140 kg/m3 de fly-ash e
tambem 60 kg/m3 de cimento mais 60 kg/m3 de fly-ash.
0 estudo foi complementado investigando-se os seguintes can
sumos de materiais cimenticios (kg/m3):
( *) Composigao adotada
502
Cimento Escoria moida
60 40
60 80
60 100
60 120
50 70
40 80
40 120
40 160
4.1. Caracteristicas das Dosagens
Para a caracterizagao das dosagens adotou-se a seguinte
nomenclatura (3):
• a = percentagem de agregado graudo;
• b = percentagem de agregado miudo;
• p = percentagem de pasta;
• m = percentagem de argamassa;
• P = relagao pasta/argamassa;
* "a" e "b" em volumes absolutos:
CF = percentagem de escoria ou Fly-ash, em volume;
CW = relagao aqua/material cimenticio, em volume;
onde:
b = m - p
m = 1 - a
. p = P x m
4.2. Ensaios com Concreto Fresco
4.2.1. Tempo de Vibragao e Cannon Time
Para a determinagao do tempo de vibragao foi utilizada
a mesa vibratoria do consistometro Vebe (4.500 rpm).
Esta determinagao consistiu em preencher, com o concre
to fresco, um recipiente cilindrico de volume igual a 9,2 li
tros (diametro de 24,2 cm) e rasa-lo sem qualquer adensamento.
Sobre o concreto foi colocado um disco metalico com peso de 23
kg, em seguida ligada a mesa vibratoria e assim mantida ate' que
se formasse uma pelicula de argamassa na superficie (4).
503
0 periodo decorrido entre o acionamento da mesa vibra
toria e a formagao da pelicula de argamassa foi chamado de "tem
po de vibragao".
Para a determina;sao do Cannon time foi utilizada, tam
bem, a mesa vibratoria do consist6metro Vebe. A determinagao
consistiu em preencher, com o concreto fresco, o recipiente de
9,2 litros e, sem o auxilio do peso de 23 kg, manter a mesa vi
bratoria ligada. 0 periodo decorrido entre o acionamento da
mesa e a formagao da pelicula de argamassa nas bordas do recipi
ente foi chamado de "Cannon time". (5 e 6).
As determinagoes do tempo de vibragao e Cannon time es
to mostradas nas Fotografias 1 a 4.
Fotografia 1
Fotografia 3
4.2.2. Teor de Umidade
Fotografia 2
Fotografia 4
0 teor de umidade foi determinado em amostras de con
creto peneirado na peneira de abertura 4,8 mm, adotando-se o
precesso rapido (chapa aquecida).
504
4.2.3. Massa Unitaria
A massa unitaria do concreto fresco foi determinada uti
lizando-se o mesmo recipiente para a determinagao do tempo de
vibragao e Cannon time.
Apos preencher o recipiente com o concreto fresco, man
teve-se a mesa ligada por 120 segundos. Para o adensamento nao
se utilizou o peso auxiliar de 23 kg. Neste procedimento, a
massa unitaria foi calculada da seguinte forma:
6p = we/(Vo - Vw)
onde:
We = peso do concreto;
Vo = volume do recipiente (9,2 litros);
Wo = peso do recipiente (tara) 12,1 kg;
Vw = volume de agua;
Ww = peso do recipiente apos a colocagao de agua.
Determinou-se tambem a massa unitaria conforme a ex
pressao acima, apos o ensaio para a determinagao do tempo de vi
bragao. A esta, denominou- se de massa unitaria " com peso".
4.3. Moldagem dos Corpos de Prova
Para a moldagem dos corpos de prova foram utilizados
moldes cilindricos de 15 x 30 cm (4).
Para o adensamento foram utilizados, para fins compara
tivos, as procedimentos abaixo descritos.
4.3.1. Adensamento na Mesa Vibratoria
Para o adensamento utilizando a mesa vibratoria os mol
des sao fixados na mesma, sendo que na parte superior de cada
um e acoplado um dispositivo cilindrico servindo de guia para
o peso utilizado no adensamento.
Sobre este dispositivo e acoplado um outro, porem tron
co-conico, para auxiliar na colocagao do concreto em quantidade
suficiente para a moldagem dos corpos de prova. 0 concreto e a
densado ern uma unica camada, mantendo-se a mesa vibratoria lig_a
da por dois a tres minutos. Para auxiliar o adensamento e colo
cado sobre o concreto um cilindro metalico de diametro pouco in
ferior ao do molde, com peso de 21 kg.
505
As Fotografias 5 e 6 mostram as dispositivos utilizados
para a moldagem dos corpos de prova na mesa vibratoria.
Fotografia 5 Fotografia 6
4.3.2. Adensamento com Compactador Pneumatico
0 adensamento com compactador pneumatico foi efetuado u
tilizando-se um rebarbador (calafate).
Adaptou-se uma haste cilindrica de 24 cm de comprimento
e 4 cm de diametro, sendo que ria porita desta haste foi soldado
um disco metalico de 13 cm de diametro e espessura de 2,7 cm.
A Fotografia 7 mostra esta adaptagao. A Fotografia 8
ilustra o conjunto completo.
abb
Fotografia 7 Fotografia 8
0 adensamento foi executado individualmente em tress ca
madas de concreto, durante um periodo de aproximadamente 30 se
gundos para cada camada.
506
As Fotografias 9 a 14 mostram o material utilizado, bem
como o procedimento para o adensamento com o compactador pneuma
tico (rebarbador).
Fotografia 9
Fotografia 10
Fotografia 11
507
Fotografia 12
Fotografia 13
4.4. Dosagens Estudadas
Fotografia 14
No Anexo I estao relacionadas as dosagens estudadas, onde
sao tabulados:
Dados de composigao;
Caracteristicas das dosagens (conforme item 4.1);
• Ensaios com o concreto fresco; e
• Ensaios com o concreto endurecido.
508
5. PARAMETROS DE DOSAGENS
5.1. Influencia da Composigao entre os Agregados Graudos
Os resultados obtidos para as combinagoes entre os agrega
dos graudos estao mostrados na Figura 5.1.1. Nestas determina
goes manteve-se o consumo do material cimenticio (140 kg/m3 de
escoria + 60 kg/m3 de cimento) e o teor de areia, variando-se a
combinagao dos agregados graudos.
o Dosagem escolhida
5.2. Influencia da Percentagem de Areia
A influencia da percentagem de areia na relagao pasta/ar
gamassa, dos concretos rico e pobre em pasta, ester -nostrada nas
Figuras 5.2.1 e 5.2.2, respectivamente.
509
o Dosagem escolhidaDosa P Consumogem (kg/m3)
E-
3619 0,395
cimento escorio
60
3620 0,403 60
1 40140
3631 0,414 60 140
3632 0,388 60 140
3647 0,381 60 140
3660 0,374 60 140
46
42
0
W 38
a
ae34
Figura 5.2.1.
Dosa P Consumogem (kg /m 3)E -
cimento escoria
3646 0,353 60 60
3672 0,352 60 60
47
3673 0, 358 60 60 45
3674 0,346 60 60
0
G)
Oo 41
Figura 5.2.2.
--t-0,380 0,390 0,400 0,410
P (relacao pasta /argamassa )
0,344 0,348 0,352 0,356 0,360
P ( relacao pasta /argamassa )
510
A influencia da percentagem de areia na massa unitaria.
do concreto fresco e endurecido esta mostrada na Figura 5.2.3.
o Dosagem escolhidao-----o Concreto endurecido
• Concreto fresco
Dosa % Consumogem areia (kg /M"5)
E cimento escdrio
3631 36 60 140
3620 38 60 140
3619 40 60E
140 .
3632 42 60 140
3734 42 60 1403647 44 60 140
3660 46 60 140c
0
1!)02
36
Figura 5.2.3.
38 40 42 44 46
% de areia em peso
Na Figura acima esta indicada tambem a massa unitaria
da dosagem com 100% de areia artificial, correspondente a do
sagem escolhida para ser utilizada na concretagem das ensecadei
ras (Dosagem E-3632).
A influencia da massa unitaria do concreto endurecido
na resistencia a compressao esta mostrada na Figura 5.2.4.
--- 3 dias90 dias
o Dosagem escolhida
Dosa % Consumo v°gem areia (k /m3 ) vg 0)E- cimento escoria ?
3631 36 60 140
3620 38 60 140
3619 40 60 140
3632 42 60 140
3734 42 60 140
3647 44 60 140
3660 46 60 140
Figura 5.2.4.
C4)
0
2425 CONCRETO ENDURECI
E•3631 E•3734 ( 100% AREIA ART.)
2385 E•3620
GONGRETO FRESCO
E• 3619 E•3647
2345
E 3632
E'3660
2305
2450
CONCENDU
RETORECI
(100% AREIA ART.) E•3734
E•3620
2400 E•368 CONCRETO FRESCO E•3631
E•3632
E3647
2 350
E3619
2300
NUC
8a
C MD E
a2
19 21 23 25 27
Resistencia a compressao (MPa)
511
A influencia da percentagem de areia na resistencia a
compressao do concreto rico em pasta, esta apresentada na Figu
ra 5.2.5. Estao mostrados os valores extremos estudados para a
percentagem de areia, assim como a dosagem escolhida.
o Dosagem escolhidaDosa % Consumo -gem aria (kg/m3)
30E- cimento escoria 0
3631 36 60 t40
3632 42 60 140 10
3660 46 60 140 Na)L
E00
.0
0
0C
WN
Na)
20
10-
I3
Fi ura 5.2.5.
5.3.
7 (esc . log.) 28
Influencia da Percentagem de Escoria
90 180 365
Idade (dias)
A influencia da percentagem de escoria na relagao
ta/argamassa ester ilustrada na Figura 5.3.1.
o Dosagem escolhida
Dosagem
P Consumo( kg/m 3) 90
E- cimento escoria
3632 0, 388 60 140
3673 0, 358 60 60
3683 0 , 389 60 120 70
3710 0,384 40 160 4)3762 4030 60 100 E,
D0
50
0
0uN
30
Figura 5.3.1.
-4-0,3660
pas
I I 1
0,370 0 , 380 0 , 390 0,400
P (relacao pasta / argamassa )
512
A resistencia a compressao simples das dosagens acima,
nas quais manteve-se a quantidade de cimento e variou-se o teor
de escoria, estao mostrados na Figura 5.3.2.
o Dosagem escolhida
Dosa % Consumogem areia (kg/m3)
3684 40
cimento escoria 2
60 120 -
3632 42
30
20
E-3684
E3632- -
10
E3762
0
E•3673
^ t
60 140 IpN
3673 42 60 60 a
3762 42 60 100 a.E00
,000C
N
a)
Figura 5.3.2.3 7 (est. iog.) 28 90 180 365
Idade (dias)
A influencia do teor de escoria na relacao pasta/argamas
sa de dosagens com diferentes consumos de cimento + escoria esta
ilustrada na Figura 5.3.3.
o Dosagem escolhida
Dosa P Consumo %gem (kg/m 3) escoE_ ria
cimento escoria
3632 0, 388 60 140 70
3686 0,371 40 120 75
3771 0.357 50 70 58
3773 0,363 60 80 57
Figura 5.3.3.
220
E•3a32
180
E•3666
140
E 3773
.dFE
100
0,350 0,360 0,370 0,380 0,390
P (relacao pasta / argamassa )
513
5.4. Influencia da Relagao Pasta/Argamassa
A influencia da relagao pasta/argamassa na resistencia
a compressao dos concretos rico em pasta e pobre, esta mostrada
nas Figuras 5.4.1 e 5.4.2. Para estas dosagens manteve-se a
quantidade de material cimenticio, variou-se o teor de agua em
fungao do ajuste do tempo de vibragao, e variou-se o teor de ar
gamassa.
o Dosagem escolhida
Dosa P Consumogem (kg/m3)
E cimento escoria a"3619 0, 395 60 140
3620 0, 403 60 140
3631 0 , 414 60 140
3632 0 , 3 88 60 140
3647 0,391 60 140
3660 0 , 347 60 140
Figura 5.4.1.
Dosagem
P Consumo(kg/m3) 0
aE- cimento escoria
3646 0,353 60 60 0
3672 0,352 60 60IvU)
3673 0,358 60 60 y
3674 0 346 60 60 a.,E00
,v
0C
t4)
u>U,
a)W
Figura 5.4.2.
30Idade ( dins)
t 90
20
28
10
7
3
0
10
a
00
0
Na)M
0,380 0,390 0,400 0,410
P (relacao pasta / arga massa )
15
Idade ( dins)
101
_
90
28
5
7
3
0
0,344 0,348 0 ,352 0,356 0,360
P (relacao pasta / argamassa )
514
5.5. Influencia da Relagao A gua/Material Cimenticio
A influencia da relagao agua/material cimenticio (CW)
na relagao pasta/argamassa esta mostrada na Figura 5.5.1.
o Dosagem escolhida
Dosagem
P Consumo(kg/m3)
E-cimento escdria 0
3632 0,388 60E
140 0
3686 3710 40 120 0,
3 710 0,384 40 160
3765 0,357 40 80 0
EU
Figura 5.5.1.
3, 50
3,00
2,50
2.00
0,360 0 ,370 0,380 0,390
P (relacao pasta / argamassa )
5.6. Comparativo entre Dosagens com Escoria e Cinza Volante
Os valores de resistencia a compressao obtidos para os
concretos com escoria e com fly-ash, estao comparados na Figura
5.6.1. Resultados obtidos em ensaios nos quais se utilizou o
basalto e o fly-ash com diferentes finuras , estao tambem indica
dos (4).
o Dosagem escolhida
DosQ % Consumogem areia (kg/M3)E- cimento escoria
2864 * 34 60 - 142 0
2865 * 34 60 - 142 Iv
3632 42 60 140 - Nev
3673 42 60 60 - C
3735 42 60 - 140 0
3750 42 60 - 60
it Basalto 0
0
td)
N
Na)it
30
_20
rE 2864
E-3632
10 E'3673 E-2865
E-3735
0 E 3750
3
Figura 5.6.1.
7, (esc .log.) 28 90 180 365
Idade (dins)
515
5.7. Comparativo entre Dosagens com Areia Natural e Areia Ar
tificial.
As dosagens com areia natural e areia artificial estao
comparadas na Figura 5.7.1.
o Dosagem escolhida
Dosa % Consumogem areia ( kg/m3 ) v_
30
E - cimento escdha -7
3632 42 60 140 O
3734 42 60 140 l&n
E0U
v
20
10
1
L
T-
I
Figura 5.7.1
0
3 7 (esc.Io9.) 28 90 180 365
Idade (dias)
Os valores obtidos para dosagens com substituigao de a
reia natural por artificial estao ilustrados na Figura 5.7.2.
o Dosagem escolhida
Dosagem
%areia
Consumo(kg/m 3) a 30
E- cimento escoria 2 -
3632 42 60 1400
3716 42 60 140 10rn
3733 42 60 140 y 20
3734 42 60 140 aE0U
.0
10
UCtW4-
Nd 0
Figura 5.7.2.
T
E-3733 ( 80% AREIA ARTIFICIAL )
516
7 (esc. Ioq.) 28 ^
90 180 365
Idade (dias)
6. COMENTARIOS
Corn relagao aos estudos realizados, sao feitas as seguin
tes observagoes:
Verificou-se que para o concreto com 200 kg/m3 de materi
al cimenticio (60 kg/m3 de cimento e 140 kg/m3 de esco
ria) foi atendida a resistencia a compressao requerida
(fck = 15,0 MPa para a idade de 90 dias).
. Para o teor de material cimenticio acima, onde a escoria
representa 70%, ocorreu acentuada influencia da variagao
da combinagao entre os agregados graudos na resistencia
a compressao do concreto ate a idade de 28 dias, reduzin
do a partir desta idade;
. As caracteristicas das dosagens do concreto com alto to
or de pasta escolhidas, sao:
P = 0,414...p = 0,203...m = 0,490...a = 0,510..b = 0,287
Para o inicio das concretagens optou- se pela dosagem com
as caracteristicas abaixo, visando suprir variagoes da
granulometria dos agregados , assim como fatores contribu
intes 'a segregagao, tais como, descarga do misturador ao
chute de transferencia e deste aos caminhoes transporta
dores.
P = 0,338...p = 0,210...m = 0,541...a = 0,458..b = 0,331
A variagao no teor de agregado miudo representou a mesma
variagao no valor de P (relagao pasta/argamassa), para
o concreto com alto teor de pasta.
No concreto pobre a variagao acima situou-se em torno de
3,5%;
Os concretos com areia artificial (I.v = 32,4% ) apresen
taram valores de resistencia a compressao 10% mais eleva
dos que as concretos com areia natural (I.V = 36,8 %
* I.V = indice de vazios
Varios teores de substituigao de areia natural por arti
ficial foram estudados, mas no apresentaram influencia
significativa nas propriedades do concreto;
Para teores de material cimenticio iguais, variagoes de
± 10% no teor de escoria apresentaram relagoes pasta/ar
gamassa equivalente;
. Os concretos pobres apresentaram valores da relagao pas
to/argamassa aproximadamente 10% menores que a obtida pa
ra as concretos com alto teor de pasta;
517
Concretos com o mesmo teor de material cimenticio, utili
zando teores de escoria e fly- ash semelhantes , apresenta
ram pars esse ultimo resistencias inferiores em 50% (gra
nito ) e 30% (basalto).
518
7 REFEANCIAS BIBLIOGRAFICAS
(1) GONQALVES, Fabio Felix; "Concreto Compactado Rico em pas
ta" - Usina Hidreletrica de Bocaina - Relatorio PG/EC3
- Laboratorio de Concreto - Companhia Energetica de Mi
nas Cerais - CEMIC.
(2) INTERNACIONAL DE ENGENHARIA S.A.; Aproveitamento Hidroele
(3)
trico de Sao Felix - Usina Serra da Mesa - "Controle
do Rio Durante a Construgao - Ensecadeiras Galgaveis
em Concreto Compactado" - Especificacoes RGE-SP-002-Rl
- abril de 1988.
DUNSTAN, M.R.I1.; "Rolled Concrete for Dams - A Resume of
Laboratory and Site Studies of High Fly-ash Content
Concrete" - Construction Industry Research and Informa
tion Association (CIRIA) - Report 90 - may 1981.
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Rubens M.; GUERRA, nlcio A.; "Estudos de Laboratorio
para Concreto Compactado a Rolo Vibratorio, com Alto
Teor de Pozolana" - Instituto Brasileiro do Concreto -
Reuniao Anual do IBRACON - julho de 1987.
(5) DUNSTAN, M.R.H.; "Rolled Concrete for Dams - A Laboratory
Study of the Properties of High Fly-ash Content Concre
to" - Construction Industry Research and Information
Association (CIRIA) - Techinical Note 105 - may 1981.
(6) TENNESSEE VALLEY AUTHORITY - General Construction Specifi
cation G-48 - Roller Compacted Concrete - Appendix B;
"Procedure for Measuring Consistency of No-slump Con
crete" - Knoxville, august 1975.
519
I
Anexo I
I
Tabela A IComposicao e Propriedades
Dosagem E - l 3019 I 3620 I 3631 l 3632 I 3646 I 3647 I
uaaos ae composicao
Cimento 60 60 60 60 60Esco 'rio 140 140 140 140 60 140Fly- ash - - - - - _
Aguakg/m( 3 ) 130 127 126 133 140 136
Areia natural 838 799 758 876 921 915
Areia artificial
Brito 19 mm _ 627 650 673 604 609 581
Brita 38 mm. 628 651 673 605 610 582
RelaCao a /ceq 0,626 0,612 0,607 0,640 1,136 0,655% de areio (em peso ) 40,0 38,0 36,0 42,0 43,0 44, (,% de areio natura l 100 , 0 100 , 0 100 , 0 100,0 100 0 100,0% de areia artificial
Agregado graudo (a) 0,475 0,493 0,510 0,458 0,462 0,441
Areia ( b) volume 0,315 0,302 0,287 0,331 0,348 0,346Pasta ( p) absoluto 0,207 0,204 0,203 0,210 0,190 0,213Argamassa (m) 0,524 0,506 0,490 0,541 0,538 0,559RelaCao pasta /argam. P) , 0 4 0 3 1 , 11,,1 0,388 0,353 J
Concreto fresco
6 (sem peso ) 2375 2403 2411 2357 2357 235061 (com peso ) 2311 23 29 2389 2329 2315 2236
St 2423 2427 2430 2418 2400 2414
Rellacao 6 / $ t 0,980 0,990 0,992 0,975 0,982 0,990RelaCao 6t 0,954 0,960 0,983 0,963 0,965 0,943
Umidade (96) 11,12 10,95 10,86 11,10 10,95 10,34Tempo de vibrapao (s) 37,0 29,0 17,0 20,0 27,0 24,0Cannon time (s.) 45 ,0 37,0 20,0j__43,0 50,0 55,0
Concreto endurecido
3 dias 8,0 7,9 _ 7,9 7,1 2,5 5,5Resistencia 7 dins 12,3 13,3 14,2 13,4 4,0 9,4
Q 28 dias 19,7 21,6 18,1 16,5 8,1. 17,1
compressoo 90 dins 23,2 25, 2 26,9 22,0 - 19,7
( MPa) 180 dins
365 dins
523
Tabela A 2
IDosagem E- l 3647P
Composicao e Propriedades
3660 3672 3673 3674 3580
Dodos de composicao
Cimento 60 60 60 60 60 60
Esco*ria 140 140 60 60 60
Fly- ash - - - - - -
Agua/ 3)k
136 139 143 140 146 133m( 9
Areia natural 915 953 938 899 977 876
Areia artificial - - - - - -
Brita 19 mm. 581 558 596 620 573 423
Brits 38 mm . 582 559 597 620 573 786
Relacdo a /ceq. 0 ,655 0,669 1,160 1,136 1,184 0,640
% de areia ( em peso ) 44,0 46-0 44,0 42,0 46,0 42,0% de areia natural 100,0 100 0 100, 0 100,0 100,_Q___ 100, 0
% de areia artificial - - - - - -
Agregado graudo (a) 0 , 441 0 , 423 0 , 45 2 0 , 470 0,434 0,458
A reia ( b) volume 0,346 0,361 0,355 0,340 0,370 0,331
Pasta ( p) absoluto 0,213 0,216 0,193 0 190 00,119-6- 0, 210
Argamassa (m) 0,559 0,577 0,548 0,530 0,566 0, 41
Relacao pasta /argam (P) 0,381 0 374 0 352 0 358 0,346 0,380
Concreto fresco
25 (sem peso ) 2350 2306 2264 2333 2250 2315 _
251 (com peso ) 2288 2273 2292 2278 2264 2301
25t 2414 2409 2394 2399 2389 241f
Relacao25 / 25t 0,990 0,957 0,946 0,972 0,942 0,957
Relacdo 251 / Z5 t 0,948 0,944 0,957 0,950 0,948 0,952
Umidade M) 10,34 11,01 11,95 11,99 13, 22 10,40
Tempo de vibrapao (s) 24,0 20,0 20,0 19,0 20,0 19,0
Cannon time (s.) 55,0 25,0 37,0 37,0 40,0 38, 0
Concreto endurecido
3 dins 5,9 4,5 2,6 2,3 2,0 2,3
Resistencia 7 dins 8,7 6 1 4 4,3 5 4 4,1 4,5
a 28 dias 16,3 14,9 7,2 7,5 6,6 18,1
compressdo 90 dias 21 2 19 , 3 9 , 4 10 , 7 96 21 , 1 _
MF'o 114 0 d,as
- _
365 dias
524
Tabela A 3Composicao e Propriedades
LDosagem E- 1 3681 13683 13684 13685 1 3686 13695 1
Dados de composicao
Cimento 60 60 60 60 40 40
Escoria 140 120 120 120 120 120
Fly- ash - - - - - -
Aqua k9/m 3)( 133 140 137 142 138 135
Areia natural 876 876 838 916 907 868
Areia artificial
Brita 19 mm . 725 604 627 582 600 624Brits 38 mm . 484 605 628 582 601 624
Relacao a/Ceq . 0,640 0,750 0,734 0,761 0,828 0,810
% de areia ( em peso ) 42,0 42 , 0 40,0 44,0 43,0 41,0% de areia natural 100,0 0 0 100,0 10010 i0o, 0 100.0% ae areia artificial - - - -
Agregado graudo (a) 0,460 0,458 0,475 0,441 0,455 0,473
Areia ( b) volume 0,331 0,331 0,317 0,347 0,343 0 32h
Pasta (p) absoluto 0,210 0,211 0,208 0,213 0, 202 0,199
Argamassa (m) 0,541 0,542 0,525 0,560 0,545 0,527
Relacao pasta / argam . (P) 0, 338 0,389 0 396 0 380 0,371 0,378
Concreto fresco
(sem peso ) 2329 2316 2347 2361 2333 2333
i (com peso ) 2236 2289 2338 2357 2299 2315
t 2418 2405 2410 2402 2406 2411
Reiacao o / t 0,963 0,963 0,974 0,983 0,970 0,968
Relacao 61 / 6t 0,925 0,952 0,970 0,981 0,956 0,960
Umidade M) 10,33 9,86 11,30 11,41 11,34 11,30
Tempo de vibrapao (s) 18,0 20,0 18,0 18,0 18,0 18,0
Cannon time (s.) 38, 0 35 0 34,0 35 0 38,0 35,0
Concreto endurecido
3 dias 6,8 (-,6 7,9 4,7 3,7 3,7
Resistencia 7 dias 9-1-5 10 7 12 , 9 9 9 7 , 2 8 8
a 28 dias 19,7 16,2 19 , 7 15 1 3 12 , 8 14 ,-0compressao 90 dias 19,7 19,0 20,6 19,9 15,0 15,4
( MPa) 180 dias
365 dias
525
Tabela A-4
Composicao e Propriedades
IDosagem E- 1 3696 I 3710 13711 3712 J 3715 1 371E 1
Dados de composicao
Cimento 40 40 40 40 60 60
Escoria 120 160 160 160 140 140
Fly- cash - - - - - -
Aqua/m 3)K
141 130 129 139 133 133g
Areia natural 945 879 839 911 701 526
Areia artificial - - - - 176 352
Brits 19 mm. 577 606 628 579 604 604
Brits 38 mm . 577 607 628 579 605 605
R e laCao o /ceq. 0 ,846 0,623 0,618 0,824 0,640 0,640
% deareia ( em peso ) 45,0 42,0 40,0 44,0 42,0 42,0% de areia natural 100,0 100,0 100,0 100,0 80,0 60,0
% de areia artificial - - - - 20,0 40,0
Agregado graudo (a) 0,437 0,459 0,476 0,439 0,458 0,458
Areia (b) volume 0 3 58 0,333 0 , 317 0,345 0 , 33 2 0 , 33 2
Pasta ( P) absoluto 0,205 0,208 0,207 0,217 0,210 0,210
Argamassa (m) 0,563 0,541 0,524 0,562 0,542 0,542
Relacao pasta / argam (P) 0, L" 0,3?^4 0,3935 0,3BE 0, 367 0,367
Concreto fresco
(sem peso ) 2292 2357 2358 2300 2353 2348
Z5 t (corn peso ) 2278 2288 2324 2286 2362 2319
6t 2400 2422 2424 2408 2419 2420
Relacao o / 6t 0,955 0,973 0,973 0,955 0,973 0,970
Relacao fit / 6t 0,949 0,945 0,959 0,949 0,976 0,958
Umidade M) 12,39 12,08 10,07 10,45 10,16 9,87
Tempo de vibrapao (s.) 18,0 19,0 20,0 19,0 19,0 i8,0
Cannon time (s.) 40,0 40,0 42,0 41,0 3E;,0 35,0
Concreto endurecido
3 dins 3,7 6,5 6,6 7,1 8,3 7,6
Resistencia 7 dia3 6 9 9,6 12,8 9,5 12,2 13,5
a 28 dins 101.7 17,4 17,3_ 15, 2 19,7 18 4
compressao 90 dins 14,(- 1910 22,9 19,2 23,0 24,1
( Mpa) 180 dias
365 dias
526
Tabela A-5
Dosagem E - 3717
Composicdb e Propriedades
3733 3734 3735 3735P 13750
Dados de composicao
Cimento 60 0 60 60 60 60
Escoria 140 140 140 - - -
Fly- ash - - - 140 140 60
Aga 133 133 133 155 155 150Areia natural ( kg/m3
351 175 - 833 833 880
Areia artificial 528 704 880 - - -
Brita 19 mm 604 604 604 574 574 606
Brita 38 mm 6 05 605 605 574 574 607
Relacao a /Ceq. 0 ,640 0,640 0,640 0,593 0,593 1,025
% de areia ( em peso ) 42 42 42 42 42 42
% de areia natural 40 20 - 100 100 100
% de areia artificial 60 80 100 - - -
Agregado graudo ( a ) 0,458 0,458 0,458 0,435 0 43 0,459
Areia ( b) volume 0,332 0,332 0,332 0,315 0,315 0,333
Pasta ( p) absolute 0 , 210 0 210 0 210 00,225500 0 250 0,208
Argamassa (m) 0,542 0 , 542 0,542 0,565 0,565 0, 54.1
Relacao pasta /argam . ( P) (-), 3-;7 0, 3-'7 0,387 0,442 0,442 0, 384
Concreto fresco
(sem peso ) 2382 2373 2373 2257 2257 2237
Z51 (com peso ) 2314 2358 2379 2236 2236 2224
6t 2421 2421 2422 2336 2336 2363
Relacao t^ / 6 t 0 , 984 0 , 980 0 , 980 0 , 966 0 , 966 0 , 94 7
Relocao t 0,956 0,974 0,982 0,957 0,957 0,941
Umidade M - 9,57 - 12,62 12,62 -
Tempo de vibrapao (s) 18 19 18 13 18 20
Cannon time (s.) 34 35 37 40 40 42
Concreto endurecido
3 dins 8,9 1,7 1,2 1,1
Resistencia 7 dias 11, 1 12,7 14,4 2,9 1,9 1,7
a 28 dias 18,1 20,0 19,5 4,2 3,5 2,7
compressoo 90 dias 23,5 23 , 9 23 , 9 8,8 7,4 4,8
(MPa) 180 dias
365 dias
527
Tabela A- 6
Composicao e Propriedades
IDosagem E- 1 3761 13762 13764 1 3765 1 3771 13772 13773 1
Dados de composicao
Cimento b0 60 70 .40 50 60 60Escoria 60 100 - 80 70 40 80Fly- ash - - 170 - - -
Agua (k/m 3) 140 141 155 143 143 150
9Areia natural 539 803 779 917 917 917 913Areia artificial 361 - - - - - -
Brita 19 mm . 620 609 608 607 607 607 6C.aBrita 38 mm . 620 609 609 607 607 607 604
Relacao a /ceq. 1 ,136 0,852, 0 . 493 1,15de areia ( em peso ) 42 42 39 43 43 43
% de areia natural 60 100 100 100 100 100 1(
% de areia artificial 40 - - - - - -
Agregado graudo ( a ) 0 , 470 0,'461 0 , 461 0 , 460 0 , 460 0 , 460 0 , 4
Areia ( b) volume 01340 01304 01295 013471 01347 0, 347 0 134 5Pasta ( p) absoluto 0,190 0,205 0,267 0,193 0,193 0,193 0,19 7
Argamassa (m) 0,530 0,509 0,562 0,540 0,540 0,540 0,542
Relacao pasta /argam (P) 0,538 0,403 0,475 , 0,357 0 , 357 0 , 357 0 , 363
Concreto fresco
6 (sem peso ) 2333 2347 2290 2304 2278 2264 2278
6t (corn peso ) 2300 2314 2236 2278 2260 2268 2296
t 2400 2322 2391 2394 2394 2381 2401
Relacaor^ / Z$t 0,972 1,011, 0,958 0,962 0,9521 0,951 0,949RelacaotSi /ZS t 0,958 0,997 0,935 0,952 00,944 0,953 0,956
Umidade (%) - - 12,33 12,29 12,34 13,09 11 83
Tempo de vibrapao (s) 20 20 19 18 20 18 18
Cannon time (s) 45 45 42 35 41 35 34
Concreto endurecido
3 dias 3,0 5,3 2,5 2,8 3,0 1,9 2,
Resistencia 7 dial 5,3 9,7 3,7 4,7 4,7 3,0 6-,()
a 28 d'as 8,8 16,9 5,8 8,3 10,0 6-,4- 10,4
compressao 90 d,as 11,1 - 10,1 9,7 10,7 6,6 12 5
l MF.,a) 18O d,as
365 dial
528
