durabilidade de concretos produzidos com agregados …

i

DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS

DE RESÍDUO DE CONCRETO SUBMETIDOS A TRATAMENTOS

COM CIMENTO PORTLAND E MOAGEM

CARLA MABEL MEDEIROS DE ALBUQUERQUE E SILVA

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

FACULDADE DE TECNOLOGIA

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

ii




DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS DE

RESÍDUO DE CONCRETO SUBMETIDOS A TRATAMENTOS COM CIMENTO

PORTLAND E MOAGEM


ORIENTADORA: VALDIRENE MARIA SILVA CAPUZZO

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL

BRASÍLIA/DF: MARÇO – 2019

iii






PORTLAND E MOAGEM


DISSERTAÇÃO DE MESTRADO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA

CIVIL E AMBIENTAL DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE

BRASÍLIA, COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO

GRAU DE MESTRE EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL.

APROVADA POR:

BRASÍLIA/DF, 29 DE MARÇO DE 2019.

iv

FICHA CATALOGRÁFICA

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

SILVA, C. M. M. A. (2019). Durabilidade de concretos produzidos com agregados de resíduo

de concreto submetidos a tratamentos com cimento Portland e moagem, Publicação E.DM –

06A/19, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília,

DF, 138 p.

CESSÃO DE DIREITOS

AUTORA: Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e Silva.

TÍTULO: Durabilidade de concretos produzidos com agregados de resíduo de concreto

submetidos a tratamentos com cimento Portland e moagem.

GRAU: Mestre ANO: 2019

É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta dissertação de

mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e

científicos. A autora reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte desta dissertação

de mestrado pode ser reproduzida sem autorização por escrito da autora.

_______________________________

Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e Silva

CLN 208, Bloco C, Apartamento 112 – Asa Norte – CEP:70.853-530 – Brasília – DF – Brasil

E-mail: [email protected]/[email protected]

SILVA, CARLA MABEL MEDEIROS DE ALBUQUERQUE E

Durabilidade de concretos produzidos com agregados de resíduo de concreto submetidos a

tratamentos com cimento Portland e moagem [Distrito Federal] 2019.

xxii, 138 p., 210 x 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Estruturas e Construção Civil, 2019).

Dissertação de Mestrado – Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia.

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.

1. Concreto 2. Agregado de resíduo de concreto

3. Tratamentos 4. Abordagem de mistura dois estágios

5. Durabilidade

I. ENC/FT/UnB II. Título (Mestre)

v

Aos meus pais Carlos José e Maria José,

não há palavras capazes de descrever o

meu amor e eterna gratidão.

DEDICO!

vi

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus, por seu amor lindo e sublime, por estar comigo em todos os momentos e

não me deixar cair diante às dificuldades.

Aos meus pais Carlos José e Maria José, por todo esse amor inexplicável, por apoiarem e

acompanharem todos os dias de minha vida, por terem sido meus primeiros mestres e acreditado

em mim. Amo vocês!

Aos meus irmãos Cláudio José e Cláudia Mabelly, por todo o companheirismo e torcida ao longo

da vida.

Aos meus avós Lindolfo Abel e Maria do Céu, que mesmo não estando mais presente fisicamente,

foram o meu porto seguro e sempre me incentivaram a correr atrás de meus sonhos.

Aos meus avós maternos Genésio Araújo e Maria de Lourdes, e a todos os familiares que sempre

estiveram na torcida.

À minha orientadora Valdirene Capuzzo, por todo o apoio, paciência e dedicação ao longo desses

dois anos. Serei eternamente grata. Obrigada por ajudar a ampliar meus conhecimentos.

Aos professores que compõem o Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil da

Universidade de Brasília, os quais contribuíram com o meu crescimento e aprendizado na vida

pessoal e profissional.

Aos professores Rodrigo Lameiras e Fernanda Giannotti, por aceitarem compor a banca e

contribuir com este trabalho.

Aos amigos do PECC, os quais tornaram essa trajetória mais leve: Yuri Sotero, Patrícia

Milhomem, Geraldo Fábio, Alexandre Negredo, Antonildo Campos, Izabel Castro, Myrelle

Câmara, Johnnatan Nogueira, Calebe Azevedo, Mara Monaliza, Larissa Mota e Ana Luiza.

Obrigada pela amizade e apoio para que esse trabalho fosse realizado.

Ao Laboratório de Ensaio de Materiais da Universidade de Brasília (LEM – UnB), por

proporcionar a realização do programa experimental.

Aos técnicos do Laboratório de Geotecnia da Universidade de Brasília, Rogério e Saimo, pela

disponibilidade em ajudar sempre que precisei.

vii

Ao Laboratório de Saneamento Ambiental da Universidade de Brasília.

Ao Laboratório Aberto da Universidade de Brasília.

Ao Laboratório de Estudos Geocronológicos da Universidade de Brasília.

À empresa BASF pela doação do aditivo superplastificante e às empresas Realmix e Areia Bela

Vista pela doação dos agregados.

À Fundação de Apoio a Pesquisa do Distrito Federal - FAP-DF (Processo 0193.001700/2017),

pelo apoio na realização deste estudo.

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo apoio

financeiro para a realização dessa pesquisa.

Obrigada a todos que mesmo não tendo citado, contribuíram de alguma forma para a realização

deste trabalho.

viii

“Entrega o teu caminho ao Senhor;

confia nele, e ele tudo fará.”

(Salmos 37:5)

ix

RESUMO



PORTLAND E MOAGEM

Autora: Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e Silva

Orientadora: Valdirene Maria Silva Capuzzo

Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil

Brasília, março de 2019

A reciclagem da fração mineral de resíduos da construção civil é vista como uma potencial

fonte de geração de agregados. Os Agregados de Resíduos de Concreto (ARC) são geralmente

indicados para se utilizar na produção de novos concretos. No entanto, devido à argamassa

antiga aderida aos ARC, estes possuem qualidade inferior ao agregado natural. Na busca de

melhorar as características dos ARC, várias técnicas vêm sendo desenvolvidas, sendo uma das

alternativas através da modificação da superfície. Esta pesquisa tem como objetivo geral

avaliar a durabilidade de concretos contendo agregados de resíduo de concreto, submetidos a

tratamentos com cimento Portland e moagem, em substituição parcial ao agregado graúdo

natural nos teores de 20% e 50%. Para avaliar o comportamento dos concretos foram

realizados os ensaios de massa específica no estado fresco, consistência pelo abatimento do

tronco de cone, resistência à compressão simples, resistência à tração por compressão

diametral, módulo estático de elasticidade à compressão, absorção de água por imersão,

absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica volumétrica e superficial,

carbonatação acelerada, migração de cloretos no estado não estacionário, efeito combinado de

carbonatação acelerada seguida da migração de cloretos no estado não estacionário e

microscopia eletrônica de varredura. Ficou evidente que a utilização de ARC na produção de

um novo concreto produz efeitos negativos nas propriedades deste quando comparado ao

convencional. No entanto, foi verificado que a adoção de tratamentos como a moagem dos

agregados de resíduo de concreto e a abordagem de mistura dois estágios com 25% de

cimento Portland, mostraram-se como alternativas viáveis para proporcionar melhorias nos

agregados de resíduos de concreto. Além de resultar em um concreto com boas características

de propriedades mecânicas e durabilidade, também viabiliza a utilização de agregados

reciclados e não gera custo adicional no processo de produção do concreto.

Palavras-chave: concreto; agregado de resíduo de concreto; tratamentos; abordagem de

mistura dois estágios; durabilidade.

x

ABSTRACT

DURABILITY OF CONCRETES PRODUCED WITH CONCRETE RESIDUE

AGGREGATES SUBMITTED TO TREATMENTS WITH PORTLAND CEMENT

AND GRIND

Author: Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e Silva

Advisor: Valdirene Maria Silva Capuzzo

Postgraduate Program in Structures and Civil Construction

Brasilia, march of 2019

The recycling of the mineral fraction of civil construction waste is seen as a potential source

of aggregate generation. The concrete waste aggregates (ARC) are generally indicated for

using in the production of new concretes. However, due to the old mortar adhered to the

ARC, these have inferior quality to the natural aggregate. In the search to improve the

characteristics of the ARC, several techniques have been developed, being one of the

alternatives through the modification of the surface. This research has as general objective to

evaluate the durability of concretes containing aggregates of concrete residue, submitted to

treatments with Portland cement and grind, in partial substitution to the natural coarse

aggregate in the contents of 20% and 50%. In order to evaluate the behavior of the concretes

were carried out the tests of specific mass in the fresh state, consistency by the abatement of

the cone trunk, simple compressive strength, tensile strength by diametrical compression,

static modulus of elasticity to compression, water absorption by immersion, water absorption

by capillarity, volumetric and superficial electrical resistivity, accelerated carbonation, non-

stationary migration of chlorides, combined accelerated carbonation effect followed by the

migration of non-stationary chlorides and scanning electron microscopy. It became evident

that the utilization of ARC in the production of a new concrete produces negative effects in

the properties these when compared to conventional. However, it was found that the adoption

of treatments such as the grinding of the concrete residue aggregates and the two-stage mixing

approach with 25% Portland cement proved to be viable alternatives to provide improvements

in the aggregates of concrete residues. In addition to resulting in a concrete with good

characteristics of mechanical properties and durability, it also enables the utilization of

recycled aggregates and does not generate additional cost in the concrete production process.

Keywords: concrete; aggregate of concrete wastes; treatments; two stage mixing approach;

durability.

xi

SUMÁRIO

1.INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 23

1.1.Justificativa da pesquisa e importância do tema ...................................................... 24

1.2.Objetivos..... .................................................................................................................. 25

1.2.1.Objetivo geral ........................................................................................................ 25

1.2.2.Objetivos específicos ............................................................................................. 25

1.3.Estrutura do trabalho ................................................................................................. 26

2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 27

2.1.Resíduos da Construção Civil ..................................................................................... 27

2.1.1.Agregados de Resíduos da Construção Civil ....................................................... 27

2.1.2.Características dos Agregados de Resíduo de Concreto (ARC) .......................... 28

2.1.2.1.Massa específica e massa unitária .................................................................. 28

2.1.2.2.Porosidade ...................................................................................................... 29

2.1.2.3.Absorção de água ........................................................................................... 29

2.2.Concretos produzidos com ARC ................................................................................ 31

2.2.1.Propriedades do concreto com ARC no estado fresco ......................................... 34

2.2.1.1.Consistência ................................................................................................... 34

2.2.1.2.Massa específica ............................................................................................ 35

2.2.2.Propriedades mecânicas do concreto com ARC .................................................. 36

2.2.2.1.Resistência à compressão ............................................................................... 36

2.2.2.2.Resistência à tração ........................................................................................ 39

2.2.2.3.Módulo de elasticidade .................................................................................. 41

2.3.Tratamentos em Agregados de Resíduos de Concreto (ARC) ................................ 42

2.4.Durabilidade de concretos produzidos com ARC .................................................... 46

2.4.1.Mecanismos de transporte de agentes agressivos no concreto ............................ 47

2.4.1.1.Permeabilidade ............................................................................................... 47

2.4.1.2.Absorção por sucção capilar .......................................................................... 48

2.4.1.3.Difusão ........................................................................................................... 48

2.4.1.4.Migração iônica .............................................................................................. 50

2.4.2.Absorção de água de concretos com ARC ........................................................... 50

2.4.3Resistividade elétrica .............................................................................................. 52

2.4.4.Carbonatação ........................................................................................................ 54

xii

2.4.5.Ação de cloretos .................................................................................................... 56

2.4.6.Efeito combinado de carbonatação e ação de cloretos ........................................ 60

3.METODOLOGIA ............................................................................................................... 62

3.1.Materiais e métodos ..................................................................................................... 65

3.1.1.Aglomerante .......................................................................................................... 65

3.1.2.Agregado miúdo natural ....................................................................................... 66

3.1.3.Agregado graúdo natural ..................................................................................... 66

3.1.4.Agregado graúdo reciclado................................................................................... 67

3.1.5.Aditivo .................................................................................................................... 67

3.1.6.Água de amassamento .......................................................................................... 68

3.2.Dosagem do concreto e moldagem dos corpos de prova .......................................... 68

3.2.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura

de dois estágios ............................................................................................................... 72

3.2.2.Análise do efeito da abordagem mistura de dois estágios em concretos com

diferentes teores de ARC ................................................................................................ 73

3.2.3.Análise do efeito da moagem dos ARC ................................................................ 74

3.3.Ensaios no estado fresco .............................................................................................. 75

3.3.1.Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone .................... 75

3.3.2.Massa específica .................................................................................................... 75

3.4.Ensaios de propriedades mecânicas ........................................................................... 75

3.4.1.Resistência à compressão simples ........................................................................ 75

3.4.2.Resistência à tração por compressão diametral ................................................... 75

3.4.3.Módulo estático de elasticidade à compressão ..................................................... 76

3.5.Ensaios de durabilidade .............................................................................................. 76

3.5.1.Absorção de água por imersão ............................................................................. 76

3.5.2.Absorção de água por capilaridade ...................................................................... 76

3.5.3.Resistividade elétrica ............................................................................................. 76

3.5.3.1.Resistividade elétrica volumétrica ................................................................. 77

3.5.3.2.Resistividade elétrica superficial ................................................................... 79

3.5.4.Carbonatação acelerada ....................................................................................... 81

3.5.5.Migração de cloretos no estado não estacionário ................................................ 83

3.5.6.Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos no estado

não estacionário.. ........................................................................................................... 88

3.6.Zona de transição interfacial ...................................................................................... 89

xiii

3.6.1.Preparação da amostra ......................................................................................... 89

3.6.2.Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) ..................................................... 90

3.7.Análise estatística ......................................................................................................... 91

4.RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 93

4.1.Caracterização dos materiais ..................................................................................... 93

4.1.1.Aglomerante .......................................................................................................... 93

4.1.2.Agregado miúdo natural ....................................................................................... 94

4.1.3.Agregado graúdo natural ..................................................................................... 94

4.1.4.Agregado graúdo reciclado................................................................................... 95

4.1.5.Aditivo .................................................................................................................... 96

4.2.Propriedades do concreto no estado fresco ............................................................... 96

4.2.1.Consistência pelo abatimento do tronco de cone ................................................. 96

4.2.2.Massa específica .................................................................................................... 97

4.2.2.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de

mistura dois estágios .................................................................................................. 97

4.2.2.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com

diferentes teores de ARC ........................................................................................... 98

4.2.2.3.Análise do efeito da moagem dos ARC ......................................................... 99

4.3.Propriedades mecânicas ............................................................................................ 100

4.3.1.Resistência à compressão simples ...................................................................... 100


mistura dois estágios ................................................................................................ 100


diferentes teores de ARC ......................................................................................... 101

4.3.1.3.Análise do efeito da moagem dos ARC ....................................................... 103

4.3.2.Resistência à tração por compressão diametral ................................................. 104





4.3.3.Módulo estático de elasticidade à compressão ................................................... 106



xiv



4.4.Ensaios para avaliação da durabilidade .................................................................. 109

4.4.1.Absorção de água por imersão ........................................................................... 109





4.4.2.Absorção de água por capilaridade .................................................................... 112



4.4.3.Resistividade elétrica ........................................................................................... 114





4.4.4.Carbonatação acelerada ..................................................................................... 119





4.4.5.Migração de cloretos no estado não estacionário .............................................. 122





4.4.6.Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos no estado

não estacionário.. ......................................................................................................... 125





4.5.Zona de transição interfacial .................................................................................... 128

4.5.1.Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) ................................................... 128

xv

4.6.Resumo dos principais resultados ............................................................................ 130

5.CONCLUSÃO ................................................................................................................... 134

5.1.Recomendações para Trabalhos Futuros ................................................................ 136

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 137

APÊNDICES ......................................................................................................................... 147

xvi

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – Zonas de transição do agregado de resíduo de concreto (Fonte: Autor). ............ 34

Figura 3.1 – Organograma com as etapas do programa experimental. .................................... 63

Figura 3.2 – Agregado graúdo de resíduo de concreto (ARC). ................................................ 67

Figura 3.3 – Curva de absorção dos agregados graúdos de resíduo de concreto. .................... 71

Figura 3.4 – Pré-molhagem dos agregados reciclados pertencentes ao concreto (a) 20% de

ARC; (b) 50% de ARC. ............................................................................................................ 72

Figura 3.5 – Primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios (a) CARC20-M-DE25; (b)

CARC20-M-DE100. ................................................................................................................ 73

Figura 3.6 – Primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios (a) CARC20-M-DE25; (b)

CARC50-M-DE25. .................................................................................................................. 74

Figura 3.7 – Ensaio de resistividade elétrica volumétrica em andamento. .............................. 79

Figura 3.8 – Sonda de quatro eletrodos deWenner (Fonte: Adaptado de BEUSHAUSEN,

2002). ........................................................................................................................................ 80

Figura 3.9 – Ensaio de resistividade elétrica superficial em andamento. ................................ 81

Figura 3.10 – Corpo de prova indicando a presença da frente de carbonatação. ..................... 82

Figura 3.11 – Câmara de carbonatação utilizada para a realização dos ensaios. ..................... 83

Figura 3.12 – Pré-condicionamento das amostras. ................................................................... 84

Figura 3.13 – Amostras posicionadas nos aparatos. ................................................................. 84

Figura 3.14 – Aparato/amostra posicionado sobre o suporte com inclinação de 30º. .............. 85

Figura 3.15 – Ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário em andamento. ..... 86

Figura 3.16 – Leitura da frente de penetração de cloretos nas amostras. ................................. 87

Figura 3.17 – Procedimento indicado para a medição da frente de penetração de cloretos

(Fonte: Adaptado de NT BUILD 492:2011). ........................................................................... 88

Figura 3.18 – (a) Amostras imersas no isopropanol durante o processo de paralisação da

hidratação; (b) amostras embutidas na resina; (c) lixas utilizadas no processo de lixamento;

(d) polimotriz utilizada para o lixamento e polimento das amostras. ...................................... 90

Figura 3.19 – Microscópio Eletrônico de Varredura. ............................................................... 91

Figura 4.1 – Curva granulométrica do agregado miúdo natural. ............................................. 94

Figura 4.2 – Curva granulométrica do agregado graúdo natural. ............................................. 95

Figura 4.3 – Consistência pelo abatimento do tronco de cone. ................................................ 97

Figura 4.4 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do

teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios. .............. 98

xvii


efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. . 99


efeito da moagem dos ARC. .................................................................................................. 100

Figura 4.7 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do

teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios. ............ 101


efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. 102


efeito da moagem dos ARC. .................................................................................................. 103

Figura 4.10 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos produzidos para a

análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

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

Figura 4.11 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos produzidos para a

análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores

de ARC. .................................................................................................................................. 105

Figura 4.12 – Módulo estático de elasticidade à compressão dos concretos produzidos para a


................................................................................................................................................ 106

Figura 4.13 – Módulo estático de elasticidade à compressão dos concretos produzidos para a


de ARC. .................................................................................................................................. 108

Figura 4.14 – Relação do módulo de elasticidade com a resistência à compressão simples. 109

Figura 4.15 – Absorção de água por imersão e índice de vazios dos concretos produzidos para

a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois

estágios. .................................................................................................................................. 110

Figura 4.16 – Correlação entre a absorção de água por imersão e índice de vazios com a

resistência à compressão simples, aos 91 dias. ...................................................................... 111

Figura 4.17 – Absorção de água por capilaridade e ascensão capilar. ................................... 113

Figura 4.18 – Correlação entre a resistividade elétrica (volumétrica e superficial) e a

resistência à compressão simples, aos 91 dias. ...................................................................... 117

Figura 4.19 – Carbonatação acelerada aos 56 e 70 dias dos concretos produzidos para a


................................................................................................................................................ 120

xviii

Figura 4.20 – Carbonatação acelerada aos 56 e 70 dias dos concretos produzidos para a


de ARC. .................................................................................................................................. 121

Figura 4.21 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias de idade dos concretos

produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de

mistura dois estágios. ............................................................................................................. 122

Figura 4.22 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias de idade dos concretos

produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com

diferentes teores de ARC. ....................................................................................................... 124

Figura 4.23 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias (sem e com carbonatação)

dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da

abordagem de mistura dois estágios. ...................................................................................... 126

Figura 4.24 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias (sem e com carbonatação)

dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em

concretos com diferentes teores de ARC. .............................................................................. 127

Figura 4.25 – Amostra CARC20-M (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição interfacial.

................................................................................................................................................ 128

Figura 4.26 – Amostra CARC20-M-DE100 (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição

interfacial. ............................................................................................................................... 129

Figura 4.27 – Amostra CARC20-M-DE25 (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição

interfacial. ............................................................................................................................... 129

xix

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Massa específica e unitária dos agregados graúdos naturais e reciclados por

diversos autores. ....................................................................................................................... 28

Tabela 2.2 – Absorção de água dos agregados graúdos naturais e reciclados por diversos

autores. ..................................................................................................................................... 30

Tabela 2.3 – Panorama geral das especificações para uso do agregado reciclado em concreto

(Fonte: Adaptado de Kiouranis et al., 2016). ........................................................................... 32

Tabela 2.4 – Resultados de resistência à compressão de concretos produzidos com ARC,

conforme a literatura. ............................................................................................................... 37

Tabela 2.5 – Resultados de resistência à tração por compressão diametral de concretos

produzidos com ARC, por diversos autores. ............................................................................ 40

Tabela 2.6 – Valores de módulo de elasticidade de concretos produzidos com ARC, por

diversos autores. ....................................................................................................................... 42

Tabela 2.7 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC após processo de

tratamento mecânico. ............................................................................................................... 43

Tabela 2.8 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC com a superfície

modificada. ............................................................................................................................... 44

Tabela 2.9 – Valores de resistividade elétrica de concretos produzidos com ARC, por diversos

autores. ..................................................................................................................................... 53

Tabela 2.10 – Valores de profundidade de carbonatação de concretos produzidos com ARC,

conforme alguns autores. .......................................................................................................... 56

Tabela 2.11 – Teores máximos de cloretos permitidos no concreto (Fonte: ABNT NBR

12655:2015). ............................................................................................................................ 57

Tabela 2.12 – Resultados de diversos autores obtidos a partir da realização do ensaio de

migração de cloretos em concretos produzidos com ARC. ..................................................... 59

Tabela 3.1 – Variáveis independentes e dependentes do programa experimental. .................. 64

Tabela 3.2 – Quantidade de corpos de prova moldados para a realização dos ensaios. .......... 65

Tabela 3.3 – Métodos de ensaios para a caracterização física do aglomerante........................ 66

Tabela 3.4 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado miúdo natural. ...... 66

Tabela 3.5 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado graúdo natural. ..... 66

Tabela 3.6 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado graúdo reciclado. . 67

Tabela 3.7 – Nomenclatura e características dos traços. .......................................................... 69

Tabela 3.8 – Composições dos traços de concreto. .................................................................. 70

xx

Tabela 3.9 – Valores de resistividade elétrica com indicativos da probabilidade de corrosão do

concreto, segundo CEB – 192 e o boletim europeu COST 509 (Fonte: Ribeiro et al., 2014). 77

Tabela 3.10 – Classificação dos valores de resistividade elétrica volumétrica quanto à

penetração de cloretos (Fonte: AASHTO TP119:2015). ......................................................... 79

Tabela 3.11 – Tensões e correntes de referência para o ensaio de migração de cloretos no

estado não estacionário (Fonte: NT BUILD 492:2011). .......................................................... 86

Tabela 4.1 – Resultados de caracterização do cimento Portland de alta resistência inicial (CP

V- ARI). ................................................................................................................................... 93

Tabela 4.2 – Resultados de caracterização física do agregado miúdo natural. ........................ 94

Tabela 4.3 – Resultados de caracterização física do agregado graúdo natural. ....................... 95

Tabela 4.4 – Resultados de caracterização física do agregado graúdo reciclado. .................... 96

Tabela 4.5 – Características do aditivo superplastificante. ...................................................... 96

Tabela 4.6 – Resistividade elétrica volumétrica e superficial. ............................................... 114

Tabela 4.7 – Classificação quanto ao risco de corrosão e penetração de cloretos para os

valores de resistividade elétrica volumétrica dos concretos produzidos para a análise do teor

de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios. ................... 115

Tabela 4.8 – Classificação quanto ao risco de corrosão para os valores de resistividade elétrica

superficial dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira

etapa da abordagem de mistura dois estágios. ........................................................................ 115

Tabela 4.9 – Classificação quanto ao risco de corrosão e penetração de cloretos para os

valores de resistividade elétrica volumétrica dos concretos produzidos para a análise do efeito

da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. .......... 118

Tabela 4.10 – Classificação quanto ao risco de corrosão para os valores de resistividade

elétrica superficial dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura

dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. ................................................... 118

Tabela 4.11 – Resumo dos resultados obtidos nos ensaios de propriedades mecânicas e

durabilidade. ........................................................................................................................... 133

Tabela A.1 – Valores individuais de resistência à compressão simples (MPa). .................... 147

Tabela A.2 – Valores individuais de resistência à tração por compressão diametral (MPa). 147

Tabela A.3 – Valores individuais de módulo estático de elasticidade à compressão (GPa). . 148

Tabela A.4 – Valores individuais de absorção de água por imersão (%) e índice de vazios (%).

................................................................................................................................................ 148

Tabela A.5 – Valores individuais de absorção de água por capilaridade (g/cm²) e ascensão

capilar (mm). .......................................................................................................................... 149

xxi

Tabela A.6 – Valores individuais de resistividade elétrica volumétrica (kΩ.cm). ................. 149

Tabela A.7 – Valores individuais de resistividade elétrica superficial (kΩ.cm). ................... 150

Tabela A.8 – Valores individuais da frente de carbonatação dos concretos (mm). ............... 151

Tabela A.9 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos

concretos aos 28 dias (sem carbonatação). ............................................................................. 152


concretos aos 91 dias (sem carbonatação). ............................................................................. 153


concretos aos 91 dias (com carbonatação). ............................................................................ 154

Tabela A.12 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do teor de cimento Portland

na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios. .................................................... 155

Tabela A.13 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da abordagem de

mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. ...................................... 156

Tabela A.14 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da moagem dos

ARC. ....................................................................................................................................... 156

Tabela A.15 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da idade dos

concretos. ................................................................................................................................ 157

Tabela A.16 – Testes de Duncan para a avaliação do teor de cimento Portland na primeira

etapa da abordagem de mistura dois estágios. ........................................................................ 158

Tabela A.17 – Testes de Duncan para a avaliação do efeito da abordagem de mistura dois

estágios em concretos com diferentes teores de ARC. ........................................................... 159

Tabela A.18 – Teste de Duncan para a avaliação do efeito da moagem dos ARC. ............... 160

xxii

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ARC – Agregado de Resíduo de Concreto

ARM – Agregado de Resíduo Misto

ARA – Agregado de Resíduo de Alvenaria

AN – Agregado Natural

RCC – Resíduos da Construção Civil

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

a/c – Água/cimento

a/agl – Água/aglomerante

FRX – Fluorescência de raios-X

MEV – Microscopia Eletrônica de Varredura

TSMA – Two-Stage Mixing Approach

NMA – Normal Mixing Approach

23

1. INTRODUÇÃO

O crescente desenvolvimento do setor construtivo vem desencadeando além de uma alta

demanda por matérias-primas, um elevado índice de geração de resíduos da construção civil

(RCC).

A reciclagem da fração mineral de resíduos da construção civil é vista como uma potencial

fonte de geração de agregados, além de proporcionar o reaproveitamento dos resíduos,

também diminui a dependência de agregados naturais, o que contribui para a preservação dos

recursos naturais.

Os agregados reciclados podem ser classificados como Agregados de Resíduos de Concreto

(ARC), os quais são compostos na sua fração graúda por no mínimo 90% em massa de

fragmentos à base de cimento Portland e rochas; e Agregados de Resíduos Misto (ARM), os

quais são compostos na sua fração graúda por menos de 90% em massa de fragmentos à base

de cimento Portland e rochas (ABNT NBR 15116, 2004).

Os agregados de resíduos de concreto são geralmente indicados para se utilizar na produção

de novos concretos. Apesar de no Brasil os ARC ainda não poderem ser utilizados em

concretos com função estrutural, essa já é uma realidade em locais como a Alemanha, Reino

Unido e Portugal. De acordo com Ismail e Ramli (2014), a indústria da construção civil ainda

é possuidora de grandes dúvidas sobre a utilização dos agregados reciclados na produção

comercial de concreto, principalmente para fins estruturais, devido a algumas qualidades

desfavoráveis destes agregados quando comparados aos naturais.

Os ARC são compostos comumente pelo agregado natural revestido por camadas de

argamassa antiga, logo, devido a essa característica, estes agregados possuem massa

específica relativamente menor do que os agregados naturais. Além disso, a camada de

argamassa aderida possui maior porosidade, o que faz com que o agregado reciclado absorva

mais água, entre 4 e 9,5%, quando comparado ao agregado natural (PADMINI et al., 2009). A

argamassa aderida é responsável pela baixa resistência a ações mecânicas e químicas dos

ARC (KWAN et al., 2012).

De acordo com Dimitriou et al. (2018), a microestrutura do concreto com agregado reciclado

é mais heterogênea do que a do concreto convencional, pois o mesmo possui duas zonas de

24

transição interfacial, uma entre o ARC e a nova argamassa e outra entre o agregado original e

a antiga argamassa aderida.

Segundo Li et al. (2009), em consequência de suas características, a utilização do agregado de

resíduo de concreto na produção de um novo concreto pode gerar efeitos adversos na ligação

interfacial entre o ARC e a nova argamassa, o que posteriormente afeta nas propriedades

mecânicas e durabilidade do concreto.

1.1. Justificativa da pesquisa e importância do tema

Devido às características negativas dos ARC, várias pesquisas têm buscado métodos para

proporcionar melhorias na qualidade desses agregados por meio da utilização de tratamentos.

Esses tratamentos, quando aplicados nos ARC, visam reduzir a porosidade e a absorção de

água, aumentar a densidade, e, propiciar melhor aderência interfacial entre o agregado e a

argamassa do novo concreto.

No entanto, os efeitos dos tratamentos nos agregados de resíduos de concreto, na maioria das

vezes, são avaliados no concreto endurecido somente por meio das propriedades mecânicas,

tais como resistência à compressão simples, resistência à tração por compressão diametral e

módulo estático de elasticidade à compressão.

Sendo assim, a motivação desta pesquisa é trazer resultados pouco abordados na literatura até

então, como algumas propriedades de durabilidade do concreto com a utilização de agregados

de resíduos de concreto submetidos a tratamentos. O estudo da durabilidade dos concretos é

fundamental, considerando que é essencial que este material possua capacidade de suportar as

condições para as quais foi projetado durante sua vida útil.

Esta dissertação está inserida na linha de pesquisa “Tecnologia, Processos, Componentes e

Materiais de Construção” do Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil da

Universidade de Brasília. O trabalho possui a importância de motivar a utilização de

agregados de resíduo de concreto, o que constitui uma resposta racional ao montante de

descarte causado pelo setor da construção civil. Além de proporcionar a redução da

quantidade de resíduos, a utilização de agregados reciclados também contribui com a

sustentabilidade através da substituição parcial do agregado natural utilizado na produção de

concretos.

25

1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivo geral

Esta pesquisa tem como objetivo geral avaliar a substituição parcial no concreto do agregado

graúdo natural por agregado de resíduo de concreto. Os agregados de resíduo de concreto

serão submetidos a tratamentos com cimento Portland e moagem, e como requisito de

comparação serão analisadas as propriedades mecânicas e parâmetros de durabilidade.

1.2.2. Objetivos específicos

Os objetivos específicos deste trabalho são:

Realizar a dosagem dos concretos substituindo volumetricamente os agregados graúdos

naturais por ARC nos teores de 20% e 50%, sendo os agregados reciclados submetidos a

tratamentos por meio do método de mistura dois estágios com 100% e 25% de cimento

Portland e moagem;

Avaliar o comportamento dos concretos produzidos com ARC (submetidos a diferentes

tratamentos) e com diferentes teores de substituição, no estado fresco e por meio das

propriedades mecânicas;

Avaliar o comportamento dos concretos produzidos com ARC (submetidos a diferentes

tratamentos) e com diferentes teores de substituição, em relação a parâmetros de

durabilidade;

Avaliar a zona de transição interfacial dos concretos com ARC, dosados através do

método de mistura normal e abordagem de mistura dois estágios com 100% e 25% de

cimento Portland, por meio do ensaio de microscopia eletrônica de varredura.

26

1.3. Estrutura do trabalho

Este trabalho foi dividido em cinco capítulos. Este capítulo, de introdução, apresenta a

relevância do tema, assim como o objetivo geral e os objetivos específicos.

O segundo capítulo apresenta a revisão bibliográfica utilizada como referência nesse trabalho.

São abordados os temas de resíduos da construção civil, concretos produzido com ARC,

tratamentos em agregados de resíduo de concreto (ARC) e durabilidade de concretos

produzidos com ARC.

O terceiro capítulo trata da metodologia, o qual apresenta os materiais utilizados e os

respectivos métodos de caracterização, os métodos de dosagens, os ensaios realizados no

estado fresco, ensaios de propriedades mecânicas, de durabilidade, ensaios de análise da zona

de transição interfacial e detalha como foi realizada a análise estatística.

No quarto capítulo são apresentados os resultados dos ensaios realizados e suas respectivas

análises.

Por fim, no quinto capítulo estão as conclusões da pesquisa, além de sugestões para trabalhos

futuros.

27

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. Resíduos da Construção Civil

Os resíduos da construção civil (RCC) são definidos pela ABNT NBR 15113:2004, como

sendo resíduos provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de

construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos.

De acordo com a norma supracitada e em conformidade com a resolução CONAMA nº 307,

os resíduos da construção civil são classificados em quatro classes:

Classe A – resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados;

Classe B – resíduos recicláveis para outras destinações;

Classe C – resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações

economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem e recuperação;

Classe D – resíduos perigosos oriundos do processo de construção.

A classe A classifica como resíduos recicláveis como agregados, os resíduos de construção,

demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura; resíduos

de construção, demolição, reformas e reparos de edificações (componentes cerâmicos,

argamassa e concreto); e resíduos de processo e/ou demolição de peças pré-moldadas em

concreto produzidos nos canteiros de obras (ABNT NBR 15113, 2004).

2.1.1. Agregados de Resíduos da Construção Civil

De acordo com a ABNT NBR 15116:2004, os resíduos da construção civil que se enquadram

dentro da classe A, são divididos em: agregado de resíduo de concreto (ARC) e agregado de

resíduo misto (ARM).

O agregado de resíduo de concreto (ARC) é composto na sua fração graúda, de no mínimo

90% em massa de fragmentos à base de cimento Portland e rochas. Já o agregado de resíduo

misto (ARM) possui em sua composição na fração graúda, menos de 90% em massa

fragmentos à base de cimento Portland e rocha (ABNT NBR 15116, 2004).

A fração mineral dos resíduos da construção civil possui uma grande variabilidade em sua

composição, fato que ocasiona dificuldade em sua aplicação em larga escala na utilização

como agregado na produção de novos concretos.

28

De acordo com Werle (2010), devido ao fato do concreto ser um material amplamente

utilizado, ele está presente em grande quantidade dentre os materiais constituintes do RCC.

De acordo com este autor, o concreto possui características adequadas para a sua

transformação em um coproduto a ser inserido na cadeia produtiva da construção civil na

forma de agregado.

2.1.2. Características dos Agregados de Resíduo de Concreto (ARC)

2.1.2.1. Massa específica e massa unitária

A massa específica de um material é definida como sendo a razão entre sua massa por

unidade de volume. Segundo Moretti (2014), a determinação da massa específica e unitária,

são fundamentais para a definição da dosagem dos concretos. As propriedades do concreto

como consistência, massa específica e resistência à compressão são influenciadas pela massa

específica dos agregados.

Geralmente os agregados de resíduo de concreto possuem massa específica e massa unitária

inferiores aos agregados naturais (AN), isto se deve ao fato de serem compostos por materiais

mais porosos.

De acordo com Buttler (2003), a massa específica dos ARC são mais baixas do que a dos AN

devido à quantidade de argamassa antiga aderida às partículas. Quanto mais poroso é o

agregado, menor é sua massa específica.

Na Tabela 2.1 estão apresentados alguns valores encontrados na literatura de massa específica

e massa unitária dos agregados naturais e dos agregados de resíduo de concreto.

Tabela 2.1 - Massa específica e unitária dos agregados graúdos naturais e reciclados por diversos autores.

Autor (ano)

Massa específica (kg/dm³) Massa unitária (kg/dm³)

AN

(graúdo)

ARC

(graúdo)

AN

(graúdo)

ARC

(graúdo)

Gonçalves (2001) 2,83 2,48 1,48 1,29

Leite (2001) 3,09 2,51 1,61 1,12

Vieira (2003) 2,70 2,52 - -

Xiao et al. (2005) 2,82 2,52 1,45 1,29

Cabral (2007) 2,87 2,27 1,44 1,22

Zhihui et al. (2013) 2,73 2,65 - -

Pandurangan et al.

(2016) 2,70 2,45 1,63 1,36

Nanya (2018) 2,82 2,72 1,44 1,44

29

Conforme Leite (2001), os valores de massa específica são bastante variados, mesmo que

sejam compostos por materiais semelhantes. Essa variação de resultados pode ocorrer devido

às propriedades de cada material e em função do método de ensaio adotado.

2.1.2.2. Porosidade

O tamanho, volume e continuidade dos poros na estrutura do sólido são responsáveis por

determinar a sua estrutura de porosidade e, consequentemente, sua permeabilidade e absorção,

a qual corresponde a quantidade de água passível de ser incorporada aos poros permeáveis

(MEHTA e MONTEIRO, 2014).

De acordo com a ABNT NBR 9935:2011, os poros permeáveis são as descontinuidades

ligadas à superfície externa do agregado capazes de reterem água, ou seja, os poros os quais

possibilitam o acesso da água. No entanto, existem também os poros não permeáveis, os quais

estão isolados no interior da estrutura física do sólido, não permitindo o acesso direto da água.

Segundo Werle (2010), a porosidade dos agregados de resíduo de concreto depende da

relação água/cimento utilizada para a confecção deste material, considerando que quanto

maior a relação água/cimento, maior será o número total e a dimensão dos poros.

Conforme o estudo de Gómez-Soberón (2003), os ARC apresentaram diâmetro de poros 40%

maiores do que os poros dos agregados naturais, fato este em virtude da quantidade de

argamassa aderida.

Em uma pesquisa realizada por Zaharieva et al. (2003), os agregados graúdos de resíduo de

concreto apresentaram uma porosidade de 12,5%, enquanto que nos agregados graúdos

naturais a porosidade foi de 0,3%.

De acordo com Vieira e Dal Molin (2004), a maior porosidade e a menor resistência dos

agregados graúdos reciclados podem influenciar na resistência à compressão obtida pelos

novos concretos produzidos.

2.1.2.3. Absorção de água

A absorção de água é a característica que determina a quantidade de fluido que é absorvido

para o interior de um sólido, sendo essa absorção proporcionada através da rede de poros do

material. Esta é uma das principais propriedades que deve ser considerada durante a

confecção de novos concretos.

30

Conforme Etxeberria et al. (2007), a absorção é um dos mais significativos parâmetros que

diferencia o agregado de resíduo de concreto do natural e está diretamente relacionada com a

camada de argamassa aderida.

De acordo com Padovan (2013), a taxa de absorção de água nos agregados naturais

geralmente encontra-se inferior a 2%, não exercendo quase nenhuma influência nas misturas

de concreto. Já nos agregados de resíduos de concreto, esta absorção geralmente está na faixa

de 4 a 6%, afetando nas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido.

A absorção de água relaciona-se com a porosidade dos agregados, e sua determinação pode

ser considerada como uma quantificação indireta da porosidade, da resistência mecânica e da

durabilidade dos concretos produzidos (DAMINELLI, 2007).

Na Tabela 2.2 estão apresentados alguns valores encontrados na literatura, referentes à

absorção de água de agregados graúdos naturais e de resíduos de concreto.

Tabela 2.2 – Absorção de água dos agregados graúdos naturais e reciclados por diversos autores.

Autor (ano)

Absorção de água (%)

AN (graúdo) ARC

(graúdo)

Gonçalves (2001) 1,90 4,90

Leite (2001) - 4,95

Vieira (2003) - 6,04

Cabral (2007) 1,22 5,65

Zhihui et al. (2013) 0,70 4,10

Pandurangan et al. (2016) 0,60 4,58

Nanya (2018) 0,30 5,85

Dimitriou et al. (2018) 2,50 7,20

Em relação ao período de absorção do agregado de resíduo de concreto quando em contato

com a água, Werle (2010) verificou em sua pesquisa que os agregados reciclados possuem

uma elevada absorção de água nos primeiros 10 minutos de imersão, e após este período a

absorção torna-se lenta ao longo do tempo.

No estudo de Buttler (2003), a absorção de 88% da massa de água pelos agregados de resíduo

de concreto ocorreu nos primeiros 10 minutos de ensaio, considerando um período de ensaio

31

de 24 horas. Na pesquisa de Cabral (2007) também foi observada uma absorção 80% da

massa de água pelos ARC durante os primeiros 10 minutos de ensaio.

Considerando a variabilidade dos agregados de resíduos de concreto e seus distintos

comportamentos, se faz necessário um prévio ensaio de absorção de água com o intuito de

verificar o comportamento do mesmo em relação a este parâmetro.

A ABNT NBR 15116:2004 recomenda a necessidade de utilização de métodos de pré-

molhagem, em busca de minimizar os efeitos de absorção de água e a consequente perda da

trabalhabilidade e alteração na relação água/cimento efetiva dos concretos produzidos com

agregados reciclados. De acordo esta norma, valores em torno de 80% do teor de absorção de

água do agregado reciclado em uso são adequados.

2.2. Concretos produzidos com ARC

A utilização de agregados reciclados no processo construtivo vem sendo alvo de pesquisa em

diversos países, sendo que em alguns já estão inseridos em normas técnicas, as quais

estabelecem requisitos para sua utilização. Segundo Agrela et al. (2013), a primeira norma

internacional que elaborou recomendações para o uso de agregados reciclados no concreto foi

publicada no ano de 1994 pelo International union of laboratories and experts in construction

materials, systems and structures (RILEM), com o título “Specifications for Concrete with

Recycled Aggregates”.

No Brasil, conforme as recomendações normativas vigentes, os agregados reciclados só

podem ser utilizados para produção de concretos para fins não estruturais. No entanto,

existem países que estabelecem a utilização desses agregados em concretos estruturais. Na

Tabela 2.3 está apresentada a síntese de alguns países que especificam as características que

os agregados reciclados devem possuir para serem utilizados na produção de concretos, assim

como o campo de aplicação do concreto contendo estes agregados.

32

Tabela 2.3 – Panorama geral das especificações para uso do agregado reciclado em concreto (Fonte: Adaptado

de Kiouranis et al., 2016).

País Classe

Densidade

mínima

(kg/m³)

Máxima

absorção

de água

(%)

Substituição

máxima (%) Uso

Resistência

máxima (MPa) Graúdo Miúdo

Brasil

ARC s.e 7% - AG

12% - AM 100 100

Concreto

não

estrutural

15

ARM s.e 12% - AG

17% - AM

Alemanha

ARC I 2000 10 20-35 0 Concreto

estrutural

C30/37 (20% de

substituição)

ARC II 2000 15 20-35 0 C25/30 (35% de

substituição)

ARA

III 1800 20 s.e

Concreto

não

estrutural

s.e

ARM 1500 s.e s.e

Hong Kong ARC 2000 10 20 ou

100 0

Concreto

estrutural

C20 (100% de

substituição);

C35 (20% de

substituição)

RILEM

ARC 2400 3

100 (a)

Ambiente

seco e

molhado,

não

agressivo

Sem limitação

ARC 2000 10 C50/60

ARA 1500 20 C16/20

Reino

Unido

ARC s.e s.e 20 0 Concreto

estrutural C40/50

ARM s.e s.e s.e 0

Concreto

não

estrutural

s.e

Holanda

ARC 2000 s.e

100 (a)

Ambiente

não

agressivo

C40/50

ARM 2000 s.e C20/25

Portugal

ARC I 2200 7 25 0 Concreto

estrutural

C40/50

ARC II 2200 7 20 0 C35/45

ARM 2000 7 s.e 0

Concreto

não

estrutural

s.e

Suíça

ARC s.e s.e

100 100

Concreto

reforçado C30/37

ARM s.e s.e

Concreto

não

estrutural

s.e

Japão

(BCSJ) ARM 2200 7 100 100

Concreto

não

estrutural

18

Dinamarca

ARC 2200 s.e

100 20

Ambiente

não

agressivo

C40 ARC 2200 s.e

ARM 1800 s.e C20 Notas:

s.e – Sem especificação;

(a): Somente se misturados com agregado graúdo natural;

AG: Agregado Graúdo

AM: Agregado Miúdo

33

De acordo com a Tabela 2.3, com exceção do Brasil, Reino Unido e Suíça, todos os demais

países apresentaram limites mínimos para a densidade do agregado reciclado, sendo o valor

mínimo de 2000 kg/m³ para o agregado de resíduo de concreto. Além da densidade, em

alguns países também são especificados limites para a absorção de água.

Conforme observado na Tabela 2.3, o teor de máxima substituição do agregado graúdo para

concretos estruturais na maioria dos países é de 20%. No entanto, existem os que permitem a

substituição de 100% do agregado graúdo para classes de resistência menores.

Para Basheer et al. (2001), as propriedades do concreto são influenciadas pelo número, tipo,

tamanho e distribuição dos poros presentes nos agregados, na argamassa e na zona de

transição. Segundo Xiao et al. (2013), a influência da zona de transição interfacial no

comportamento do concreto, depende da qualidade da argamassa antiga e seu teor de adesão

no agregado natural.

Conforme Bonifazi et al. (2015), a zona de transição interfacial é a região entre o agregado e a

pasta de cimento, e geralmente é caracterizada por uma microestrutura diferente do restante

da matriz. Nesta região, na maioria das vezes, é detectada maior porosidade, característica que

muda de acordo com a distância da superfície do agregado até a nova pasta cimentícia.

De acordo com Liu et al. (2011) e Otsuki et al. (2003), comparado ao concreto convencional,

o concreto com agregado reciclado possui duas zonas de transição interfaciais. A antiga zona

de transição está localizada entre o agregado natural e a antiga argamassa, já a nova zona de

transição localiza-se entre a antiga argamassa e a nova matriz cimentícia, como está

representado na Figura 2.1.

34

Figura 2.1 – Zonas de transição do agregado de resíduo de concreto (Fonte: Autor).

De acordo com Silva (2017), quando o ARC não possui qualquer pasta e/ou argamassa antiga

aderida à sua superfície ou aos seus poros, a interface apresenta-se praticamente igual à

encontrada no agregado natural.

2.2.1. Propriedades do concreto com ARC no estado fresco

2.2.1.1. Consistência

A consistência é uma das principais propriedades a ser analisada no concreto no estado fresco,

considerando que esta exerce influência nas propriedades do estado endurecido e

consequentemente na sua funcionalidade.

Esta propriedade afeta diretamente sobre a capacidade de bombeamento e a construbilidade,

pois determina a facilidade com que uma mistura de concreto será manipulada sem a

ocorrência de segregação (MEHTA e MONTEIRO, 2014).

De acordo com Levy (1997), os concretos produzidos com agregados de resíduo de concreto

apresentam consistência mais seca do que os concretos convencionais, produzidos com a

mesma relação água/cimento. Este fato é atribuído à maior porosidade e consequentemente à

maior absorção de água do ARC em relação ao agregado natural.

É importante ainda considerar a influência da forma dos agregados nesta propriedade. As

formas distintas dos agregados devido à utilização de diferentes equipamentos para britagem

35

conduzem, por conseguinte, áreas superficiais diferentes, o que também exerce influência

sobre a quantidade de água de amassamento necessária para manter a consistência. Além

disso, o fato dos agregados de resíduo de concreto possuírem massa específica menor em

relação ao agregado natural faz com que a substituição em massa conduza a um maior volume

de agregados na mistura, o que também pode gerar um aumento na quantidade da água

necessária (RAKSHVIR e BARAI, 2006).

Wagih et al. (2013) observaram na pesquisa desenvolvida, que o aumento do teor de

substituição do agregado natural por agregado graúdo de resíduo de concreto reduziu a

consistência do concreto e, consequentemente, aumentou a demanda de água para se

conseguir a consistência desejada.

Conforme Padovan (2013), a perda da consistência de concretos produzidos com agregados

reciclados pode ser amenizada compensando a água referente à absorção do agregado

reciclado.

Em decorrência da perda de consistência do concreto, aditivos superplastificantes são

utilizados buscando garantir esta propriedade. Estes produtos são eficazes quanto à prevenção

da reaglomeração das partículas de cimento, as quais tendem a se repelir enquanto há

moléculas de superplastificante disponíveis sobre sua superfície. Apesar do efeito

significativo, os aditivos superplastificantes não modificam a estrutura da pasta de cimento

hidratada, seu efeito está apenas ligado à melhor distribuição das partículas de cimento e,

portando, melhor hidratação (NEVILLE, 2013).

2.2.1.2. Massa específica

Como mencionado no item 2.1.2.1, os agregados de resíduo de concreto são conhecidos por

possuírem massa específica menor do que os agregados naturais. Como consequência, os

concretos produzidos com ARC geralmente possuem massa específica no estado fresco e

endurecido, menor do que os concretos convencionais.

A tendência de redução da massa específica do concreto com agregados reciclados foi

confirmada por Gunçan e Topçu (1995). Os autores variaram o teor de substituição do

agregado natural por agregado de resíduo de concreto de 30 a 100%. Concluíram que a

densidade do concreto reciclado reduziu em relação ao concreto convencional no estado

fresco, conforme o aumento do teor de substituição. Os autores atribuíram essa diminuição, ao

36

fato dos agregados de resíduo de concreto possuírem uma grande quantidade de argamassa

aderida.

Nanya (2018) também identificou um decréscimo da massa específica dos concretos

produzidos com agregado de resíduo de concreto em relação ao concreto convencional. Foi

constatada uma redução de até 6% da massa específica, conforme o aumento do percentual de

substituição, sendo este de 30 a 100%.

Com base na literatura, é possível inferir que a massa específica do concreto contendo ARC

possui uma tendência de redução. Tal comportamento pode ser atribuído à quantidade de

argamassa aderida ao agregado reciclado. Sendo assim, quanto maior o teor de substituição,

maior será a quantidade de argamassa antiga presente no concreto, e consequentemente menor

será sua massa específica.

2.2.2. Propriedades mecânicas do concreto com ARC

2.2.2.1. Resistência à compressão

A resistência e o desempenho final do concreto são diretamente influenciados pelos materiais

que o constituem. Sendo assim, considerar as características dos agregados é fundamental

quando se deseja realizar uma análise das propriedades do concreto, considerando que até

80% de toda a mistura, corresponde a esses materiais.

De acordo com Padovan (2013), a qualidade do agregado de resíduo de concreto influencia

significativamente na resistência à compressão dos novos concretos produzidos, devido ao

efeito da quantidade de argamassa neles aderidos.

Vieira e Dal Molin (2004) apontam que as características como alta porosidade e menor

resistência dos agregados graúdos reciclados, são fatores que geralmente influenciam na

resistência à compressão dos concretos com ARC, pois devido à alta porosidade, esses

agregados consequentemente apresentam altas taxas de absorção de água.

Montgomery (1998) analisou o efeito da quantidade de argamassa aderida nas partículas de

ARC na resistência à compressão do concreto. Observou que o concreto produzido com ARC

graúdo com grande quantidade de argamassa aderida, apresentou resistência à compressão,

aos 28 dias, cerca de 15% menor que o concreto convencional. Já no concreto produzido com

ARC graúdo, submetidos a um processo abrasão para redução da quantidade de argamassa

aderida, essa diferença ficou em torno de 6%.

37

Etxeberria et al. (2007) observaram que o concreto produzido com a substituição de 25% do

agregado natural por agregado de resíduos de concreto apresentou resistência à compressão

similar ao concreto convencional. Já na substituição de 100% do agregado natural por

agregado reciclado, os autores observaram um decréscimo de 20-25% da resistência à

compressão em relação ao concreto convencional, utilizando a mesma relação água/cimento

efetiva e a mesma quantidade de cimento.

Kwan et al. (2012) observaram um perfil semelhante entre o concreto com ARC e o concreto

referência no que diz respeito ao aumento da resistência à compressão com a idade, no

entanto, os resultados indicaram uma tendência decrescente na resistência à compressão em

relação ao alto teor de ARC. De acordo com os autores, a relação inversa entre o teor de ARC

e a resistência à compressão deve-se à má qualidade da antiga argamassa aderida aos

agregados reciclados, o que gerou zonas de fraqueza no concreto.

Na Tabela 2.4 está apresentada a síntese de alguns resultados de resistência à compressão em

pesquisas que utilizaram ARC substituindo o agregado graúdo natural.

Tabela 2.4 – Resultados de resistência à compressão de concretos produzidos com ARC, conforme a literatura.

Autor (ano) Relação

água/cimento

Teor de

substituição pelo

ARC (%)

Resultados

Kou e Poon (2010) 0,50 100

Aos 28 dias, o concreto com

ARC apresentou uma redução

de 11% na resistência à

compressão, em relação ao

concreto convencional. Já aos

90 dias, esta redução foi

equivalente a 9%.

Thomas et al. (2013) 0,50 20 e 50


20% de ARC apresentou uma

redução em torno de 4% na

resistência à compressão

quando comparado ao concreto

referência. Já quando o teor de

ARC foi equivalente a 50%, a

redução na resistência à

compressão ficou em torno de

6%.

Ismail e Ramli (2014) 0,41 60

O concreto com ARC

apresentou reduções de 14% e

11% da resistência à

compressão, aos 28 e 90 dias,

respectivamente, quando

comparados ao concreto

convencional nestas idades.

38

Tabela 2.4 – Resultados de resistência à compressão de concretos produzidos com ARC, conforme a

literatura. (Continuação)

Gesoglu et al. (2015) 0,43 100

O concreto com ARC

apresentou uma redução de

20,3% no valor da resistência à

compressão, aos 56 dias,


referência.

Xuan et al. (2016) 0,55 20, 40 e 100

Quando o teor de substituição

foi de 20%, nenhuma diferença

foi observada nos valores de



convencional. Quando o teor

de substituição aumentou para

40%, houve um decréscimo na

resistência à compressão de

aproximadamente 8,33%. Já

quando foi substituído

totalmente o agregado graúdo

natural por ARC, a redução na

resistência à compressão foi

em torno de 36%.

Silva (2017) 0,55 50 e 100

Foi constatada a redução de

2,63% e 5,40% na resistência à

compressão aos 28 dias, nos

concretos com 50 e 100% de

ARC, respectivamente, quando

comparados ao concreto

referência.

Dimitriou et al.

(2018) 0,48 50 e 100

Aos 28 dias observou-se uma

redução de 34,5% e 53,1% na

resistência à compressão dos

concretos compostos por ARC,

quando o teor de substituição

foi equivalente a 50 e 100%,

respectivamente.

Bhasya e

Bharatkumar (2018) 0,47 50 e 100

Aos 28 dias, foi observada uma


compressão dos concretos

preparados com ARC de 12% e

20% quando os teores de

substituição foram de 50 e

100%, respectivamente.

Nanya (2018) 0,55 30, 50 e 100


30% de ARC apresentou uma


compressão de 18,9%,

comparado ao concreto

referência. Já nos concretos

com 50 e 100% de ARC, essa

redução foi de 19,6% e 70,3%,

respectivamente.

39

2.2.2.2. Resistência à tração

A resistência à tração por compressão diametral de concretos com agregados reciclados é

governada pelas características da matriz, da zona de transição entre a pasta e os agregados e

pelas características dos agregados, sendo a aspereza e a irregularidade da superfície destes,

favoráveis a esta propriedade. Buttler (2003), observou reduções de 16 e 4% na resistência à

tração por compressão diametral de concretos com agregados reciclados, aos 7 e 28 dias de

cura, respectivamente, quando comparados ao concreto convencional.

De acordo com Leite (2001), agregados que apresentam formas mais irregulares e rugosas,

tendem a aumentar a área superficial de contato e proporciona um maior entrelaçamento dos

compostos de hidratação com os poros superficiais do material, favorecendo melhoria nas

propriedades do concreto.

Machado Jr et al. (1998) e Bazuco (1999), apontam que a utilização de agregado graúdo

reciclado não influencia na resistência à tração de concretos. De acordo com esses autores,

concretos com ARC obedecem às mesmas relações teóricas, no que se refere à resistência à

tração, que os concretos convencionais da mesma classe.

Bhasya e Bharatkumar (2018), dizem que os concretos produzidos com agregados reciclados

apresentam resistência à tração por compressão diametral reduzida devido à existência da

argamassa antiga aderida e das zonas de transição mais fracas.

Na Tabela 2.5 estão apresentados alguns resultados de resistência à tração por compressão

diametral de estudos que utilizaram agregados graúdos de resíduos de concreto na produção

de novos concretos.

40

Tabela 2.5 – Resultados de resistência à tração por compressão diametral de concretos produzidos com ARC, por

diversos autores.


água/cimento

Teor de

substituição pelo

ARC (%)

Resultados

Kou e Poon (2010) 0,50 100


ARC apresentou uma redução

de 7% na resistência à tração,

em relação ao concreto

convencional.

Moretti (2014) 0,49 30 e 50

Aos 28 dias, a resistência à

tração do concreto com 30% de

ARC foi de 3,1 MPa. Já o

concreto com 50% de ARC

apresentou resistência à tração

de 2,4 MPa. Ambos os valores

foram menores que a

resistência à tração do concreto

referência (3,3 MPa).

Gesoglu et al. (2015) 0,43 100

O concreto com ARC

apresentou resistência à tração

equivalente a 2,89 MPa aos 28

dias (21,1% menor que o

concreto referência).

Dimitriou et al.

(2018) 0,48 50 e 100

Aos 28 dias, os concretos com

substituição de 50 e 100% de

ARC apresentaram resistência

à tração iguais e equivalentes a

3,1 MPa (35,5% menor que o

concreto referência).

Bhasya e

Bharatkumar (2018) 0,47 50 e 100

Aos 28 dias, a resistência à

tração do concreto com 50% de

ARC foi equivalente a 2,59

MPa. Já o concreto com 100%

de ARC apresentou resistência

à tração de 2,53 MPa. Esses

valores foram 15% e 17,8%

menores que a do concreto

referência, respectivamente.

Nanya (2018) 0,55 30, 50 e 100

A resistência à tração aos 28

dias dos concretos com 30, 50

e 100% de ARC foram

equivalentes a 3,0 MPa, 3,0

MPa e 2,3 MPa,

respectivamente. Todos os

valores foram menores do que

a resistência à tração do

concreto referência (4,0 MPa).

41

2.2.2.3. Módulo de elasticidade

De acordo com Mehta e Monteiro (2014), as características elásticas de qualquer material são

uma medida de sua rigidez. Conforme os autores, apesar de um comportamento não linear do

concreto, é necessário estimar o módulo de elasticidade (relação entre tensão aplicada e a

deformação instantânea, dentro de um limite proporcional adotado), para que se possa obter,

além do conhecimento das tensões induzidas pelas deformações associadas aos efeitos

ambientais, o cálculo das tensões de projeto sob carga.

Conforme os autores supracitados, as relações tensão-deformação do concreto são complexas,

primeiramente pelo fato dele não ser um material verdadeiramente elástico e, depois, pelo fato

de que nem as deformações nem as restrições são uniformes ao longo da peça de concreto.

Segundo Vogt (2006), vários fatores podem afetar o módulo de elasticidade, entre eles as

características das matérias primas. Em materiais heterogêneos como o concreto, a massa

específica, a fração volumétrica e o módulo de deformação dos principais componentes, além

das zonas de transição, são os principais fatores responsáveis pela determinação do

comportamento elástico (MEHTA e MONTEIRO, 2014).

Barbosa e Geyer (2010) dizem que o tipo de agregado graúdo e o nível de resistência adotada

na dosagem do concreto são fatores que definem o resultado do módulo de elasticidade do

concreto.

Gómez-Soberón (2002) observou a diminuição do módulo de elasticidade do concreto com

ARC, e verificou que essa redução estava associada ao aumento da porosidade do concreto

em consequência do aumento do teor de substituição do agregado graúdo natural por

agregado reciclado.

Ismail e Ramli (2014) atribuem a redução do módulo de elasticidade do concreto produzido

com ARC à porosidade e ao baixo módulo de elasticidade dos agregados graúdos de resíduos

de concreto em comparação ao agregado natural.

Na Tabela 2.6 estão apresentados alguns valores de módulo de elasticidade obtidos em

estudos que produziram de concretos com ARC.

42

Tabela 2.6 – Valores de módulo de elasticidade de concretos produzidos com ARC, por diversos autores.


água/cimento

Teor de

substituição pelo

ARC (%)

Módulo de elasticidade (GPa)

Thomas et al. (2013) 0,50

0

20

50

28 dias

37,5

36,0

33,5

Ismail e Ramli (2014) 0,41

0

60

28 dias

36,0

31,9

Gesoglu et al. (2015) 0,43

0

100

56 dias

23,6

20,5

Xuan et al. (2016) 0,55

0

20

40

100

28 dias

29,8

29,0

28,2

23,0

Dimitriou et al.

(2018) 0,48

0

50

100

28 dias

27,3

25,4

20,1

Bhasya e

Bharatkumar (2018) 0,47

0

50

100

28 dias

34,3

30,6

27,9

Nanya (2018) 0,55

0

30

50

100

28 dias

39,9

30,3

29,6

23,2

2.3. Tratamentos em Agregados de Resíduos de Concreto (ARC)

Na busca de melhorar a qualidade dos agregados de resíduos de concreto, várias técnicas vêm

sendo desenvolvidas na literatura. De acordo com Purushothaman et al. (2015), os métodos de

melhorias podem ser divididos em duas categorias. Uma das categorias objetiva remover as

partículas de argamassa que estão aderidas aos agregados reciclados. Já a outra busca

modificar a superfície dos agregados reciclados.

A remoção das partículas de argamassa dos ARC pode ser realizada através de métodos

mecânicos, entre eles destaca-se o uso do aparelho de teste abrasão Los Angeles. Já a

modificação da superfície do agregado ocorre através da aplicação uniforme de aglutinantes

em sua superfície (PURUSHOTHAMAN et al., 2015).

43

Na Tabela 2.7 está apresentada a síntese de alguns estudos que utilizaram o agregado de

resíduo de concreto após tratamento mecânico na dosagem do novo concreto.

Tabela 2.7 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC após processo de tratamento mecânico.

Autor (ano) Característi-

cas da dosagem

Equipamento usado

no tratamento

Resultados

Purushotha-

man et al.

(2015)

Relação a/c:

0,45

Teor de

substituição de

ARC: 100%

Los Angeles durante

5 minutos

Ganho na resistência à compressão

aos 28 dias de 15,3% e aos 90 dias

de 13,5%, em relação ao concreto

com ARC não tratado.

Dimitriou et

al. (2018)

Relação a/c:

0,48

Teor de

substituição de

ARC: 50% e

100%

Misturador de

concreto com 10 rpm

durante 5 horas

Ganho de 19,7% e 32% na

resistência à compressão aos 28 dias,

para os concretos com teores de 50 e

100% de substituição,

respectivamente, em relação ao

concreto com ARC não tratado.

Pandurangan

et al. (2016)

Relação a/c:

0,45

Teor de

substituição de

ARC: 91,5%

Los Angeles com

300 rpm

Ganho na resistência à compressão

aos 28 dias de 15% em relação ao

concreto com ARC não tratado

De acordo com Purushothaman et al. (2015) e Pandurangan et al. (2016), a melhoria na

resistência à compressão dos concretos com ARC tratados é em decorrência ao fato dos

agregados tratados possuírem maior densidade e menor absorção de água devido à remoção

eficiente da argamassa aderida.

Conforme Dimitriou et al. (2018), o método de tratamento utilizando o misturador de

concreto se assemelha a um prolongado teste abrasão Los Angeles. Este procedimento é

responsável por remover grande quantidade de argamassa aderida ao ARC e ainda alguns

agregados mais fracos ou frágeis, mantendo apenas os mais fortes. O estudo destes autores

apontou que o concreto produzido com os ARC tratados além de apresentarem resultados

satisfatórios em relação às propriedades mecânicas, também obtiveram resultados positivos

no que se refere à durabilidade.

Em relação ao método de tratamento que busca modificar a superfície dos agregados

reciclados, alguns pesquisadores utilizaram abordagens diferentes para este fim. Na Tabela

2.8 está apresentada a síntese de alguns estudos que produziram concretos utilizando ARC

com a superfície modificada.

44

Tabela 2.8 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC com a superfície modificada.

Autor

(ano)

Característi-

cas da

dosagem

Princípio do tratamento Resultados

Tam et al.

(2005)

Relação a/c:

0,45

Teor de

substituição de

ARC: 20% e

30%

- Abordagem de mistura dois estágios

(two-stage mixing approach) – TSMA

1º estágio de mistura: agregados

miúdos + agregados graúdos (naturais e

reciclados) + 50% da água necessária +

cimento Portland

2º estágio de mistura: 50% da água

remanescente.

Ganho na resistência à

compressão aos 28 dias de

21,3% e 14% para o concreto

preparado com 20% e 30%

de ARC, respectivamente, na

abordagem TSMA, em

comparação ao método de

mistura normal - NMA (o

qual adiciona todos os

materiais de uma única vez).

Tam e Tam

(2008)

Relação a/c:

0,45

Teor de

substituição de

ARC: 20% e

30%


com sílica ativa – TSMAs

1º estágio de mistura: 2% de sílica ativa

substituindo o cimento (na proporção

de ARC utilizado) + ARC + 50% da

água necessária


miúdos e graúdos naturais + cimento

Portland + 50% da água remanescente.

- Abordagem TSMAs: Ganho

na resistência à compressão

aos 28 dias de 1,97% e 6,49%

para os teores de 20% e 30%

de ARC, respectivamente,

comparados ao método de

mistura convencional.


com sílica ativa e cimento – TSMAsc

1º estágio de mistura: cimento Portland

(proporcionalmente à porcentagem de

ARC) + sílica ativa (2% em

substituição ao cimento) + ARC + 50%

da água necessária


miúdos e graúdos naturais + restante do

cimento Portland + 50% da água

remanescente.

- Abordagem TSMAsc:

Melhoria na resistência à

compressão aos 28 dias de

12,87% e 6,51% para os

teores de 20% e 30% de

ARC, respectivamente,

comparando ao método de

mistura convencional.

Zhihui et al.

(2013)

Relação a/c:

0,48

Teor de

substituição de

ARC: 30%

Os ARC foram adicionados em uma

pasta de cimento Portland,

uniformemente agitados e imersos

durante o período de 5 a 10 minutos e

posteriormente foram secos ao ar

natural. Comparou-se o efeito no

concreto de 5 pastas distintas no

processo de tratamento dos ARC, com

o concreto produzido com ARC sem

tratamento.

- (1) ARC sem tratamento;

- (2) Cimento Portland e a/c de 0,5;




- (6) Cimento Portland e a/c de 1,0.

A resistência à compressão

dos concretos com ARC

tratados foram maiores do

que a do concreto com ARC

sem tratamento. Aos 28 dias,

foram obtidos os seguintes

valores:

- (1) ARC= 52,0 MPa;

- (2) ARC–0,5= 57,0 MPa;

- (3) ARC–0,6= 56,0 MPa;

- (4) ARC–0,7= 57,2 MPa;

- (5) ARC–0,8= 59,5 MPa;

- (6) ARC–1,0= 58,0 MPa.

45

Tabela 2.8 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC com a superfície modificada.

(Continuação)

Güneyisi et

al. (2014)

Relação a/agl:

0,38

Teor de

substituição de

ARC: 100%

- Imersão dos ARC em pasta de

cimento Portland e sílica ativa durante

30 minutos. Posteriormente, os ARC

foram distribuídos sobre peneiras

largas por 24 h e em seguida foram

colocados em cura úmida por 28 dias,

para posterior utilização no concreto.

O concreto preparado com

ARC tratados na pasta de

cimento e sílica apresentou


inferior ao concreto

preparado com ARC sem

tratamento.

- Abordagem de mistura dois estágios:

1º estágio de mistura: Cimento Portland

+ cinza volante + água + ARC

2º estágio de mistura: Agregados

miúdos e graúdos naturais.

O concreto preparado com

ARC tratados pelo método

dois estágios apresentou

melhorias de 13% e 10%, aos

28 e 90 dias,

respectivamente, comparado

ao concreto com ARC sem

tratamento.

Katz (2004)

Relação a/c:

0,53

Teor de

substituição de

ARC: 100%

Imersão dos ARC durante 24 horas em

uma pasta composta por água, sílica

ativa e superplastificante. Após as 24

horas, os ARC secos no forno, para a

posterior aplicação no concreto.

Melhoria aos 28 dias de 13%

a 16%, dependendo da

resistência do concreto que

deu origem ao ARC,

comparado ao concreto com

ARC sem tratamento.

De acordo com Tam et al. (2005), durante a primeira etapa de mistura, a abordagem TSMA

usa metade da água necessária para a formação de uma fina camada de pasta de cimento na

superfície do agregado reciclado, a qual irá penetrar na argamassa de cimento antiga e porosa,

preenchendo as fissuras e vazios antigos. Já no segundo estágio, a água restante é adicionada

para completar o processo de mistura do concreto.

Para Tam e Tam (2008), o método de mistura de dois estágios favorece uma melhor ligação

agregado-matriz, associada à formação de uma zona de transição menos porosa e um melhor

intertravamento entre a pasta e o agregado. Segundo Güneyisi et al. (2014), este processo gera

um concreto com microestrutura mais densa e conectada comparada ao concreto com

agregados reciclados sem tratamento.

Tam e Tam (2007) estudaram a permeabilidade à água, ao ar e à cloretos, buscando relacioná-

las à durabilidade dos concretos produzidos pela abordagem TSMA. Em relação à

permeabilidade à água, observou uma redução de 2,34% aos 28 dias de idade, da mistura

realizada pelo método TSMA com 20% de ARC em comparação à mistura realizada pelo

46

método normal (NMA). Já na permeabilidade à cloretos, foi observado uma redução de

22,78% e 0,70% da TSMA em relação à NMA, aos 28 e 98 dias, respectivamente.

Zhihui et al. (2013) observaram uma correlação linear entre a relação água/cimento e a

espessura da pasta no ARC tratado, ou seja, quanto menor a relação água/cimento, maior a

espessura do revestimento no agregado reciclado. No estudo dos autores, foi constatado que a

absorção de água dos ARC pré-revestidos diminuíram com o aumento da relação

água/cimento da pasta, enquanto a densidade aparente aumentou. De acordo com os

resultados, a pasta de revestimento muito grossa ou muito fina foram ambas ruins para a

melhoria do desempenho físico do ARC pré-revestido.

2.4. Durabilidade de concretos produzidos com ARC

De acordo com Neville e Brooks (2013), a durabilidade do concreto é um dos aspectos mais

importantes que esse material deve atender, considerando que é essencial que possua

capacidade de suportar as condições para as quais foi projetado durante a vida útil da

estrutura. Na maioria dos casos, a degradação de uma estrutura de concreto é resultado do

efeito conjunto de fatores ambientais e carregamento.

A perda da durabilidade do concreto pode estar associada a diversos fatores, podendo ser

físicos e/ou químicos. Os processos físicos incluem o desgaste superficial e a fissura. Os

processos químicos correspondem a carbonatação e a penetração de cloretos, que despassivam

a armadura; a lixiviação da pasta de cimento por soluções ácidas; a reação expansiva

envolvendo ataque por sulfato; a reação álcali-agregado; e o ataque biológico de fungos e

bactérias (MEHTA E MONTEIRO, 2014).

Segundo Santos (2006), a interação entre as estruturas de concreto armado e seu ambiente de

exposição ocorre através da penetração de agentes agressivos presentes no ambiente na forma

de gases, vapores e líquidos, por meio dos poros e fissuras do concreto. Sendo assim, essa

interação é influenciada por aspectos relacionados às características da porosidade do

concreto, à concentração das substâncias no ambiente e aos mecanismos de transporte destas

substâncias através do concreto.

Nas seções seguintes serão abordados os principais mecanismos de transporte de agentes

agressivos no concreto e o comportamento dos concretos produzidos com ARC em relação a

47

parâmetros de durabilidade, como: absorção de água, resistividade elétrica, carbonatação,

ação de cloretos e o efeito combinado de carbonatação e ação de cloretos.

2.4.1. Mecanismos de transporte de agentes agressivos no concreto

Os mecanismos de transporte de substâncias no concreto são dependentes da concentração de

agentes agressivos no ambiente, das características químicas e microestruturais do concreto e

do grau de umidade (SCHIESSL, 1987).

O transporte de líquidos e gases por um meio poroso como o concreto pode ocorrer através de

diferentes mecanismos, os quais podem se destacar como sendo os mais influentes no

fenômeno de corrosão: a permeabilidade, a absorção por sucção capilar, a difusão e a

migração iônica (RIBEIRO et al., 2014).

2.4.1.1. Permeabilidade

A permeabilidade é um fenômeno de transporte de um fluido por um meio poroso

impulsionado pela ação de pressão. Ou seja, é caracterizada pela facilidade com que um

fluido atravessa um sólido poroso sob uma diferença de pressão.

De acordo com Vilasboas (2013), podem reduzir-se a cinco as formas de penetração dos

fluidos no concreto: através da pasta de cimento hidratado, do agregado, da zona de transição

pasta-agregado, das inevitáveis fissuras e fendas e dos grandes defeitos existentes em grandes

volumes de concreto. No entanto, é na zona de transição pasta-agregado, especialmente nos

agregados graúdos, que o fluido percola com maior facilidade.

Conforme Santos (2006), a permeabilidade do concreto pode ser influenciada pelos fatores

que alteram o volume e a conectividade dos poros capilares deste material. Desta forma, a

relação água/cimento, o consumo de cimento, o teor de agregados, o emprego de adições

minerais e o grau de hidratação influenciam diretamente sobre a permeabilidade.

A permeabilidade pode ser representada por um coeficiente, o qual é uma característica do

material e independe das propriedades do líquido (KROPP et al., 1995). O coeficiente de

permeabilidade é obtido aplicando a lei de Darcy para um fluxo laminar, estacionário e não

turbulento através de um meio poroso, conforme a Equação 1:

48

(Equação 1)

Sendo:

Vf = velocidade de escoamento do fluido (m³/s);

Kh= permeabilidade hidráulica (m/s);

A= seção do meio poroso (m²);

H= altura da coluna d’água (m);

L= comprimento da amostra (m)

2.4.1.2. Absorção por sucção capilar

A absorção capilar é definida como o fluxo de um fluido devido a um gradiente de umidade.

Sendo também caracterizada como o transporte de líquidos devido à tensão superficial atuante

nos poros capilares do concreto (RIBEIRO et al., 2014).

Conforme Cascudo (1997), quanto mais elevada a tensão superficial no interior dos poros,

maior será a ascensão capilar e, quando os líquidos são altamente viscosos, torna-se mais

difícil a penetração destes nos poros do concreto.

Em geral, quanto menor o diâmetro dos capilares, maiores as pressões capilares e,

consequentemente, maior e mais rápida a absorção. É importante destacar que não há

absorção capilar em concretos saturados.

De acordo com Kropp et al. (1995), a absorção por sucção capilar é um mecanismo de

transporte importante com relação ao ingresso de cloretos no concreto. Sua atuação é

marcante nos casos em que o concreto não está saturado, de forma que se este entra em

contato com a solução salina, ela é absorvida por forças capilares. Segundo Medeiros (2008),

este tipo de mecanismo de transporte pode ser considerado um dos maiores causadores de

contaminação do concreto por cloretos, agindo onde existem condições cíclicas de

umedecimento e secagem.

2.4.1.3. Difusão

A difusão é o mecanismo de transporte de substância de um meio para outro ocasionado

devido a uma diferença de potencial químico, geralmente de concentração. Trata-se de um

processo espontâneo de transporte de massa por efeito de gradientes de concentração

proporcionado por dois diferentes meios em contato íntimo através dos quais a substância se

difunde para igualar as concentrações (RIBEIRO et al, 2014).

49

O fenômeno da difusão em concretos é influenciado por fatores como variação de

concentração de íons na superfície ao longo do tempo, variação do próprio coeficiente de

difusão devido aos íons combinados, a idade do concreto, variação da temperatura e grau de

saturação do concreto (PINTO, 2016).

Conforme Santos (2006), a difusão ocorre tanto para substâncias presentes em meio líquido

como para aquelas em meio gasoso. Os principais agentes agressivos que comprometem as

armaduras de concreto, os íons cloro e o dióxido de carbono (CO2), tem sua penetração

controlada por este fenômeno.

O fluxo por difusão por ocorrer no estágio estacionário, que é caracterizado pelo fluxo

constante das substâncias, independente do tempo e do sentido do fluxo. Neste caso, o fluxo

pode ser representado pela 1ª Lei de Fick, na qual o coeficiente de difusão no estado

estacionário (ou coeficiente de difusão efetivo) é dado pela Equação 2:

(Equação 2)

Em que, qm representa o fluxo de massa, x é a profundidade de penetração de íons, C é a

concentração e D é o coeficiente de difusão.

No entanto, sabe-se que o processo de difusão de agentes agressivos pelo concreto não é

constante, pois existem variações de concentração ao longo do tempo de exposição. Logo, é

válido associar ao fluxo por difusão no estado não estacionário, o qual é dependente do tempo

e da profundidade de penetração e pode ser representado pela 2ª Lei de Fick (Equação 3):

(Equação 3)

Geralmente, utiliza-se o coeficiente de difusão para determinar a capacidade de um concreto

em permitir a difusão dos íons cloro. Logo, o coeficiente de difusão no estado não

estacionário é o principal coeficiente de mensuração da vida útil frente ao ataque de cloretos

nas estruturas, considerando que o concreto é pouco resistente à penetração de cloretos devido

à reserva de aluminatos (C3A e C4AF) que se combinam quimicamente com o cloro (PINTO,

2016).

50

2.4.1.4. Migração iônica

A migração iônica consiste em um processo de transporte que ocorre quando existe um

potencial elétrico que possibilita o deslocamento dos íons presentes para que se neutralize o

efeito da diferença de potencial (RIBEIRO et al., 2014).

A migração iônica pode ocorrer em estruturas com passagem de corrente elétrica, como

metrôs, concretos com proteção catódica por corrente impressa, em estruturas submetidas à

extração de cloretos e à realcalinização pela aplicação de uma diferença de potencial

(NEPOMUCENO, 2005).

Alguns ensaios são baseados na migração de íons, como por exemplo, um dos ensaios mais

utilizados para determinar a resistência dos concretos à penetração de cloretos. Neste ensaio, é

aplicada uma diferença de potencial elétrico nas duas extremidades da amostra de concreto,

sendo desta forma, forçada a migração de íons de um potencial a outro. Através deste

procedimento, é possível a obtenção de forma indireta, dos coeficientes de difusão de

cloretos, abordados no item anterior (MITTRI, 2016).

É válido destacar, que todos os mecanismos de transporte de agentes agressivos mencionados,

podem ocorrer simultaneamente, intensificando ainda mais o transporte dos agentes e sendo

fundamentais no que se refere ao estudo da durabilidade de concretos em relação à

carbonatação e à ação de cloretos.

2.4.2. Absorção de água de concretos com ARC

A durabilidade das estruturas de concreto é diretamente influenciada pela permeabilidade

deste material, a qual é relacionada com a absorção de água do concreto no seu estado

endurecido. De acordo com Carrijo (2005), a permeabilidade do concreto depende

principalmente dos poros capilares, pois são estes que exercem uma menor resistência ao

movimento da água em seu interior.

Se o volume de poros for grande e eles estiverem interligados, irão consequentemente

contribuir para o deslocamento de fluidos através do concreto, de forma que a permeabilidade

será alta. Por outro lado, se os poros forem descontínuos, a permeabilidade do concreto será

baixa, mesmo com um elevado volume de poros (CARRIJO, 2005).

Segundo Levy (2001), a absorção por imersão é a técnica que melhor caracteriza a estrutura

dos poros, uma vez que permite avaliar a quantidade total de água absorvida. De acordo com

51

Alexandridou et al. (2018), o ensaio de absorção de água por imersão é utilizado para avaliar

a porosidade aberta do concreto, a qual é dependente da porosidade do agregado, do ar gerado

após a mistura e do excesso de água além da necessária à hidratação do cimento. A absorção

por capilaridade também é uma técnica utilizada para avaliação da permeabilidade, no entanto

é efetiva para análise em casos especiais, em que o concreto não esteja saturado. Conforme

Coutinho (1994), quanto menor o diâmetro dos poros em concreto maior é a sua absorção por

capilaridade.

De acordo com Sani et al. (2005), os concretos produzidos com ARC possuem como

característica uma alta quantidade de meso e macro poros, indicando assim uma maior

tendência à absorção de água e lixiviação, quando comparados aos concretos convencionais.

Pesquisas indicam que nos concretos com agregados reciclados a porosidade tende a aumentar

conforme se aumenta o teor de substituição do agregado natural por ARC, considerando que

também se aumenta o volume de poros, uma vez que o agregado reciclado é mais poroso que

o natural (GÓMEZ-SOBERÓN, 2002; ETXEBERRIA et al., 2006).

No estudo de Kwan et al. (2012), o concreto com 30% de ARC graúdo apresentou absorção

de água de 2,9%, já no concreto com 60% de ARC a absorção de água foi equivalente a 3,5%,

sendo ambas superiores à absorção do concreto com agregado graúdo natural, a qual

correspondeu a 1,8%. Na dosagem dos concretos com ARC não foi considerada a água

adicional referente à absorção de água dos agregados reciclados, sendo assim os autores

atribuíram a maior absorção dos concretos com ARC à alta capacidade de absorção dos

próprios agregados e a provável interconexão da estrutura porosa destes concretos.

Alexandridou et al. (2018) analisaram a substituição de 0, 25, 50 e 75% de agregado reciclado

no concreto, e observaram que a absorção de água aumenta linearmente com a porcentagem

de substituição, sendo esta tendência observada também no volume de poros abertos. Foi

observado um aumento de 15% da absorção por imersão e 13% do volume de poros abertos

do concreto com 25% de ARC em relação ao concreto referência. Segundo Guo et al. (2018),

o concreto com 100% de agregado reciclado pode ter cerca de 2,47 vezes maior absorção de

água por imersão do que o concreto referência.

Bhasya e Bharatkumar (2018) avaliaram a absorção de água em concretos com 50 e 100% de

substituição do agregado graúdo natural por agregado de resíduo de concreto. O concreto com

50% de ARC apresentou absorção de água por imersão de 6,1%, já no concreto com 100% de

52

ARC a absorção de água por imersão foi correspondente a 6,5%, sendo ambas superiores a

absorção do concreto convencional (4,2%). Os autores atribuíram o fato à alta capacidade de

absorção do próprio agregado reciclado.

2.4.3. Resistividade elétrica

A resistividade elétrica é a propriedade do concreto responsável por caracterizar a sua

capacidade de resistir à passagem da corrente elétrica. De acordo com Santos (2006), esta

propriedade é relacionada à permeabilidade de fluidos e à difusividade de íons através dos

poros do material e, no caso do concreto, está intimamente relacionada à velocidade do

processo de corrosão das armaduras.

A técnica trata de medir a maior ou menor facilidade com que uma corrente elétrica (alternada

ou contínua) atravessa o concreto. A maior facilidade na passagem da corrente elétrica através

do concreto significa, geralmente, contaminação por sais, porém também pode ser maior

quantidade de água retida na estrutura intersticial do concreto. Um valor de resistividade

reduzido indica maior facilidade no transporte de cargas elétricas das zonas catódicas para as

anódicas, o que implica, caso a armadura esteja despassivada, maior velocidade do processo

corrosivo da armadura (RIBEIRO et al., 2014).

Conforme Shekarchi et al. (2004), o fluxo da corrente elétrica no concreto se dá por meio dos

íons dissolvidos na água que preenche total ou parcialmente a rede de poros interconectados

da pasta. McCarter e Watson (1997) mencionam que a condutividade ocorre através da

continuidade dos poros capilares preenchidos por água e pelas microfissuras da matriz.

Whittington et al. (1981) afirma que a passagem da corrente elétrica também pode ocorrer por

meio dos próprios produtos de hidratação do cimento (C-S-H, água adsorvida ao C-S-H, e

partículas não-hidratadas de cimento).

Devido à relação da resistividade elétrica com a microestrutura do concreto, em um concreto

saturado, esta propriedade pode ser utilizada como medida indireta da conectividade dos

poros (ANDRADE, 2004). Logo, a resistividade elétrica é influenciada pela quantidade,

tamanho e pela intercomunicabilidade dos poros da matriz e pela condutividade da solução

contida neles.

Conforme Costa e Azzi (2017), quanto mais poroso um concreto, menor será sua resistividade

elétrica e consequentemente maior a possibilidade de ocorrer a corrosão.

53

De acordo com Santos (2006), a resistividade do concreto é uma propriedade extremamente

sensível às características microestruturais do concreto. Desta forma, a proporção de materiais

na mistura, a relação água/cimento, o tipo e quantidade de agregados, o consumo de cimento e

a utilização de adições minerais e de aditivos são fatores que a influenciam, tanto por

alterarem a microestrutura da matriz quanto as características da solução dos poros. Além

disso, as características ambientais (temperatura e umidade relativa) e a ação de agentes

agressivos (penetração de cloretos e CO2) também possuem grande influência nesta

propriedade.

Segundo Sadati e Khayat (2018), o concreto com agregado reciclado tende a possuir

resistividade elétrica mais baixa. Conforme o estudo dos autores, o concreto com 50% de

ARC pode possuir resistividade elétrica até 32% menor quando comparado ao concreto

convencional. Este comportamento pode ser atribuído à maior permeabilidade, presença de

argamassa residual porosa e fissurada e a disponibilidade de zona de transições danificadas.

Além dos autores supracitados, outros pesquisadores também observaram o comportamento

de concretos com agregados reciclados no que se refere a resistividade elétrica. Na Tabela 2.9

estão apresentados alguns valores de resistividade elétrica encontrados na literatura.

Tabela 2.9 – Valores de resistividade elétrica de concretos produzidos com ARC, por diversos autores.

Autor

(ano)

Absor-

ção de

água do

ARC

(%)

a/c

Teor de

substi-

tuição

pelo

ARC (%)

Resistividade elétrica (kΩ.cm)

28 dias 63 dias 91 dias 114 dias

Nogueira

(2015) - 0,53

0

50

R.E.S.(a)

22,8

21,4

R.E.S.(a)

26,8

26,3

- -

Singh e

Singh

(2016)

5,35 0,45(c)

0

25

50

R.E.S.(a)

11,8

10,0

7,8

- - -

Silva

(2017) 6,50 0,55

0

50

100

- -

R.E.S.(a)

12,0

11,0

9,0

-

Nanya

(2018) 5,85 0,55

0

30

50

- - -

R.E.S(a)

14,4

12,8

11,9

R.E.V.(b)

7,82

6,27

6,18 Notas: (a)

R.E.S. = Resistividade Elétrica Superficial (b)

R.E.V. = Resistividade Elétrica Volumétrica (c)

Relação água/aglomerante. Foi utilizada uma mistura binária de aglomerante de cimento Portland e cinzas

volantes.

54

2.4.4. Carbonatação

De acordo com Silva (2007), uma das manifestações patológicas mais frequentes em

estruturas de concreto armado é a corrosão das armaduras, sendo a carbonatação um dos

fatores causadores. A carbonatação é responsável por reduzir o pH do concreto e por

despassivar a armadura, que quando despassivada e em presença de umidade desenvolve o

processo de corrosão, comprometendo desta forma a segurança e durabilidade das estruturas.

A carbonatação é um processo físico-químico em que o dióxido de carbono – CO2 – presente

no ar penetra no concreto através da difusão e reage quimicamente com o hidróxido de cálcio

- Ca(OH)2, o que leva à formação do carbonato de cálcio – CaCO3 – e causa a redução na

alcalinidade do concreto (RICHARDSON, 1988). É necessária a presença de determinada

concentração de CO2 e certo teor de umidade na atmosfera, para que este processo aconteça

(MAZZA, 2015).

Conforme Taylor (1990), a partir do momento que o CO2 penetra no concreto, ocorre sua

dissolução na água dos poros da pasta de cimento, levando a formação do ácido carbônico

(Equação 4). A dissolução dos aluminatos e silicatos hidratados formados no processo de

hidratação do cimento torna a alcalinidade da água contida nos poros da pasta de cimento

Portland alta (com pH entre 13 e 14), o que ocorre devido às hidroxilas e íons Ca2+

(Equação

5). Com isso, esses álcalis de cálcio (Ca2+

) reagem com os íons carbonatos oriundos do CO2,

levando a formação do carbonato de cálcio (Equação 6), no qual o pH é aproximadamente 9,

havendo, desta forma, um conversão dos compostos hidratados em elementos menos

alcalinos.

H2O + CO2 → HCO3- + H

+ → 2H

+ + CO3

2- (Equação 4)

Ca(OH)2 → Ca2+

+ 2OH-

(Equação 5)

Ca2+

+ 2OH- + 2H

+ + CO3

2- → CaCO3 + 2H2O (Equação 6)

Segundo Taylor (1990), a carbonatação em si não representa ação agressiva, apesar de poder

contribuir com a retração e causar fissuras superficiais, principalmente em corpos de prova de

pequenas dimensões. A reação que transforma o hidróxido de cálcio – Ca(OH)2 – em

carbonato de cálcio – CaCO3 – algumas vezes aumenta a resistência do concreto e reduz a

porosidade. No entanto, o efeito maléfico da carbonatação decorre da redução do pH do

55

CaCO3, o que altera as condições de estabilidade química da película passivadora do aço,

podendo originar o processo corrosivo.

A carbonatação é influenciada por vários fatores, entre eles a umidade relativa do ambiente,

sendo mais intensa em ambientes com umidade relativa de 50 a 70%; saturação dos poros da

matriz cimentícia; porosidade do concreto; relação água/cimento e presença de fissuras no

concreto (NEVILLE, 2013).

O processo de carbonatação ocorre de forma lenta em condições ambientais, devido à baixa

concentração de CO2, em torno de 0,03 a 1%. Com isso, a maioria dos pesquisadores utilizam

sistemas de ensaios acelerados, os quais submetem o concreto a teores elevados de CO2 e

permite um controle rígido das condições de exposição, fornecendo resultados rápidos em

relação ao comportamento do material à ação do CO2 (RICHARDSON, 1988; TAYLOR,

1990).

De acordo com Rebmann (2011), vários parâmetros interferem nos ensaios acelerados, entre

eles: a concentração de CO2, a umidade do ambiente, a temperatura, a cura do concreto, o

formato do corpo de prova e a condição de umidade interna em que se encontra o corpo de

prova antes e durante os ensaios.

Algumas pesquisas apontam que o aumento do teor de substituição do agregado graúdo

natural por ARC gera uma frente de carbonatação maior na microestrutura cimentícia, quando

comparado ao concreto convencional. Este fato deve-se a maior porosidade da argamassa

aderida ao ARC graúdo (DILLMAN, 1998; SAGOE-CRENTSIL et al., 2001; RAO et al.,

2007).

Gomes e Brito (2009) avaliaram a resistência à carbonatação de misturas com 50% de ARC e

verificaram um aumento de 10% da profundidade de carbonatação, em relação ao concreto

referência.

Conforme Silva et al. (2015), espera-se que a incorporação de 100% ARC graúdo resulte em

aumentos na profundidade de carbonatação de 20 a 80% em comparação ao concreto

convencional. Os autores mencionam que essa variação depende de vários fatores

relacionados à argamassa aderida à superfície do ARC, como: quantidade, relação

água/cimento do concreto de origem, tipo de cimento, entre outros.

56

Na Tabela 2.10 estão apresentados alguns valores de profundidade de carbonatação em

concretos que utilização ARC substituindo parcial ou totalmente o agregado graúdo natural.

Tabela 2.10 – Valores de profundidade de carbonatação de concretos produzidos com ARC, conforme alguns

autores.

Autor (ano)

Absorção

de água do

ARC (%)

Teor de substituição

pelo ARC (%)

Profundidade de carbonatação (mm)

28 dias 56 dias 63 dias 91 dias

Pedro et al.

(2015) 6,90

0

100

10,0

12,0

12,0

14,0 -

17,0

19,0

Bravo et al.

(2015) 6,40

0

25

50

100

4,5

5,1

5,2

5,5

5,2

5,6

6,5

8,8

-

6,6

8,2

9,5

10,0

Kou e Poon

(2012) 4,26

0

20

50

100

5,6

6,2

6,8

7,8

- -

10,2

10,8

11,7

12,7

Silva (2017) 6,50

0

50

100

- -

2,70

4,43

7,19

-

Nanya (2018) 5,85

0

30

50

1,16

1,51

1,52

- - -

Alexandridou et

al. (2018) -

0

25

50

75

-

2,0

3,5

3,0

4,2

-

4,7

4,8

5,0

6,3

2.4.5. Ação de cloretos

De acordo com Aïtcin (2000), a penetração de íons cloro é provavelmente um dos fenômenos

mais devastadores que atingem as estruturas de concreto. Ao atingirem as armaduras, os íons

cloro causam o processo acelerado de corrosão. Logo, a corrosão se processa através da

produção de produtos expansivos, gerando microfissuras que permitem o ingresso adicional

de cloretos, acelerando o processo até que ocorra o lascamento do cobrimento.

Os íons cloro são originados de produtos que entram em contato com o concreto, como, por

exemplo, produtos de limpeza, água do mar, respingos e névoa relacionados ao ambiente

marinho, sais de degelo a base de cloretos, uso de água de amassamento contaminada,

agregados de origem marinha, contato com água ou solo contaminado e aceleradores de pega

a base de cloretos (SILVA, 2006).

57

A ABNT NBR 12655:2015 estabelece um teor máximo de cloretos no concreto, através de

um percentual sobre a massa do cimento, conforme as condições de serviço da estrutura. É

importante ressaltar que esta norma considera a contribuição de todos os componentes do

concreto quanto à presença de cloretos. Na Tabela 2.11 estão apresentados os limites descritos

na referida norma.

Tabela 2.11 – Teores máximos de cloretos permitidos no concreto (Fonte: ABNT NBR 12655:2015).

Classe de

agressividade

Condições de serviço da

estrutura

Teor máximo de

cloreto no concreto

(% sobre a massa de

cimento)

Todas Concreto protendido 0,05

III e IV

Concreto armado exposto a

cloretos nas condições de serviço da

estrutura

0,15

II

Concreto armado não exposto

a cloretos nas condições de serviço

da estrutura

0,30

I

Concreto armado em brandas

condições de exposição (seco ou

protegido da umidade nas condições

de serviço da estrutura)

0,40

Os fatores influentes na velocidade e profundidade de penetração estão ligados, sobretudo, à

permeabilidade do concreto, cimento utilizado e nas condições de saturação do concreto.

De acordo com Ribeiro et al. (2014), o processo de ingresso e progressão dos cloretos no

concreto pode ser explicado por ação de um mecanismo duplo. Quando os íons cloro provêm

do meio externo, eles são absorvidos pelo concreto, primordialmente, por absorção capilar na

camada mais externa. Em seguida, eles penetram por difusão devido ao gradiente de

concentração de íons.

Os cloretos se apresentam em três formas no concreto: quimicamente ligado ao C3A,

formando o sal de Friedel (cloro-aluminato de cálcio – C3A.CaCl2.10H2O); adsorvido na

superfície dos poros; e sob a forma de íons livres. São os cloretos livres que causam danos ao

concreto e originam o processo de corrosão das armaduras. De modo geral, os cloretos são

responsáveis por provocarem a acidificação local da armadura, desestabilizando a película

passivadora e gerando a dissolução do aço com atuação ativa dos íons cloro, conforme as

Equações 7 e 8 (CASCUDO, 1997; RIBEIRO et al., 2014).

58

Fe3+

+ 3Cl- → FeCl3 + H20 (Equação 7)

FeCl3 + 3OH- → 3Cl

- + Fe(OH)3 (Equação 8)

De acordo com as reações (Equações 7 e 8), o ataque por cloretos pode destruir a película

passivadora proporcionada pelo meio alcalino e acelerar permanentemente a corrosão, sem

consumir-se, permitindo, desta forma, que o mecanismo prossiga rapidamente. Segundo

Helene (1993), eles são capazes de destruir a camada passivadora da armadura mesmo em

condições de pH elevado.

A ação dos cloretos na camada passivadora ocorre pontualmente, sendo que a corrosão

acontece em forma de pites, através da formação de cavidades que podem vir a romper a

seção do aço (BAROGHEL-BOUNY et al., 2014).

O mecanismo de difusão de cloretos acontece de maneira comparável ao da carbonatação,

sendo dependente principalmente da porosidade da matriz cimentícia. Com isso, estudos

revelam que a crescente incorporação de ARC graúdo tende a gerar maiores profundidades de

penetração de íons cloro (PEDRO et al., 2015; SILVA et al., 2015; PEDRO et al., 2017).

De acordo com o estudo de Bravo et al. (2015), a utilização de agregados reciclados no

concreto indicam um aumento do coeficiente de migração de cloretos em relação ao concreto

convencional. Foi observado nesse estudo que o aumento do período de cura das misturas

levou a uma diminuição na penetração de cloretos. Conforme Kou e Poon (2012), essa

diminuição é decorrente do aumento no volume de produtos de hidratação, os quais formam

regiões impermeáveis, gerando uma maior resistência à penetração de cloretos. Na Tabela

2.12 estão apresentados alguns resultados de estudos que realizaram o ensaio de migração de

cloretos em concretos contendo ARC.

59

Tabela 2.12 – Resultados de diversos autores obtidos a partir da realização do ensaio de migração de cloretos em

concretos produzidos com ARC.

Autor (ano)

Absorção de

água do ARC

(%)

Teor de

substituição pelo

ARC (%)

Resultados

Carga de penetração de cloretos (Coulombs)

28 dias 90 dias

Kou e Poon

(2010)

7,76

0

100

3200

4900

2900

3600

Kou e Poon

(2012) 4,26

0

20

50

100

6200

6400

6700

6950

5000

5100

5300

5600

Kou e Poon

(2013) 7,19

0

50

100

6300

6800

6980

4250

4900

5060

Dimitriou et al.

(2018) 7,20

0

50

100

3473

4154

5248

-

Bhasya e

Bharatkumar

(2018)

4,80

0

50

100

2232

3197

3386

-

Bravo et al.

(2015) 6,40

0

25

50

100

Coeficiente de migração de cloretos (x10-12

m²/s)

28 dias 91 dias

-

12,5

13,3

14,4

17,1

Silva (2017) 6,50

0

50

100

6,58

8,01

13,21

-

Nanya (2018) 5,85

0

30

50

Profundidade de penetração de cloretos (mm)

28 dias 91 dias

12,1

15,3

16,3

6,5

8,4

9,3

60

2.4.6. Efeito combinado de carbonatação e ação de cloretos

A deterioração das estruturas de concreto decorrente da corrosão das armaduras é iniciada

tanto pela a ação do CO2 quanto pelo ataque de cloretos, ambos responsáveis por

despassivarem as armaduras. Geralmente, o que ocorre na realidade, é o efeito combinado

desses dois agentes agressivos, ou seja, tanto o ingresso de cloretos quanto a carbonatação

podem atuar simultaneamente ou em sucessão em estruturas de concreto.

Quando os agentes agressivos agem de forma combinada, dependendo da ordem de atuação, o

concreto apresenta comportamentos distintos. Ou seja, o concreto apresenta um

comportamento específico quando sofre o ataque de cloretos seguido da carbonatação e outro

quando a carbonatação age primeiro e em seguida ocorre a penetração de cloretos. Aqui será

abordado o último comportamento (carbonatação seguida do ataque de cloretos) por ser o

foco deste trabalho.

De acordo com Bolina (2008), o concreto é capaz de combinar cloretos com os aluminatos

existentes no cimento e nas adições, formando um composto estável e sem agressividade ao

concreto, o chamado sal de Friedel. No entanto, após o processo de carbonatação (quando o

pH da pasta apresenta-se mais baixo), o concreto não possui a mesma capacidade de combinar

cloretos como antes. Com isso, ao iniciar a carbonatação, o pH da estrutura diminui e,

consequentemente, os cloretos combinados começam a se desestabilizar e se separar dos

aluminatos. Sendo assim, estes cloretos retornam para a solução porosa do concreto gerando

um meio concentrado de cloretos livres no interior dos capilares e acelerando o processo de

difusão de cloretos.

Segundo Zhu et al. (2016), os íons cloro liberados no interior dos poros, decorrente da ação

combinada, aumentam a concentração de cloretos livres de forma mais significativa do que a

difusão simples que ocorre da superfície para o interior.

Wang et al. (2017) mencionam como sendo efeito da ação combinada, o aumento da

concentração de cloretos em maiores profundidades devido ao refinamento dos poros

ocasionado pela carbonatação, o qual pode facilitar a absorção capilar dos íons cloro no

concreto.

Nanya (2018) analisou o efeito combinado de carbonatação seguida de migração de cloretos

em concretos com 0, 30 e 50% de substituição do agregado natural por ARC. Foi constatado

61

um aumento na profundidade de penetração de cloretos em todos os concretos aos 91 dias,

quando comparado à ação isolada de íons cloro nesta mesma idade.

62

3. METODOLOGIA

Neste capítulo são apresentados os procedimentos para o desenvolvimento do programa

experimental, estruturado conforme os objetivos propostos no trabalho. Os procedimentos

foram divididos em três etapas: a etapa 1 compreende a caracterização dos materiais, a etapa 2

trata da dosagem dos concretos e a etapa 3 é referente aos ensaios realizados para a avaliação

das propriedades mecânicas e de durabilidade. O programa experimental foi realizado no

Laboratório de Ensaios de Materiais (LEM – UnB), com exceção do ensaio de carbonatação

acelerada, que foi realizado no Laboratório de Estruturas (LABEST – UnB), do ensaio de

resistividade elétrica, o qual foi realizado no Laboratório Aberto de Brasília (LAB – UnB) e

do ensaio de microscopia eletrônica de varredura, o qual foi realizado no Laboratório de

Estudos Geocronológicos da Universidade de Brasília. O organograma apresentado na Figura

3.1 destaca cada etapa do programa experimental, os quais serão detalhados nos itens

seguintes.

A pesquisa experimental trata-se da manipulação de variáveis, possibilitando o estudo da

relação entre causas e efeitos de um determinado fenômeno. Desta forma, para alcançar os

resultados planejados, pesquisadores se apropriam de aparelhos e instrumentos que são

capazes de tornar perceptíveis as relações existentes entre as variáveis envolvidas no estudo

(RAMPAZZO, 2005).

Em um estudo podem ser definidas as variáveis independentes e dependentes. As variáveis

independentes são aquelas que influenciam ou são consideradas a causa de um determinado

fenômeno. Já as variáveis dependentes são consideradas como sendo o efeito, ou seja,

consiste nas respostas a serem obtidas em virtude das variáveis independentes.

Desta forma, as variáveis independentes deste estudo são: o tipo de tratamento nos ARC

(moagem dos ARC, abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland e

abordagem de mistura dois estágios com 100% de cimento Portland) e o teor de substituição

de ARC (0%, 20% e 50%). Já as variáveis dependentes, consideradas como respostas do

programa experimental são: as propriedades dos concretos no estado fresco, propriedades

mecânicas, alguns parâmetros de durabilidade e a zona de transição interfacial. Na Tabela 3.1

estão apresentadas as variáveis independentes e dependentes.

63

Figura 3.1 – Organograma com as etapas do programa experimental.

PROGRAMA EXPERIMENTAL

ETAPA 1

Caracterização dos Materiais

ETAPA 2

Dosagem dos

Concretos

ETAPA 3

Ensaios

AGLOMERANTE

- CP V - ARI

AGREGADO

MIÚDO NATURAL

- Areia

AGREGADO

GRAÚDO

RECICLADO

- Agregado de

Resíduo de Concreto

(ARC)

ADITIVO

- Superplastificante

Glenium 51

- Massa específica

- Índice de finura (Peneira de 75 µm)

- Tempo de início e fim de

pega

- Resistência à compressão

- Fluorescência de raios-X

ANÁLISE DO

EFEITO DA

MOAGEM DOS

ARC

- CREF

- CARC20-SM

-CARC20-M

-CARC50-SM

-CARC50-M

ANÁLISE DO

TEOR DE

CIMENTO

PORTLAND NA

PRIMEIRA

ETAPA DA

ABORDAGEM DE

MISTURA DOIS

ESTÁGIOS

-CREF

-CARC20-M

-CARC20-M-

DE100

-CARC20-M-DE25

- Massa unitária

- Massa específica

- Determinação da

composição granulométrica

ESTADO FRESCO

- Massa específica

-Consistência pelo

abatimento do

tronco de cone

PROPRIEDADES

MECÂNICAS

- Resistência à

compressão simples

- Resistência à

tração por

compressão

diametral

- Módulo estático

de elasticidade à

compressão

DURABILIDADE

- Absorção de água

por imersão


por capilaridade

- Resistividade

elétrica

(volumétrica e

superficial)

- Carbonatação

acelerada

- Migração de

cloretos no estado

não estacionário

- Efeito combinado

carbonatação

acelerada/migração

de cloretos

- Massa específica


Dados do fabricante

- Aspecto/Cor

- pH

- Massa específica

AGREGADO

GRAÚDO

NATURAL

- Brita 12,5 mm

- Brita 19,0 mm

- Massa específica

- Determinação da

composição granulométrica

ANÁLISE DO

EFEITO DA

ABORDAGEM DE

MISTURA DOIS

ESTÁGIOS EM

CONCRETOS

COM

DIFERENTES

TEORES DE ARC

-CREF

-CARC20-M

-CARC20-M-DE25

-CARC50-M

-CARC50-M-DE25

ZONA DE

TRANSIÇÃO

INTERFACIAL

- Microscopia

Eletrônica de

Varredura

64

Tabela 3.1 – Variáveis independentes e dependentes do programa experimental.

Variáveis independentes Variáveis dependentes

Tipo de

tratamento

nos ARC

Teor de

substi-

tuição

(%)

Esta-

do

fresco

Propriedades

mecânicas Durabilidade

Zona

de

transi-

ção

interfa-

cial

Sem

tratamento 0%

Mas

sa e

spec

ífic

a

Consi

stên

cia

pel

o a

bat

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ron

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e co

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Res

istê

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ssão

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com

pre

ssão

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ral

Módulo

est

átic

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ade

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mp

ress

ão

Abso

rção

de

água

po

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Abso

rção

de

água

por

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Res

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ade

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al)

Car

bonat

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igra

ção

de

clore

tos

Mic

rosc

opia

Ele

trônic

a de

Var

red

ura

Sem moagem 20%

Com moagem 20%

Com moagem

e mistura dois

estágios com

25% de

cimento

Portland

20%

Com moagem

e mistura dois

estágios com

100% de

cimento

Portland

20%

Sem moagem 50%

Com moagem 50%

Com moagem

e mistura dois

estágios com

25% de

cimento

Portland

50%

Na Tabela 3.2 está apresentada a quantidade de corpos de prova utilizados para a realização

de cada ensaio. Foram utilizados no total de 192 corpos de prova cilíndricos de 10 x 20 cm.

65

Tabela 3.2 – Quantidade de corpos de prova moldados para a realização dos ensaios.

Ensaios Amostras por

idade

Idades Traços Total Dimen-

sões (cm)

Resistência à compressão simples 3 3 8(a)

72 10 x 20

Resistência à tração por compressão

diametral

3 1 6 18 10 x 20

Módulo estático de elasticidade à

compressão

3 1 6 18 10 x 20

Absorção de água por imersão 3 1 6 18 10 x 20

Absorção de água por capilaridade 3 1 6 18 10 x 20

Migração de cloretos no estado não

estacionário

4 2 6 24 10 x 20(b)

Carbonatação acelerada 1 2 6 12 10 x 20

Efeito combinado de carbonatação

acelerada e migração de cloretos

4 1 6 12 10 x 20(b)

Notas: (a)

Os concretos CARC20-SM e CARC50-SM só foram analisados por meio do ensaio de resistência à

compressão simples, por isso é o único ensaio que foi realizado nos 8 traços. (b)

Para a realização dos ensaios de migração de cloretos no estado não estacionário e efeito combinado

de carbonatação acelerada e migração de cloretos, foram moldados 36 corpos de prova cilíndricos 10

x 20 cm para extrair 72 amostras cilíndricas 10 x 5 cm, conforme recomendações da norma NT

BUILD 492:2011.

Obs.: Para a realização dos ensaios de resistividade elétrica volumétrica e superficial foram utilizados

os mesmos corpos de prova moldados para o ensaio de resistência à compressão simples.

3.1. Materiais e métodos

Nos itens a seguir serão descritos os materiais utilizados na pesquisa e os respectivos métodos

para a caracterização dos mesmos.

3.1.1. Aglomerante

Foi utilizado como aglomerante o Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V – ARI),

conforme a ABNT NBR 16697:2018. A escolha deste aglomerante se deu com o objetivo de

se utilizar o cimento com maior porcentagem de clínquer disponível no mercado, ou seja, o

mais puro possível. Na Tabela 3.3 estão apresentados os métodos utilizados para a

caracterização deste material. Além dos métodos de caracterização física, foi realizado o

ensaio de caracterização química através da fluorescência de raios-x (FRX).

66

Tabela 3.3 – Métodos de ensaios para a caracterização física do aglomerante.

Caracterização física Método de ensaio

Massa específica ABNT NBR 16605:2017

Índice de Finura por meio da peneira 75

µm ABNT NBR 11579:2012

Índice de consistência ABNT NBR NM 65:2003

Tempo de pega ABNT NBR NM 65:2003

Resistência à compressão simples ABNT NBR 7215:1997

3.1.2. Agregado miúdo natural

O agregado miúdo utilizado na pesquisa foi a areia lavada de rio. Na Tabela 3.4 estão

apresentados os métodos de ensaios adotados para a caracterização deste material.

Tabela 3.4 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado miúdo natural.


Massa unitária ABNT NBR NM 45:2006

Massa específica ABNT NBR NM 52:2009

Composição granulométrica ABNT NBR NM 248:2003

3.1.3. Agregado graúdo natural

Buscando obter uma maior compacidade entre os agregados graúdos, optou-se pela realização

da composição de agregados, em que a proporção ótima de cada fração foi determinada

utilizando o ensaio de massa unitária no estado compactado. Os agregados graúdos naturais

utilizados na pesquisa foram provenientes da britagem de rocha calcária com dimensões

máximas de 12,5 mm e 19 mm, sendo os mesmos adquiridos no mercado local de Brasília –

DF. Na Tabela 3.5 estão apresentados os métodos de ensaios utilizados para a caracterização

destes materiais, seguindo suas respectivas recomendações normativas.

Tabela 3.5 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado graúdo natural.


Composição granulométrica ABNT NBR NM

248:2003

Massa específica (g/cm³) ABNT NBR NM

52:2009

67

3.1.4. Agregado graúdo reciclado

Nesta pesquisa foi utilizado como agregado graúdo reciclado o resíduo de concreto (ARC),

proveniente do fornecedor Areia Bela Vista, localizado em Sobradinho, região norte de

Brasília – DF. Estes agregados foram utilizados para substituir parcialmente o agregado

graúdo natural.

Na Figura 3.2 estão apresentados os agregados graúdos reciclados, os quais são compostos

majoritariamente por resíduo de concreto.

Figura 3.2 – Agregado graúdo de resíduo de concreto (ARC).

Na Tabela 3.6 estão apresentados os métodos de ensaios utilizados para a caracterização física

dos agregados graúdos reciclados.

Tabela 3.6 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado graúdo reciclado.


Massa específica ABNT NBR NM 53:2009

Absorção de água ABNT NBR NM 53:2009

3.1.5. Aditivo

Buscando diminuir a quantidade de água necessária e manter a trabalhabilidade, foi utilizado

o aditivo superplastificante Glenium 51®, à base de éter policarboxílico modificado. O

68

aditivo possui como base um único polímero éter policarboxílico com longas cadeias laterais,

o qual atua como dispersante do material cimentício. As características deste aditivo foram

fornecidas pelo fabricante.

3.1.6. Água de amassamento

Para a produção dos concretos, foi utilizada água de amassamento de acordo com a ABNT

NBR 15900-1:2009, fornecida pela companhia de abastecimento de água da região, isenta de

impurezas visíveis.

3.2. Dosagem do concreto e moldagem dos corpos de prova

A dosagem dos concretos foi realizada buscando analisar o efeito da substituição volumétrica

parcial do agregado graúdo natural por agregado graúdo reciclado, além da utilização de

tratamentos nestes. A dosagem nesta pesquisa foi baseada no método IPT/EPUSP de Helene

e Terzian (1992), utilizando a relação água/cimento de 0,50.

Foi executado, inicialmente, um traço piloto buscando determinar o teor de argamassa ideal,

sendo este de 52%. Posteriormente, com o teor de argamassa ideal fixado, e a consistência

pelo abatimento do tronco de cone em 150 ± 10 mm, foram determinados os demais traços.

Para atingir a consistência desejada, foi necessária a utilização de aditivo superplastificante,

sendo determinado o teor de 0,38% para todos os traços, calculado sobre a massa de cimento

utilizada.

Foram produzidos oito traços de concreto, os quais foram denominados como: CREF,

CARC20-SM, CARC20-M, CARC20-M-DE25, CARC20-M-DE100, CARC50-SM,

CARC50-M e CARC50-M-DE25. Na Tabela 3.7 estão apresentadas as nomenclaturas dadas

aos concretos e suas respectivas características.

69

Tabela 3.7 – Nomenclatura e características dos traços.

Traço Característica

CREF Concreto referência (sem ARC).

CARC20-SM Concreto com 20% de ARC sem moagem (SM).

CARC20-M Concreto com 20% de ARC com moagem (M).

CARC20-M-DE25 Concreto com 20% de ARC, com moagem (M), utilizando o método de mistura

dois estágios (DE) com 25% de cimento Portland.

CARC20-M-

DE100

Concreto com 20% de ARC, com moagem (M), utilizando o método de mistura


CARC50-SM Concreto com 50% de ARC sem moagem (SM).

CARC50-M Concreto com 50% de ARC com moagem (M).

CARC50-M-DE25 Concreto com 50% de ARC, com moagem (M), utilizando o método de mistura


Na definição dos traços com agregados de resíduo de concreto, o agregado graúdo natural foi

substituído parcialmente por ARC nos teores de 20% e 50%, em volume. Os teores de

substituição foram determinados baseados na literatura (conforme a Tabela 2.3), e foram

realizados considerando a curva de distribuição granulométrica do agregado graúdo natural,

sendo substituído nas proporções correspondentes a cada fração granulométrica. A

substituição foi realizada considerando a curva de distribuição granulométrica, buscando

manter o mesmo fator de empacotamento dos agregados.

A substituição dos agregados graúdos ocorreu em volume, considerando que o valor de massa

específica do agregado reciclado é inferior à do agregado natural. Desta forma, se a

substituição ocorresse em massa, haveria um volume maior de ARC, sendo necessária uma

maior quantidade de cimento Portland, água e aditivo superplastificante para produzir

concretos semelhantes ao concreto referência. Para se obter a quantidade necessária de

agregados reciclado, foi utilizada a Equação 9.

(Equação 9)

Sendo:

Marc = Massa do ARC (kg);

Mag.nat = Massa do agregado graúdo natural (kg);

arc = Massa específica do ARC (kg/cm³);

ag.nat = Massa específica do agregado graúdo natural (kg/cm³).

Nos concretos com ARC se fez necessário ainda considerar a água adicional referente à

absorção total do agregado reciclado, determinada através do ensaio de absorção de água. Foi

considerado no cálculo da quantidade total de água, 100% do valor de absorção de água do

70

agregado de reciclado. Desta forma, a relação água/cimento efetiva dos traços com agregado

reciclado tornou-se maior. Na Tabela 3.8 estão apresentadas as composições de todos os

traços produzidos nesta pesquisa.

Tabela 3.8 – Composições dos traços de concreto.

Traço Cimento Areia

Agregado

graúdo

reciclado

Brita

19,0

mm

Brita

12,5

mm

Aditivo

SP (%) a/c

a/c

efetiva

Massa

específica

(kg/m³)

Consumo

de

cimento

(kg/m³)

CREF 1,00 2,12 0 2,016 0,864 0,38 0,50 0,50 2393,68 368,26

CARC20-

SM 1,00 2,12 0,539 1,613 0,691 0,38 0,50 0,5213 2332,63 359,74

CARC20-

M 1,00 2,12 0,539 1,613 0,691 0,38 0,50 0,5213 2381,75 367,31

CARC20-

M-DE25 1,00 2,12 0,539 1,613 0,691 0,38 0,50 0,5213 2294,04 353,78

CARC20-

M-DE100 1,00 2,12 0,539 1,613 0,691 0,38 0,50 0,5213 2269,47 349,99

CARC50-

SM 1,00 2,12 1,35 1,008 0,432 0,38 0,50 0,553 2257,54 349,30

CARC50-

M 1,00 2,12 1,35 1,008 0,432 0,38 0,50 0,553 2303,86 356,47

CARC50-

M-DE25 1,00 2,12 1,35 1,008 0,432 0,38 0,50 0,553 2244,21 347,24

Os traços CARC20-M, CARC20-M-DE25 e CARC20-M-DE100 foram utilizados para

analisar o desempenho dos concretos em relação ao teor de cimento Portland (25% e 100%)

utilizado na primeira etapa da abordagem de mistura de dois estágios, conforme descrito no

item 3.2.1.

Já os traços CARC20-M, CARC20-M-DE25, CARC50-M e CARC50-M-DE25 foram

dosados buscando verificar o efeito da abordagem de mistura de dois estágios com 25% de

cimento Portland em diferentes teores de substituição (20% e 50%) de ARC no concreto,

conforme descreve o item 3.2.2.

Os traços CARC20-SM, CARC20-M, CARC50-SM e CARC50-M foram comparados entre

si, buscando verificar por meio dos resultados de massa específica no estado fresco e

resistência à compressão simples, o efeito da moagem dos ARC, conforme descrito no item

3.2.3.

71

Durante a produção dos concretos, foi realizada uma pré-molhagem dos ARC por 20 minutos

nos traços CARC20-SM, CARC20-M, CARC50-SM e CARC50-M. Este tempo de pré-

molhagem foi determinado experimentalmente através do ensaio de absorção de água do

agregado reciclado, conforme o modelo proposto por Leite (2001). Na Figura 3.3 está

apresentada a curva de absorção do ARC, obtida através do ensaio de absorção de água por 60

minutos.

Figura 3.3 – Curva de absorção dos agregados graúdos de resíduo de concreto.

Considera-se que no intervalo de tempo de 20 minutos estes agregados absorvem quase 80%

da água, evitando assim, a absorção da água da matriz cimentícia por parte destes. A água

utilizada no procedimento de pré-molhagem foi a mesma empregada na produção do

concreto, e foi adicionada de forma que cobrisse todos os agregados reciclados utilizados na

dosagem, conforme apresentado na Figura 3.4.

Após o período de pré-molhagem dos concretos CARC20-SM, CARC20-M, CARC50-SM e

CARC50-M, foi adicionado à betoneira o restante dos materiais de dosagem.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60

% A

bso

rvid

o

Tempo (min)

72

Figura 3.4 – Pré-molhagem dos agregados reciclados pertencentes ao concreto (a) 20% de ARC; (b) 50% de

ARC.

3.2.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da

abordagem de mistura de dois estágios

Buscando avaliar qual o teor de cimento Portland utilizado na pré-mistura (1º estágio) que

melhor satisfaz as propriedades do concreto, foram analisadas duas variações da abordagem

de mistura dois estágios no concreto com 20% de ARC.

Na dosagem do CARC20-M-DE25, no primeiro estágio da mistura foi adicionada 90% da

água de dosagem, o cimento Portland (25% do requerido) e os ARC. Os agregados reciclados

permaneceram imersos na pasta de cimento por 20 minutos (período determinado através da

curva de absorção de água, conforme a Figura 3.3). Após os 20 minutos, no segundo estágio,

foi adicionado o restante dos materiais: cimento Portland remanescente, agregados graúdos

naturais, agregados miúdos, aditivo superplastificante e o restante da água.

Já na dosagem do CARC20-M-DE100, no primeiro estágio de mistura foi adicionada 90% da

água requerida, o cimento Portland (100% do requerido) e os ARC. O período de

permanência dos ARC na pasta também foi de 20 minutos. Em seguida, no segundo estágio,

foram adicionados os agregados graúdos naturais, os agregados miúdos, o superplastificante e

o restante da água.

A análise do teor de cimento Portland utilizado no primeiro estágio da abordagem de mistura

dois estágios foi realizada por meio de ensaios do concreto no estado fresco, propriedades

73

mecânicas e alguns parâmetros de durabilidade. Na Figura 3.5 está apresentado o primeiro

estágio da abordagem de mistura dois estágios dos concretos CARC20-M-DE25 (a) e

CARC20-M-DE100 (b), respectivamente.

Figura 3.5 – Primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios (a) CARC20-M-DE25; (b) CARC20-M-

DE100.

3.2.2. Análise do efeito da abordagem mistura de dois estágios em

concretos com diferentes teores de ARC

Buscando analisar o efeito da abordagem de mistura de dois estágios em concretos com

diferentes teores de ARC, foram dosados os concretos CARC20-M, CARC20-M-DE25,

CARC50-M e CARC50-M-DE25, os quais foram confeccionados com 20% e 50% de ARC e

submetidos à abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland.

O processo de mistura dos concretos seguiu o mesmo procedimento descrito anteriormente

(item 3.2.1), mudando apenas o teor de agregado reciclado.

A análise do efeito da abordagem de mistura de dois estágios em concretos com diferentes

teores de ARC foi realizada por meio de ensaios do concreto no estado fresco, propriedades

mecânicas e alguns parâmetros de durabilidade. Na Figura 3.6 está ilustrada a primeira etapa

de mistura dos concretos produzidos por meio da abordagem de dois estágios com 25% de

ARC (a) e 50% de ARC (b).

74

Figura 3.6 – Primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios (a) CARC20-M-DE25; (b) CARC50-M-

DE25.

3.2.3. Análise do efeito da moagem dos ARC

Os traços de concreto CARC20-SM e CARC50-SM foram dosados buscando verificar o

efeito da moagem utilizada para proporcionar a substituição dos ARC na faixa granulométrica

do agregado graúdo natural. A moagem foi realizada por meio de um moinho de bolas para

ensaio de abrasão – “Los Angeles”, o qual segundo alguns autores (PURUSHOTHAMAN et

al., 2015; PANDURANGAN et al., 2016) também é utilizado com o objetivo de remover as

partículas de argamassa dos ARC.

Desta forma, os concretos CARC20-SM e CARC50-SM foram dosados com os ARC da

forma que vieram da fábrica, ou seja, sem passar pelo processo de moagem no Los Angeles.

Além disso, os ARC não foram substituídos na fração granulométrica correspondente do

agregado graúdo natural para tentar facilitar a utilização. Consequentemente, nesta análise

houve variação no fator de empacotamento dos agregados graúdos, sendo os comportamentos

dos concretos também atribuídos a este fator.

Os traços CARC20-SM e CARC50-SM foram comparados por meio dos resultados de massa

específica no estado fresco e resistência à compressão simples com os CARC20-M e

CARC50-M.

75

Após a produção dos concretos, foram realizados os ensaios de avaliação no estado fresco

(item 3.3). E, posteriormente, foram moldados os corpos de prova cilíndricos de 10 x 20 cm,

sendo adensados com a utilização de um vibrador, de acordo com a ABNT NBR 5738:2015.

A cura dos corpos de prova foi realizada ao ar nas primeiras 24 horas, por fim, foram

desmoldados e colocados na câmara úmida até a data de realização dos ensaios.

3.3. Ensaios no estado fresco

3.3.1. Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone

Para analisar a consistência dos concretos foram realizados os ensaios de determinação da

consistência pelo abatimento do tronco de cone de acordo com a ABNT NBR NM 67:1998,

sendo fixado o valor para todos os traços de 150 ± 10 mm.

3.3.2. Massa específica

O ensaio de massa específica foi realizado de acordo com as recomendações do IPT/EPUSP

de Helene e Terzian (1992), em que um recipiente de volume conhecido foi preenchido com

duas camadas de concreto adensadas, e em seguida teve sua massa registrada.

3.4. Ensaios de propriedades mecânicas

Após a produção dos concretos e o período de cura, foram realizados os ensaios de análise das

propriedades mecânicas.

3.4.1. Resistência à compressão simples

O ensaio de resistência à compressão simples foi realizado conforme a ABNT NBR

5739:2007, sendo analisado nas idades de 7, 28 e 91 dias. Antes da realização dos ensaios, as

superfícies dos corpos de prova foram retificadas para que a carga fosse distribuída de forma

uniforme na área transversal.

3.4.2. Resistência à tração por compressão diametral

O ensaio de resistência à tração por compressão diametral foi realizado de acordo com as

recomendações da ABNT NBR 7222:2011, na idade de 28 dias.

76

3.4.3. Módulo estático de elasticidade à compressão

O ensaio de módulo estático de elasticidade à compressão foi realizado baseado na ABNT

NBR 8522:2008, sendo analisado aos 28 dias de idade. Antes de realizar este ensaio, os

corpos de prova também passaram pelo processo de retificação das superfícies. Os resultados

experimentais foram comparados com os valores teóricos estimados, de acordo com a ABNT

NBR 6118:2014.

3.5. Ensaios de durabilidade

Para analisar alguns parâmetros de durabilidade dos concretos, foram realizados os ensaios de

absorção de água por imersão, absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica

(volumétrica e superficial), carbonatação acelerada, migração de cloretos no estado não

estacionário e efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos no estado

não estacionário.

3.5.1. Absorção de água por imersão

Os ensaios de absorção de água foram realizados nesta pesquisa considerando a premissa de

que a penetração de água no concreto tem efeitos de grande importância na durabilidade de

uma estrutura de concreto armado. O ensaio de absorção de água por imersão foi realizado

conforme as recomendações da ABNT NBR 9778:2005, utilizando corpos de prova

cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm, aos 91 dias de idade.

3.5.2. Absorção de água por capilaridade

O ensaio de absorção de água por capilaridade foi realizado de acordo com a ABNT NBR

9779:2012, utilizando corpos de prova cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm, aos 91 dias

de idade.


O ensaio de resistividade elétrica foi realizado para associar este parâmetro com a

durabilidade do concreto. A resistividade elétrica juntamente com a disponibilidade de

oxigênio, controla o processo eletroquímico de corrosão das armaduras no concreto. A

resistividade é função direta da umidade, permeabilidade e propriedades eletroquímicas do

concreto (CASCUDO, 1997; RIBEIRO et al., 2014). Segundo Teodoro (2016), a associação

da corrosão eletroquímica do aço com a resistividade elétrica se dá de forma indireta, pelas

77

condições de condução e mobilidade de cargas elétricas através do eletrólito presente na

solução porosa. A condução da corrente elétrica através do concreto ocorre por meio de poros

contínuos e microfissuras presentes na matriz e preenchidas com água.

Na Tabela 3.9 estão apresentados os valores de resistividade elétrica indicativos da

probabilidade de corrosão nas estruturas de concreto, baseados na norma CEB - 192 e no

boletim europeu CE - COST 509.

Tabela 3.9 – Valores de resistividade elétrica com indicativos da probabilidade de corrosão do concreto, segundo

CEB – 192 e o boletim europeu COST 509 (Fonte: Ribeiro et al., 2014).

Resistividade (kΩ.cm) Risco de corrosão

CEB – 192 COST 509

> 20 > 100 Desprezível

10 a 20 50 a 100 Baixo

--- 10 a 50 Moderado

5 a 10 < 10 Alto

< 5 --- Muito Alto

A resistividade elétrica dos concretos foi determinada por meio de dois métodos: resistividade

elétrica volumétrica (método de dois eletrodos) e resistividade elétrica superficial (método de

quatro eletrodos de Wenner).

Os ensaios foram realizados utilizando um aparato desenvolvido de acordo com as normas

regulamentadoras. Foi utilizado um transformador 220/110 V, o qual proporcionou uma

corrente alternada, conforme recomendado pelas normas. Através de multímetros digitais

mediu-se a corrente elétrica e a diferença de potencial elétrico produzidos. Aos 91 dias de

idade foram ensaiados 3 corpos de prova para cada traço, sendo realizadas 5 leituras por corpo

de prova, totalizando 15 leituras por traço. As amostras estavam na condição saturada com

superfície seca, pois permaneceram em cura na câmara úmida e nas 24 horas antecedentes aos

ensaios ficaram imersas numa solução de cal hidratada.

3.5.3.1. Resistividade elétrica volumétrica

O ensaio de resistividade elétrica volumétrica foi executado de acordo com a AASHTO TP

119-2015. Neste método de ensaio, um conjunto de placas de aço inoxidável foi utilizado

como eletrodos, entre os quais a amostra de concreto foi colocada. Em seguida, uma corrente

elétrica foi aplicada às placas e a diferença de potencial elétrico correspondente foi medida.

Sendo assim, a corrente elétrica passou por toda a extensão do corpo de prova, ou seja, da

78

base ao topo. Na Figura 3.7 está apresentado o ensaio de resistividade elétrica volumétrica em

andamento.

Antes da realização do ensaio os corpos de prova foram retificados, buscando proporcionar

um maior contato entre a amostra de concreto e os eletrodos. Além disso, também almejando

um bom contato elétrico entre os eletrodos e o corpo de prova foi utilizado um papel filtro

saturado na mesma solução de cal hidratada. Conforme recomendado pela norma AASHTO

TP 119-2015, a resistividade elétrica do papel filtro também foi medida, no entanto se tornou

desprezível por ser muito menor do que a obtida pelas amostras de concreto.

Com os dados de corrente elétrica e tensão obtidos no ensaio, e através da Lei de Ohm, foi

possível obter o valor da resistência elétrica, conforme a Equação 10.

(Equação 10)

Sendo:

R = Resistência elétrica (Ω)

V = Diferença de potencial elétrico (V)

i = Corrente elétrica (A)

Já o valor da resistividade elétrica volumétrica foi obtido através da Equação 11.

(Equação 11)

Sendo:

ρ = Resistividade elétrica volumétrica do concreto (Ω.cm)

Rcilindro = Resistência elétrica (Ω)

A/L = Fator referente à geometria do corpo de prova de concreto, no caso desta pesquisa,

equivale ao valor 4. (A = área da seção transversal - cm²; L = comprimento do corpo de prova

- cm).

79

Figura 3.7 – Ensaio de resistividade elétrica volumétrica em andamento.

A AASHTO TP119:2015 estabeleceu uma classificação quanto à penetração de cloretos

baseada nos valores da resistividade elétrica volumétrica, cujos valores estão apresentados na

Tabela 3.10.

Tabela 3.10 – Classificação dos valores de resistividade elétrica volumétrica quanto à penetração de cloretos

(Fonte: AASHTO TP119:2015).

Classificação quanto à penetração de cloretos Resistividade uniaxial (kΩ.cm)

Alta < 5,2

Moderada 5,2 – 10,4

Baixa 10,4 – 20,8

Muito Baixa 20,8 – 207

Insignificante > 207

3.5.3.2. Resistividade elétrica superficial

A determinação da resistividade elétrica superficial foi realizada através do método dos quatro

eletrodos de Wenner. O aparato utilizado para medir a resistividade elétrica superficial possui

quatro eletrodos posicionados linearmente, espaçados igualmente entre si, conforme

apresentado na Figura 3.8.

80

Figura 3.8 – Sonda de quatro eletrodos deWenner (Fonte: Adaptado de BEUSHAUSEN, 2002).

O ensaio foi realizado conforme as recomendações da ASTM G57-06: 2012. Na execução, foi

utilizado um aparato com 4 eletrodos igualmente espaçados entre si, os quais ficaram em

contato com a superfície lateral do corpo de prova de concreto, conforme está apresentado na

Figura 3.9. Desta forma, uma corrente alternada foi aplicada nos eletrodos externos e a partir

dos eletrodos internos foi realizada a medida da diferença de potencial elétrico. A resistência

elétrica foi calculada conforme a Equação 10, baseada na Lei de Ohm. Já a resistividade

elétrica foi calculada por meio da Equação 12.

(Equação 12)

Sendo:

ρ = Resistividade elétrica superficial do concreto (Ω.cm)

= Espaçamento entre os eletrodos (cm)

R = Resistência elétrica (Ω)

De acordo com Costa e Azzi (2017), os valores obtidos no ensaio de resistividade elétrica

superficial é geralmente o dobro daqueles obtidos no ensaio de resistividade elétrica

volumétrica. Logo, ao realizar comparações, é importante observar qual o método de ensaio

foi adotado.

81

Figura 3.9 – Ensaio de resistividade elétrica superficial em andamento.

3.5.4. Carbonatação acelerada

O ensaio de carbonatação acelerada foi realizado utilizando corpos de prova cilíndricos com

dimensões de 10 x 20 cm e com os parâmetros da câmara de carbonatação conforme as

exigências da ISO 1920-12:2015. Baseado na norma, as condições utilizadas para este ensaio

foram: temperatura de 27 ± 2 ºC, umidade relativa equivalente a 65 ± 5 % e concentração de

CO2 de 3,0 ± 0,5 %, em volume.

Para este ensaio foram moldados 2 corpos de prova por traço. Após a moldagem e cura úmida

por 28 dias, os corpos de prova foram pré-condicionados em um recipiente com sílica gel por

25 dias para a ocorrência da estabilização de umidade interna. A estabilidade de umidade foi

definida por constância de massa. Posteriormente, os corpos de prova foram levados para a

câmara de carbonatação acelerada onde permaneceram em exposição por 56 e 70 dias. Para

realizar as medições da profundidade da frente de carbonatação foi utilizado 1 corpo de prova

de cada traço por idade de exposição, ou seja, um para 56 dias e outro para 70 dias.

Para realizar as leituras da frente de carbonatação, os corpos de prova foram rompidos à

tração por compressão diametral e foi aspergida em cada face uma solução de fenolftaleína

(indicadora de pH). A solução foi composta por 70% de álcool etílico, 29% de água destilada

e 1% de fenolftaleína.

82

Por fim, com a utilização de um paquímetro digital, com resolução de 0,01 mm, foram

realizadas 7 leituras em cada lateral da face exposta, totalizando 28 leituras por corpo de

prova, sendo o resultado final a média destes valores. Na Figura 3.10 está apresentado um

corpo de prova rompido à tração por compressão diametral, com ambas as faces indicando a

presença da frente de carbonatação (coloração do próprio concreto).

Figura 3.10 – Corpo de prova indicando a presença da frente de carbonatação.

Os parâmetros de ensaio da câmara de carbonatação foram controlados através de placa

arduíno e sensores de temperatura, umidade e concentração CO2. A concentração de CO2 e a

temperatura possuíam um controle automatizado por meio de uma programação utilizando

uma placa arduíno. Sendo assim, quando o valor da concentração de CO2 e a temperatura

ficavam abaixo do desejado, a válvula (no caso do CO2) ou a lâmpada (no caso da

temperatura) eram acionadas até o valor retornar ao desejado. Já a umidade foi controlada

através da utilização de sílica gel no interior da câmara de carbonatação. Além disso, existiam

pequenos ventiladores no interior da câmara que proporcionavam a circulação do ar e garantia

da homogeneidade da concentração no ambiente. Na Figura 3.11 está apresentada a câmara de

carbonatação utilizada no ensaio.

83

Figura 3.11 – Câmara de carbonatação utilizada para a realização dos ensaios.

3.5.5. Migração de cloretos no estado não estacionário

O ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário foi realizado conforme a NT

BUILD 492:2011. Este ensaio permitiu a obtenção do coeficiente de migração de cloretos no

estado não estacionário.

Foram confeccionados corpos de prova cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm, os quais

foram posteriormente cortados em quatro partes iguais de 10 x 5 cm, utilizando-se para o

ensaio as duas amostras centrais.

Após serem cortadas, as amostras passaram por um processo de limpeza em água corrente.

Em seguida, com as superfícies secas, passaram pelo processo de pré-condicionamento,

conforme apresentado na Figura 3.12. Neste processo, foram colocadas em um recipiente à

vácuo com as duas faces expostas a uma pressão interna entre 1 e 5 KPa. O vácuo foi mantido

por três horas e, posteriormente, o recipiente contendo as amostras foi preenchido com uma

solução de Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio dissolvido em água destilada), até que as amostras

ficassem totalmente imersas. O vácuo foi mantido no recipiente por mais 18 ± 2 h buscando

garantir a saturação dos poros do concreto com a solução.

84

Figura 3.12 – Pré-condicionamento das amostras.

Em seguida as amostras foram posicionadas na base de um aparato (Figura 3.13) e com um

selante de silicone, vedou-se a parte inferior e superior do concreto em contato com o aparato,

a fim de evitar vazamentos das soluções pelas bordas da amostra.

Figura 3.13 – Amostras posicionadas nos aparatos.

Depois do processo de vedação, foram posicionadas duas placas de aço inox nas extremidades

da amostra para proporcionar a aplicação da diferença de potencial necessária à execução do

ensaio. A placa de aço inox superior apresentava perfurações ao longo da seção para permitir

o contato da solução com o concreto. Já a placa de aço inox inferior contava com suportes de

plástico aderidos, buscando, assim, garantir um espaço suficiente para a solução catódica

entrar em contato com a amostra. O conjunto formado por aparato/amostra foi posicionado

sobre um suporte com inclinação de 30º e levados a um recipiente plástico. Na Figura 3.14

está apresentado o conjunto aparato/amostra posicionado sobre o suporte com inclinação de

30º.

85

Figura 3.14 – Aparato/amostra posicionado sobre o suporte com inclinação de 30º.

Cada procedimento de ensaio de migração de cloretos foi composto por 4 amostras de um

mesmo traço simultaneamente. Os 4 aparatos foram posicionados em um recipiente plástico

contendo solução catódica de 10% de cloreto de sódio em massa de água (100g de NaCl para

cada 900g de água), e cada aparato contendo a amostra foi preenchido com uma solução anódica

de hidróxido de sódio em água destilada (1,2g de NaOH para cada 100g de água).

Após o procedimento de preenchimento com as soluções, ocorreu a conexão em paralelo de

todos os aparatos, ou seja, os cátodos foram ligados ao polo negativo e os ânodos ao polo

positivo da fonte de corrente contínua, a qual foi ajustada inicialmente para 30 V. A fonte de

corrente contínua utilizada neste ensaio é da marca Minipa, modelo Power Supply MPC –

3003D. Em seguida, com o uso de um multímetro digital, foi medida a corrente inicial em

cada amostra, e, em função dessa corrente inicial, o valor da tensão foi ajustado, conforme

apresentado na Tabela 3.11.

86

Tabela 3.11 – Tensões e correntes de referência para o ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário

(Fonte: NT BUILD 492:2011).

Corrente inicial I30V

(Com 30V) (mA)

Tensão aplicada U

(depois do ajuste) (V)

Provável nova

corrente inicial (mA)

Duração do ensaio (h)

I0 < 5 60 I0 < 10 96

5 ≤ I0 < 10 60 10 ≤ I0 < 20 48

10 ≤ I0 < 15 60 20 ≤ I0 < 30 24

15 ≤ I0 < 20 50 25 ≤ I0 < 35 24

20 ≤ I0 < 30 40 25 ≤ I0 < 40 24

30 ≤ I0 < 40 35 35 ≤ I0 < 50 24

40 ≤ I0 < 60 30 40 ≤ I0 < 60 24

60 ≤ I0 < 90 25 50 ≤ I0 < 75 24

90 ≤ I0 < 120 20 60 ≤ I0 < 80 24

120 ≤ I0 < 180 15 60 ≤ I0 < 90 24

180 ≤ I0 < 360 10 60 ≤ I0 < 120 24

I0 ≥ 360 10 I0 ≥ 120 6

Posterior ao ajuste de tensão anotou-se o valor da nova corrente (corrente inicial) para todas

as amostras e a temperatura inicial da solução anódica. Ao final do período de ensaio,

conforme a Tabela 3.11, foi medida novamente a corrente elétrica (corrente final) e a

temperatura final da solução. Na Figura 3.15 está apresentado o ensaio em andamento.

Figura 3.15 – Ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário em andamento.

87

Após o processo de migração de cloretos (período de ensaio conforme a Tabela 3.11), as

amostras foram rompidas à tração por compressão diametral. Posteriormente, foi aspergida na

superfície fraturada de uma das metades da amostra, uma solução de nitrato de prata (AgNO3)

0,1 molar. O processo de aspersão de nitrato de prata foi realizado para possibilitar a medição

da frente de penetração de cloretos, pois ao entrar em contato com o cloreto impregnado no

concreto, este produto reage quimicamente formando o cloreto de prata (AgCl). Desta forma,

foi possível medir a frente de penetração de cloretos devido ao contraste visual formado na

superfície da amostra, em que a parte que contém cloretos se torna mais clara, prateada ou

esbranquiçada. Na Figura 3.16 está apresentado o processo de leitura da frente de penetração

de cloretos.

Figura 3.16 – Leitura da frente de penetração de cloretos nas amostras.

A NT BUILD 492:2011 estabelece que as leituras da frente de penetração de cloretos devem

ser realizadas do centro para ambas as extremidades em intervalos de 10 mm, sendo

realizadas no total de 7 medições. A norma destaca ainda que não se deve fazer medição na

zona de aproximadamente 10 mm da borda, buscando evitar o efeito de borda devido a um

grau não homogêneo de saturação, ou possível vazamento. Na Figura 3.17 está apresentado o

procedimento indicado para a realização da medição da frente de penetração de cloretos.

88

Figura 3.17 – Procedimento indicado para a medição da frente de penetração de cloretos (Fonte: Adaptado de

NT BUILD 492:2011).

Por fim, com os dados obtidos na realização do ensaio foi possível calcular o coeficiente de

migração de cloretos no estado não estacionário, de acordo com a Equação 13.

(Equação 13)

Sendo:

Dnssm = Coeficiente de migração de cloretos no estado não estacionário (10-12

m²/s);

U = Valor da tensão (V);

T = Média entre as temperaturas finais e iniciais (ºC);

t = Duração do ensaio (h);

L = Espessura do corpo de prova (mm);

Xd = Média da frente de penetração de cloretos (mm).

3.5.6. Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos

no estado não estacionário

O estudo do efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos foi realizado

através destes dois ensaios individualmente, seguido um do outro. Ou seja, primeiramente as

amostras foram submetidas à exposição de CO2 (conforme o item 3.5.4) e posteriormente

passaram pelo ensaio de migração de cloretos (de acordo com o item 3.5.5). Inicialmente

foram moldados 2 corpos de prova cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm para cada traço,

após 28 dias de cura estes foram cortados em quatro partes iguais de 10 x 5 cm, utilizando-se

para os ensaios as duas amostras centrais.

89

Em seguida as amostras foram pré-condicionadas até ocorrer a estabilização da umidade

interna, a qual durou 7 dias. Posteriormente, foram levadas à câmara de carbonatação

acelerada onde permaneceram por 56 dias. Depois do período de exposição ao CO2, as

amostras foram submetidas ao ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário. Por

fim, foram realizadas as medições de penetração de cloretos, conforme o procedimento

mencionado no item 3.5.5.

Após os períodos de cura, pré-condicionamento e carbonatação acelerada, o ensaio de

migração de cloretos foi iniciado aos 91 dias de idade. A escolha do período de duração de

cada etapa se deu propositalmente, buscando realizar a comparação da penetração de cloretos

nas amostras carbonatadas e não carbonatadas em concretos com a mesma idade (91 dias).

3.6. Zona de transição interfacial

A análise da zona de transição interfacial das amostras de concreto foi realizada por meio do

ensaio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Antes da realização do ensaio, todas

as amostras passaram por um processo de preparação.

3.6.1. Preparação da amostra

Para analisar a zona de transição interfacial entre o ARC e a nova argamassa do concreto

produzido, foram retirados fragmentos da parte interna dos corpos de prova com a utilização

de uma serra circular e água para não aquecer a amostra. Após a extração, as amostras foram

submetidas ao processo de paralisação da hidratação utilizando a metodologia proposta por

Scrivener et al. (2016), com adaptações.

O procedimento de paralisação da hidratação consistiu na imersão das amostras em

isopropanol por 24 h, seguida da secagem em estufa a 40±1 ºC durante 24 h. Posteriormente,

as amostras foram armazenadas em um dessecador, contendo sílica gel e cal soldada.

As amostras foram embutidas à frio em uma resina poliéster insaturada com 2% de catalisador

à base de peróxido MEK, utilizando um cano de PVC de 25 mm de diâmetro como molde. No

dia anterior à realização do ensaio, as amostras foram submetidas ao processo de lixamento

por meio de lixas (nº 120, 220, 320, 600, 1200, 1500, 2000) e pano de polimento com pasta de

diamante de 3 μm. O lixamento e polimento das amostras foram realizados na polimotriz

motorizada Polipan U da Pantec.

90

O processo de lixamento das amostras ocorreu com a utilização das lixas em ordem crescente

de numeração, ou seja, da mais grossa para a mais fina. A cada troca de lixa a amostra foi

girada 90° até eliminar as ranhuras provocadas pela lixa anterior. Durante todo o tempo as

lixas foram molhadas com água corrente. Na Figura 3.18 está apresentado o processo de

paralisação da hidratação, através da imersão das amostras em isopropanol (a); as amostras

embutidas na resina (b); as lixas utilizadas no processo de lixamento (c) e a polimotriz

utilizada para o lixamento e polimento das amostras (d).

Figura 3.18 – (a) Amostras imersas no isopropanol durante o processo de paralisação da hidratação; (b) amostras

embutidas na resina; (c) lixas utilizadas no processo de lixamento; (d) polimotriz utilizada para o lixamento e

polimento das amostras.

3.6.2. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

O equipamento utilizado nesse ensaio foi o microscópio eletrônico de varredura modelo

QUANTA 450, operado em vácuo, com tensão de aceleração de elétrons (HV) de 25 kV e

distância de trabalho (WD) entre 15,0 e 16,5 mm. As amostras foram metalizadas com

carbono como material condutor e em seguida foram colocadas sobre um porta amostras e

91

inseridas no equipamento. Na Figura 3.19 está apresentado o equipamento utilizado neste

ensaio.

Figura 3.19 – Microscópio Eletrônico de Varredura.

3.7. Análise estatística

A partir dos resultados obtidos na realização dos ensaios, foi realizada a análise estatística dos

dados utilizando o software STATISTICA v10.

Buscando observar a influência da moagem dos ARC, do teor de cimento Portland utilizado

na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios e da abordagem de mistura dois

estágios em concretos com diferentes teores de ARC, foi realizada a análise de variância

“One-way ANOVA”. Já para avaliar a influência da idade nos ensaios que foram realizados

nos concretos para idades distintas (carbonatação acelerada e migração de cloretos no estado

não estacionário), foi realizada a análise de variância “Factorial ANOVA”.

A análise de variância (ANOVA) identifica se as médias diferem de maneira significativa, ou

seja, analisa se a variável independente influenciou sobre a variável dependente. Essa

influência é indicada por meio do Valor-p, o qual também é denominado de probabilidade

significativa. Cada hipótese foi testada a um nível de significância ( ) de 0,05, possuindo um

nível de confiança de 95%.

92

Dessa forma, ao realizar a análise de variância, quando o Valor-p foi inferior a 0,05, o efeito

foi considerado significativo sobre a variável dependente, ou seja, teve influência sobre esta.

Por outro lado, quando o Valor-p foi igual ou superior a 0,05, o efeito não foi considerado

significativo.

Nos casos em que a influência foi significativa, os dados foram submetidos à comparação

múltipla de médias por meio do teste de Duncan, o qual agrupa as médias que não diferem de

forma significativa entre si.

A análise de variância (ANOVA) de todos os ensaios e os testes de Duncan estão

apresentados no apêndice deste trabalho.

93

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Neste capítulo serão apresentados os resultados dos ensaios de caracterização dos materiais

(item 4.1), os resultados dos ensaios realizados no concreto no estado fresco (item 4.2), os

resultados dos ensaios de propriedades mecânicas (item 4.3), os resultados realizados para

analisar os parâmetros de durabilidade (item 4.4), a análise da zona de transição interfacial

(item 4.5) e um resumo dos principais resultados (item 4.6). A apresentação dos resultados em

cada item foi dividida de acordo com o tipo de análise (análise do teor de cimento Portland na

primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios, análise do efeito da abordagem de

mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC e análise do efeito da

moagem dos ARC).

4.1. Caracterização dos materiais

4.1.1. Aglomerante

Na Tabela 4.1 estão apresentados os resultados de caracterização do aglomerante utilizado,

que no caso foi o cimento Portland de alta resistência inicial (CP V – ARI). Estão descritos

tanto os resultados de caracterização física quanto a composição química, sendo esta última

obtida por meio do ensaio de fluorescência de raios-X (FRX).

Tabela 4.1 – Resultados de caracterização do cimento Portland de alta resistência inicial (CP V- ARI).

Caracterização Resultados Limite (a)

Massa específica (g/cm³) 3,00 N.E

Índice de finura (%) 0,90 ≤ 6,0

Teor de água das pastas de consistência normal (%) 35,50 N.E

Tempos de pega Início de pega (min) 120 ≥ 60

Fim de pega (min) 175 ≤ 600

Resistência à

compressão (MPa)

1 dia 25,4 ≥ 14,0

3 dias 36,1 ≥ 24,0

7 dias 42,7 ≥ 34,0

Composição química,

em óxidos (%)

SiO2 19,91 N.E

CaO 63,61 N.E

MgO 1,78 ≤ 6,5

Al2O3 4,20 N.E

Fe2O3 2,20 N.E

K2O 0,36 N.E

TiO2 0,23 N.E

Na2O 0,38 N.E

P2O5 0,17 N.E

MnO 0,07 N.E (a)

Limites estabelecidos pela ABNT NBR 16697:2018.

94

4.1.2. Agregado miúdo natural

Como agregado miúdo natural, foi utilizada a areia lavada de rio, cuja caracterização está

apresentada na Tabela 4.2.

Tabela 4.2 – Resultados de caracterização física do agregado miúdo natural.

Caracterização física Resultados

Massa unitária (g/cm³) 1,49

Massa específica (g/cm³) 2,65

Dimensão máxima característica (mm) 4,80

Módulo de finura 2,49

Na Figura 4.1 está apresentada a curva de distribuição granulométrica do agregado miúdo

natural utilizado na pesquisa. É possível observar que a curva da areia lavada está localizada

dentro da faixa ótima de distribuição granulométrica, sendo dispensável realizar uma

composição de areias.

Figura 4.1 – Curva granulométrica do agregado miúdo natural.

4.1.3. Agregado graúdo natural

Os resultados de caracterização física do agregado graúdo natural estão apresentados na

Tabela 4.3. Os agregados foram nomeados como brita 19 e brita 12,5 devido às dimensões

máximas (em mm) destes.

95

Tabela 4.3 – Resultados de caracterização física do agregado graúdo natural.


BRITA 19 BRITA 12,5

Dimensão máxima característica (mm) 19,0 12,5

Zona granulométrica 9,5/25 4,75/12,5

Módulo de finura 6,69 6,00

Massa específica (g/cm³) 2,75 2,71

Conforme descrito no item 3.1.3, optou-se pela realização da composição de agregados, sendo

determinada a proporção de utilização de 70% da brita de 19 mm e 30% da brita de 12,5 mm.

Na Figura 4.2 está apresentada a curva de distribuição granulométrica obtida da composição

de britas.

Figura 4.2 – Curva granulométrica do agregado graúdo natural.

4.1.4. Agregado graúdo reciclado

Na Tabela 4.4 estão apresentados os resultados de caracterização física dos agregados de

resíduo de concreto.

96

Tabela 4.4 – Resultados de caracterização física do agregado graúdo reciclado.


Massa específica (g/cm³) 2,58

Absorção de água (%) 3,71

Como a substituição do agregado graúdo reciclado foi realizada conforme a fração

granulométrica do agregado graúdo natural (sendo substituído proporcionalmente em cada

fração retida), não foi necessária a determinação da curva granulométrica deste.

4.1.5. Aditivo

Na Tabela 4.5 estão apresentadas as características do aditivo superplastificante Glenium

51®, as quais foram fornecidas pelo fabricante.

Tabela 4.5 – Características do aditivo superplastificante.

Característica Resultados

Aspecto/Cor Líquido amarelado

pH 6,00 - 8,00

Massa específica (g/cm³) 1,055 - 1,085

4.2. Propriedades do concreto no estado fresco

4.2.1. Consistência pelo abatimento do tronco de cone

As consistências dos concretos foram fixadas em um abatimento de 150 ± 10 mm, buscando

seguir a classificação estabelecida na ABNT NBR 8953:2015, a qual classifica os referidos

concretos na classe de consistência “S100” – concretos que podem ser aplicados em

elementos estruturais, com lançamento convencional.

Na Figura 4.3 estão apresentados os valores equivalentes ao abatimento dos concretos. Pode-

se notar que todos os valores ficaram na faixa estabelecida, o que foi alcançado

intencionalmente por meio da utilização de aditivo superplastificante. Não foram observadas

variações em decorrência dos tratamentos. No entanto, a consistência dos concretos com ARC

apresentaram mudanças mais rapidamente com o tempo, quando comparados com CREF.

97

Figura 4.3 – Consistência pelo abatimento do tronco de cone.

4.2.2. Massa específica

4.2.2.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem

de mistura dois estágios

Os valores de massa específica no estado fresco desta análise estão apresentados na Figura

4.4. Todos os concretos com ARC apresentaram massa específica inferior ao concreto

referência, sendo este efeito atribuído a menor massa específica dos ARC quando comparados

aos agregados naturais. Além disso, observando o emprego da abordagem de mistura dois

estágios, pode-se notar que ambos os concretos (CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25)

apresentaram massa específica 4,9% e 3,8% menores do que o concreto produzido com 20%

de ARC no método de mistura normal, respectivamente. No concreto produzido utilizando

100% de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios, essa

redução foi mais intensa.

150 140

148 145 150

140 140 140

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Ab

atim

en

to (

mm

)

98

Figura 4.4 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento

Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

4.2.2.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos

com diferentes teores de ARC

Na Figura 4.5 estão apresentados os valores de massa específica no estado fresco para esta

análise. Pode ser observado que os valores estão bastante próximos, sendo os concretos com

ARC responsáveis por uma pequena redução dos valores desta propriedade. Além disso, é

notória a mesma tendência do item anterior, em que a abordagem de mistura dois estágios

com 25% de cimento Portland proporciona uma diminuição na massa específica tanto para o

CARC20-M-DE25 quanto para o CARC50-M-DE25.

2393,68 2381,75 2269,47 2294,04

1000

1500

2000

2500

3000

CREF CARC20-M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25

Ma

ssa

esp

ecíf

ica

(k

g/m

³)

99

Figura 4.5 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem

de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.

4.2.2.3. Análise do efeito da moagem dos ARC

Na Figura 4.6 estão apresentados os valores de massa específica no estado fresco desta

análise. É possível observar que os concretos produzidos com ARC obtiveram massa

específica menor do que o concreto referência. Além disso, é notória a tendência de redução

conforme se aumenta o teor de substituição, fato que corrobora com as pesquisas de Gunçan e

Topçu (1995).

Pode-se notar ainda que os concretos produzidos com ARC sem o processo de moagem no

Los Angeles (CARC20-SM e CARC50-SM) apresentaram massa específica menor do que os

concretos produzidos com o mesmo teor de ARC após o processo de moagem. Este fato pode

ser atribuído a maior quantidade de argamassa antiga aderida aos ARC (sem moagem), que

consequentemente possuem menor massa específica quando comparado aos que passaram

pelo processo de abrasão.

2393,68 2381,75 2294,04 2303,86 2244,21

1000

1500

2000

2500

3000 M

ass

a e

spec

ífic

a (

Kg

/m³)

100

Figura 4.6 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do efeito da moagem dos

ARC.

4.3. Propriedades mecânicas

4.3.1. Resistência à compressão simples



Na Figura 4.7 está apresentada a evolução da resistência à compressão simples no decorrer

dos dias. É possível observar que até os 28 dias de idade, o CARC20-M apresentou

resistência à compressão ligeiramente superior aos concretos com ARC preparados com a

abordagem de mistura dois estágios (CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25). No entanto,

aos 91 dias de idade ambos os concretos (CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25)

conseguiram superar a resistência à compressão do CARC20-M.

Aos 91 dias, ocorreu uma redução da resistência à compressão do concreto com agregado

reciclado (mistura normal) em relação ao concreto referência de 12,7%. Logo, ao realizar o

tratamento nos ARC com a utilização da abordagem de mistura dois estágios com 25% de

cimento Portland, notou-se uma melhora de 6,0 %, sendo este efeito menos notável com a

abordagem de mistura dois estágios com 100% cimento Portland, a qual foi equivalente a

4,0%.

2393,68 2332,63 2381,75

2257,54 2303,86

1000

1500

2000

2500

3000

CREF CARC20-SM CARC20-M CARC50-SM CARC50-M

Ma

ssa

esp

ecíf

ica

(k

g/m

³)

101

Figura 4.7 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento

Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

O fato de a melhoria ter sido mais notável para o CARC20-M-DE25 do que para o CARC20-

M-DE100, provavelmente se deu devido ao primeiro concreto possuir um menor teor de

cimento Portland no processo de pré-mistura (1º estágio), o que favoreceu a absorção do

ARC. Esta observação está de acordo com a pesquisa de Zhihui et al. (2013), a qual indicou

que a resistência à compressão dos concretos com ARC tratados tende a aumentar com o

aumento da relação a/c da pasta de revestimento (utilizada no 1º estágio).

Apesar destas observações, ao realizar a análise de variância (ANOVA) foi obtido um Valor-p

= 0,4145, o que indicou que a utilização de 20% de agregado de resíduos de concreto (mistura

normal ou dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland) não afetou significativamente

a resistência à compressão simples do concreto aos 91 dias de idade. A mesma falta de

significância também foi observada aos 28 dias de idade, quando a ANOVA indicou um

Valor-p de 0,2592.



Na Figura 4.8 está apresentada a evolução da resistência à compressão simples dos concretos

dosados com diferentes teores de ARC. É possível observar que todos os concretos

apresentaram um ganho de resistência ao longo das idades, o que corrobora com o observado

por Kwan et al. (2012), os quais observaram um perfil semelhante entre o concreto com ARC

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

7 dias 28 dias 91 dias

Res

istê

nci

a à

co

mp

ress

ão

(M

Pa

)


102

e o concreto referência no que diz respeito ao aumento da resistência à compressão com a

idade.

Figura 4.8 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem

de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.

Semelhante aos resultados da análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da

abordagem de mistura dois estágios, os concretos com ARC obtiveram resistência à

compressão menor em todas as idades quando comparados ao CREF. Além disso, analisando

o efeito da abordagem de mistura dois estágios, é possível visualizar que aos 28 dias os

concretos preparados pelo método de mistura normal apresentaram resistência à compressão

superior. Já aos 91 dias, tanto o CARC20-M-DE25 quanto o CARC50-M-DE25 superaram os

concretos produzidos através da mistura normal (CARC20-M e CARC50-M,

respectivamente).

Aos 91 dias de idade, o CARC20-M-DE25 apresentou um ganho na resistência à compressão

de 6,0% em relação ao CARC20-M. Já no CARC50-M-DE25 o aumento da resistência à

compressão foi de 3,6% comparado ao CARC50-M. Estes resultados estão condizentes com o

estudo de Tam et al. (2005), o qual observou um ganho de resistência de 21,3% para o

concreto preparado com 20% de ARC na abordagem de mistura dois estágios em relação ao

preparado no método de mistura normal.

Analisando o efeito dos teores de ARC no concreto, é possível observar que os concretos com

50% de ARC apresentaram resistência à compressão simples superior aos concretos com 20%

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

7 dias 28 dias 91 dias

Res

istê

nci

a à

co

mp

ress

ão

(M

Pa

)

CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25

103

de ARC. Em função desse bom resultado, foi realizado um estudo para avaliar o efeito da

moagem dos ARC na resistência à compressão simples.

Apesar das observações, a análise de variância (ANOVA) indicou que o efeito da abordagem

de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC não foi significativo,

apontando Valor-p de 0,6019 e 0,3867 para as idades de 28 e 91 dias, respectivamente.

Conforme os resultados de resistência à compressão simples aos 91 dias de idade, é notório o

bom comportamento dos concretos produzidos com agregados reciclados submetidos a

tratamentos. Quando ocorreu a substituição de até 50% do ARC adotando a abordagem de

mistura dois estágios com 25% de cimento Portland, a redução da resistência à compressão

em relação ao CREF foi de até 2,6 MPa. Já utilizando o método de mistura normal, essa

redução foi de até 5,0 MPa, quando comparados ao concreto referência.

4.3.1.3. Análise do efeito da moagem dos ARC

Na Figura 4.9 está apresentada a evolução da resistência à compressão simples dos concretos

desta análise.

Figura 4.9 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do efeito da moagem dos

ARC.

Nota-se que todos os concretos com ARC apresentaram resistência à compressão menor do

que o concreto referência, em todas as idades. Além disso, o processo de moagem dos ARC

também influenciou nesta propriedade. Os concretos produzidos com os mesmos teores de

ARC apresentaram resistência à compressão simples menor quando foram substituídos da

forma que vieram da fábrica, ou seja, sem passar pelo processo de moagem.

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

7 Dias 28 Dias 91 Dias Res

istê

nci

a à

co

mp

ress

ção

(M

Pa

)

CREF CARC20-SM CARC20-M CARC50-SM CARC50-M

104

Ao realizar a análise de variância (ANOVA) para os valores de resistência à compressão

simples aos 28 e 91 dias, foi obtido Valor-p de 0,0596 e 0,0246, respectivamente. Desta

forma, aos 28 dias a moagem dos ARC não influenciou significativamente nesta propriedade

do concreto. No entanto, aos 91 dias a influência da moagem dos ARC passou a ser

significativa na resistência à compressão simples dos concretos.

Conforme o teste de Duncan, os concretos foram distribuídos em três grupos de acordo com

os valores de resistência à compressão simples aos 91 dias de idade. O grupo com maior

patamar de resistência à compressão é composto pelo CREF, CARC50-M e CARC20-M, ou

seja, o concreto referência e os com ARC que passaram pelo processo de moagem. No

entanto, estes dois últimos (CARC50-M e CARC20-M) juntamente com o CARC20-SM

também pertencem ao grupo com patamar de resistência à compressão intermediário. Já o

grupo com o nível de resistência à compressão menor reúne o CARC20-M, CARC20-SM e o

CARC50-SM. De acordo com o agrupamento, há uma tendência dos concretos com ARC

submetidos ao processo de moagem, migrarem para grupos de níveis de resistência à

compressão superiores.

Os resultados de resistência à compressão simples levaram à confirmação da melhoria da

qualidade dos concretos com agregados reciclados submetidos ao processo de abrasão. Esta

melhoria está associada à remoção das partículas de argamassa dos ARC, que

consequentemente eleva a qualidade desses agregados. Os autores Purushothaman et al.

(2015), Pandurangan et al. (2016) e Dimitriou et al. (2018) constataram comportamentos

semelhantes em suas pesquisas.

4.3.2. Resistência à tração por compressão diametral



A resistência à tração por compressão diametral foi analisada aos 28 dias de idade. Na Figura

4.10 estão apresentados os valores médios obtidos neste ensaio.

Notou-se que todos os concretos apresentaram similaridade no que se refere a esta

propriedade, considerando que os valores estão bastante próximos. De acordo com a análise

de variância (ANOVA), o Valor-p foi equivalente a 0,5080, confirmando a não significância

da utilização de 20% ARC no concreto (mistura normal e dois estágios com 25% e 100% de

cimento Portland) em relação à resistência à tração por compressão diametral.

105

Figura 4.10 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos produzidos para a análise do teor

de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.



Na Figura 4.11 estão apresentados os resultados de resistência à tração por compressão

diametral dos concretos CREF, CARC20-M, CARC20-M-DE25, CARC50-M e CARC50-M-

DE25. É notória a similaridade dos resultados. No entanto, há uma leve redução na resistência

à tração dos concretos que utilizaram a abordagem de mistura dois estágios quando

comparados aos que foram produzidos por meio da mistura normal.

Figura 4.11 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos produzidos para a análise do efeito da

abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.

4,1

4,6 4,3

3,9

0,0

2,0

4,0

6,0


Res

istê

nci

a à

tra

ção

(M

Pa

)

4,1 4,6

3,9

4,5 4,0

0,0

2,0

4,0

6,0

Res

istê

nci

a à

tra

ção

(M

Pa

)

106

A análise de variância (ANOVA) confirmou a similaridade dos resultados quando apontou a

não significância do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com

diferentes teores de ARC, sendo o Valor-p equivalente a 0,5940.

Os resultados corroboraram com o apontado por Machado Jr et al. (1998) e Bazuco (1999), os

quais mencionaram que a utilização de agregado graúdo reciclado não influenciou na

resistência à tração dos concretos analisados em suas pesquisas.

Estes resultados foram satisfatórios, pois foi substituído até 50% do agregado graúdo natural

por ARC e não houve diferenças significativas em relação ao concreto referência.

4.3.3. Módulo estático de elasticidade à compressão



Na Figura 4.12 estão apresentados os valores médios obtidos no ensaio de módulo estático de

elasticidade à compressão, o qual também foi realizado aos 28 dias de idade.

Figura 4.12 – Módulo estático de elasticidade à compressão dos concretos produzidos para a análise do teor de

cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

É possível observar que houve uma redução nos valores do módulo de elasticidade nos

concretos produzidos com ARC, principalmente quando foi adotada a abordagem de mistura

42,2 40,2

32,3

38,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0


Mó

du

lo d

e el

ast

icid

ad

e (G

Pa

)

107

dois estágios. Em relação ao CARC20-M, houve uma redução de 24,5% do módulo de

elasticidade do CARC20-M-DE100 e de 5,8% do CARC20-M-DE25.

A análise de variância (ANOVA) confirmou o efeito significativo do teor de cimento

Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios, indicando um Valor-p de

0,0000. Com isso, foi realizado o teste de Duncan para verificar como os dados estavam

agrupados estatisticamente.

Conforme o teste de Duncan foi possível verificar que o CREF e CARC20-M não diferem

estatisticamente entre si, pertencendo a um mesmo grupo com valores de módulo de

elasticidade mais altos. O CARC20-M-DE25 está em um grupo com o nível do módulo de

elasticidade intermediário. Já o CARC20-M-DE100 é pertencente ao grupo com o menor

nível de valor de módulo de elasticidade, indicando que a utilização de 100% de cimento

Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios prejudicou o concreto nesta

propriedade.

Como foi considerada 100% da água de absorção do ARC nas dosagens, a redução do valor

do módulo de elasticidade do CARC20-M-DE100 está associada à dificuldade de absorver

totalmente essa água, o que consequentemente aumenta a relação a/c do concreto. Esta

redução também foi observada nos demais ensaios de propriedades mecânicas.



Os resultados do módulo de elasticidade realizado para analisar o efeito da abordagem de

mistura dois estágios em concretos com 20% e 50% de ARC estão apresentados na Figura

4.13.

É possível observar uma diminuição do módulo de elasticidade nos concretos produzidos com

ARC, sendo essa redução mais acentuada conforme se aumenta o teor de agregados de

resíduo de concreto. A redução está atrelada ao aumento da porosidade do concreto em

consequência do aumento do teor de substituição. Além disso, também pode está relacionada

ao baixo módulo de elasticidade e resistência do próprio agregado reciclado. Gómez-Soberón

(2002), Etxeberria et al. (2007) e Tabsh e Abdelfatah (2009) constataram em suas pesquisas o

mesmo comportamento.

108

Figura 4.13 – Módulo estático de elasticidade à compressão dos concretos produzidos para a análise do efeito da


Vários autores observaram em seus estudos a redução do módulo de elasticidade dos

concretos, à medida que se aumentou o teor de ARC (THOMAS et al., 2013; XUAN et al.,

2016; DIMITRIOU et al., 2018; BHASYA e BHARATKUMAR, 2018; NANYA, 2018).

A análise de variância (ANOVA) apontou um Valor-p equivalente a 0,0001, o que indica que

a abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC foi

significativa. Com isso, realizou-se o teste de Duncan buscando verificar o agrupamento dos

concretos que não diferem estatisticamente entre si.

De acordo com o teste de Duncan foi verificado que o CREF e o CARC20-M não diferem

estatisticamente entre si, estando em um mesmo grupo, com o nível de módulo de elasticidade

mais alto. Os concretos que utilizaram a abordagem de mistura dois estágios (CARC20-M-

DE25 e CARC50-M-DE25) integraram o grupo de módulo de elasticidade intermediário. Já o

grupo com os menores valores de módulo de elasticidade, também foi composto pelo

CARC50-M-DE25 juntamente com o CARC50-M.

Com isso, foi constatado que a abordagem de mistura dois estágios proporcionou uma leve

melhoria nesta propriedade para o concreto com 50% de ARC, levando-o para uma posição

intermediária. No entanto, no caso do concreto com 20% de ARC, esta abordagem de mistura

tendeu a reduzir o valor do módulo de elasticidade.

42,2 40,2

38,0 35,4 36,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0


Mó

du

lo d

e el

ast

icid

ad

e (G

Pa

)

109

Na Figura 4.14 estão apresentados os valores individuais do módulo estático de elasticidade à

compressão em função da sua resistência à compressão simples aos 28 dias e a curva de

estimativa desses valores de acordo com a ABNT NBR 6118:2014.

Figura 4.14 – Relação do módulo de elasticidade com a resistência à compressão simples.

É possível observar que mesmo substituindo até 50% do agregado graúdo natural por ARC,

os valores experimentais superam o comportamento teórico, atendendo aos requisitos do

cálculo estrutural estabelecidos pela ABNT NBR 6118:2014.

4.4. Ensaios para avaliação da durabilidade

Nesta seção serão apresentados os resultados dos ensaios realizados para avaliar os concretos

no que se refere a alguns parâmetros de durabilidade, como a absorção de água por imersão,

absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica, carbonatação acelerada, migração de

cloretos no estado não estacionário e o efeito combinado da carbonatação acelerada e

migração de cloretos.

4.4.1. Absorção de água por imersão



Na Figura 4.15 estão apresentados os resultados obtidos no ensaio de absorção de água por

imersão aos 91 dias de idade, o qual fornece ainda o índice de vazios do concreto.

110

Figura 4.15 – Absorção de água por imersão e índice de vazios dos concretos produzidos para a análise do teor

de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

Pode-se observar um aumento de 72% na absorção de água do concreto utilizando 20% de

ARC (mistura normal) em relação ao concreto referência. Além disso, essa tendência de

crescimento também foi observada no índice de vazios. No entanto, a utilização da abordagem

de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland favoreceu uma redução 31% da

absorção de água, quando comparado ao CARC20-M. Por outro lado, a abordagem de mistura

dois estágios utilizando 100% de cimento Portland proporcionou o aumento da absorção de

8% quando comparado ao CARC20-M. Estes efeitos da abordagem de mistura dois estágios

também refletiram no índice de vazios.

O resultado negativo do CARC20-M-DE100 deve-se ao fato de ter considerado 100% da água

de absorção do ARC e utilizado um teor mais alto de cimento Portland na primeira etapa da

abordagem de mistura dois estágios, o que consequentemente dificultou a absorção total por

parte dos ARC. Em contrapartida, a abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento

Portland proporcionou melhorias na qualidade do concreto com ARC.

A análise de variância (ANOVA) dos valores de absorção de água por imersão e do índice de

vazios confirmou o efeito significativo do teor de cimento Portland utilizado na primeira

etapa da abordagem de mistura dois estágios, indicando Valor-p equivalente 0,0000 para

ambas as propriedades.

Conforme o teste de Duncan, todos os traços são estatisticamente distintos e se encontram em

grupos diferentes em relação à absorção de água por imersão. Se tratando dos índices de

3,08

5,29 5,70

4,03

7,36

12,13 12,65

9,31

0

3

6

9

12

15

0

3

6

9

12

15


Índ

ice

de

va

zio

s (%

)

Ab

sorç

ão

po

r im

ersã

o (

%)

Absorção por imersão Índice de vazios

111

vazios, o CREF e CARC20-M-DE25 diferem estatisticamente do todos os outros traços,

ocupando o nível de menor índice de vazios e o intermediário, respectivamente. Já os

concretos CARC20-M e CARC20-M-DE100 são estatisticamente iguais entre si em relação a

esta propriedade e ocupam o patamar de maior índice de vazios.



Na Figura 4.16 estão apresentados os resultados de absorção de água por imersão e índice de

vazios dos concretos aos 91 dias de idade, correlacionados com os valores de resistência à

compressão simples.

Figura 4.16 – Correlação entre a absorção de água por imersão e índice de vazios com a resistência à compressão

simples, aos 91 dias.

É notório um aumento de 72% e 39% da absorção de água por imersão dos concretos

CARC20-M e CARC50-M em relação ao CREF, respectivamente. Além disso, o índice de

vazios seguiu a mesma tendência da absorção de água por imersão. O aumento da absorção de

água do concreto utilizando agregado reciclado também foi verificado por Alexandridou et al.

(2018), o qual notou um aumento de 15% da absorção de água por imersão e 13% do volume

de poros abertos, no concreto com 25% de ARC.

Os autores Kwan et al. (2012), Alexandriou et al. (2018), Bhasya e Bharatkumar (2018) e

Nanya (2018) observaram que a absorção de água por imersão aumenta linearmente com a

44,4

39,4

41,8 41,6 43,1

3,08%

5,29%

4,03% 4,28% 4,35%

7,36%

12,13%

9,31% 9,84% 9,96%

0%

3%

6%

9%

12%

15%

20

25

30

35

40

45

50


Ab

sorç

ão

po

r im

ersã

o e

ín

dic

e d

e v

azi

os

(%)

Res

istê

nci

a à

co

mp

ress

ão

(M

Pa

)

Resistência à compressão simples Absorção por imersão Índice de vazios

112

porcentagem de substituição. De acordo com os autores, este aumento é atribuído à alta

capacidade de absorção do ARC e a interconexão da estrutura porosa.

Nesta pesquisa, o aumento da absorção de água por imersão e índice de vazios do CARC50-

M em menor proporção quando comparado ao CARC20-M, condiz com os resultados de

resistência à compressão, considerando que o CARC50-M apresentou maior resistência do

que o CARC20-M. Estes comportamentos não eram esperados, sendo que os bons resultados

do CARC50-M podem está associados à variabilidade do ARC que é influenciada desde a

origem até o seu processamento (abrasão).

A adoção do método de mistura dois estágios na produção do concreto com 20% de ARC

proporcionou uma redução na absorção de água por imersão e no índice de vazios de 31,3% e

30,3%, respectivamente, aos 91 dias de idade. Este fato também foi visto por Tam e Tam

(2007), os quais observaram uma redução da permeabilidade à água de 2,34% aos 28 dias de

idade, da mistura realizada pelo método TSMA (two-stage mixing approach) com 20% de

ARC em comparação à mistura realizada pelo método normal.

A análise de variância (ANOVA) indicou Valor-p de 0,0000 tanto para a absorção de água

por imersão quanto para o índice de vazios, apontando que a utilização da abordagem de

mistura dois estágios em concretos com 20% e 50% de ARC teve efeito significativo.

De acordo com o teste de Duncan, a absorção de água por imersão e o índice de vazios

apresentaram a mesma tendência em relação ao agrupamento dos concretos. O grupo com

menor patamar de absorção de água e índice de vazios é composto pelo CREF. O grupo com

valores intermediários para estas propriedades é composto pelo CARC20-M-DE25, CARC50-

M e CARC50-M-DE25. Ou seja, estes concretos se encontram em um patamar de valores

estatisticamente iguais. Já o grupo com maiores valores de absorção de água por imersão e

índice de vazios é composto pelo CARC20-M.

4.4.2. Absorção de água por capilaridade



A avaliação dos concretos em relação à absorção de água por capilaridade só foi realizada

para esta análise. Não foi possível fazer esta avaliação na “análise do teor de cimento Portland

na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios” devido a erros de ensaio e a falta de

113

tempo para refazê-lo. Na Figura 4.17 estão apresentados os resultados deste ensaio, seguidos

também da ascensão capilar.

Figura 4.17 – Absorção de água por capilaridade e ascensão capilar.

Pode-se notar um aumento de 67,6 e 94,6% da absorção capilar dos concretos CARC20-M e

CARC50-M em relação ao concreto referência, respectivamente. Este comportamento é

decorrente das características dos agregados reciclados e da presença de zonas de transição

mais fissuradas. Nanya (2018) também observou um crescimento linear da absorção por

capilaridade com o aumento do teor de ARC.

Logo, ao adotar a abordagem de mistura dois estágios para ambos os teores de ARC, foi

observada uma pequena redução da absorção capilar.

Ao realizar a análise de variância (ANOVA) foi obtido um Valor-p de 0,0001, apontando que

a abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC foi

significativa em relação à absorção por capilaridade.

De acordo com o teste de Duncan é possível observar que o CREF está localizado em um

grupo com o patamar de absorção capilar menor. Já os concretos CARC20-M-DE25,

CARC20-M e CARC50-M-DE25 estão em um patamar de absorção capilar intermediário,

estando este último também no grupo do nível de absorção capilar mais alta, juntamente com

o CARC50-M. O agrupamento indica que a abordagem de mistura dois estágios tende a levar

os concretos com agregados reciclados para um nível de absorção capilar menor.

0,37

0,62 0,61

0,72 0,65

47,84

58,60 58,57

74,71

61,82

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20


Asc

ensã

o c

ap

ila

r (m

m)

Ab

sorç

ão

po

r ca

pil

ari

da

de

(g/c

m²)

Absorção por capilaridade Ascensão capilar

114




A resistividade elétrica está relacionada à permeabilidade do concreto a fluidos e a

difusividade de íons através da porosidade do material. Quanto maior o valor da resistividade

elétrica, melhor é o concreto. Na Tabela 4.6 estão apresentados os dados obtidos nos ensaios

de resistividade elétrica (volumétrica e superficial).

Tabela 4.6 – Resistividade elétrica volumétrica e superficial.

Traço Resistividade elétrica

volumétrica (kΩ.cm)

Resistividade elétrica

superficial (kΩ.cm)

CREF 9,33 11,60

CARC20-M 6,83 8,10

CARC20-M-DE100 7,50 8,64

CARC20-M-DE25 7,65 10,52

De acordo com a Tabela 4.6, o CREF apresentou-se como sendo o concreto com melhor

qualidade em relação à resistividade elétrica (para ambos os métodos), no entanto os seus

valores de resistividade elétrica são relativamente baixos. O concreto com agregado reciclado

com mistura normal (CARC20-M) apresentou a menor resistividade. A tendência de

decréscimo da resistividade em concretos com agregados reciclados é atribuída à maior

permeabilidade, presença de argamassa residual e a disponibilidade de zonas de transições

danificadas. No estudo realizado por Sadati e Khayat (2018) em concretos com ARC também

foi observado o mesmo comportamento.

No entanto, a utilização de tratamentos nos agregados reciclados através da abordagem de

mistura dois estágios proporcionaram melhorias nesta propriedade, sendo notável o aumento

da resistividade, especialmente para o CARC20-M-DE25. O crescimento da resistividade

ocorreu devido à penetração da pasta de pré-molhagem nos poros do ARC, a qual densificou a

microestrutura e proporcionou melhorias na zona de transição.

A partir dos resultados de resistividade elétrica volumétrica, foi realizada a classificação dos

concretos quanto ao risco de corrosão e à penetração de cloretos, conforme apresentado na

Tabela 4.7.

115

Tabela 4.7 – Classificação quanto ao risco de corrosão e penetração de cloretos para os valores de resistividade

elétrica volumétrica dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da

abordagem de mistura dois estágios.

Traço Risco de corrosão Risco de corrosão

Classificação quanto

a penetração de

cloretos

CEB - 192 COST 509 AASHTO TP119:15

CREF Alto Alto Moderada

CARC20-M Alto Alto Moderada

CARC20-M-DE100 Alto Alto Moderada


De acordo com a norma CEB – 192 e o boletim europeu COST 509, todos os concretos foram

classificados como possuindo risco de corrosão alto. Já em relação à possibilidade de

penetração de cloretos, foram classificados como moderados, conforme a AASHTO

TP119:15. Os valores de resistividade elétrica superficial também foram classificados quanto

ao risco de corrosão. A classificação está apresentada na Tabela 4.8.

Tabela 4.8 – Classificação quanto ao risco de corrosão para os valores de resistividade elétrica superficial dos

concretos produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois

estágios.


CEB - 192 COST 509

CREF Baixo Moderado

CARC20-M Alto Alto

CARC20-M-DE100 Alto Alto

CARC20-M-DE25 Baixo Moderado

De acordo com a norma CEB – 192 e o boletim europeu COST 509, o concreto referência foi

classificado como possuindo risco de corrosão baixo e moderado, respectivamente. Já o

CARC20-M e CARC20-M-DE100 apresentaram risco de corrosão alto. O CARC20-M-DE25

apresentou risco de corrosão baixo e moderado conforme a norma CEB – 192 e o boletim

COST 509, respectivamente.

Analisando estatisticamente estes valores, a ANOVA indicou Valor-p de 0,0000 e 0,0168

para a resistividade elétrica volumétrica e superficial, respectivamente. Sendo assim, o teor de

substituição de 20% do agregado graúdo natural por agregado reciclado (mistura normal e

116

dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland) influenciou significativamente na

resistividade elétrica do concreto.

De acordo com o teste de Duncan, os concretos estão divididos em três grupos distintos,

conforme os valores de resistividade elétrica volumétrica. O CREF compõe o grupo com o

nível de resistividade elétrica mais alto. Os concretos produzidos com 20% ARC através da

abordagem de mistura dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland pertencem ao

mesmo grupo de resistividade volumétrica, não diferindo estatisticamente entre si. Já o

CARC20-M está inserido no grupo com o menor nível de resistividade elétrica volumétrica.

Se tratando da resistividade elétrica superficial, conforme o teste de Duncan, os concretos

estão divididos em três grupos conforme o patamar de valores. O grupo que engloba os

concretos com maiores valores de resistividade é composto pelo CREF e pelo CARC20-M-

DE25, sendo que este último também pertence ao grupo de valores intermediários juntamente

com o CARC20-M-DE100. Ou seja, quando se realiza a mistura dois estágios com 25% de

cimento Portland, na perspectiva de resistividade elétrica superficial, o concreto tende a se

igualar ao referência. Já o grupo que possui menores valores de resistividade, é composto

também pelo CAR20-M-DE100 e pelo CARC20-M.



Na Figura 4.18 estão apresentados os valores de resistividade elétrica volumétrica e

superficial correlacionados com os valores de resistência à compressão simples.

Conforme os valores, o CREF foi o que apresentou melhor característica para a resistividade

elétrica em ambos os métodos de ensaio, porém seus valores também foram baixos, bastante

próximos à resistividade dos demais concretos. Os teores de 20% e 50% de ARC em

concretos produzidos pela a abordagem de mistura normal tenderam a reduzir a resistividade

elétrica. Essa tendência de redução da resistividade elétrica em concretos com ARC também

foi verificada por diversos autores, como Nogueira (2015), Singh e Singh (2016), Silva (2017)

e Nanya (2018).

117

Figura 4.18 – Correlação entre a resistividade elétrica (volumétrica e superficial) e a resistência à compressão

simples, aos 91 dias.

A adoção da abordagem de mistura dois estágios proporcionou melhorias aos concretos com

ARC no que se refere à resistividade elétrica, considerando que os valores de resistividade

elétrica (volumétrica e superficial) aumentaram. Esta melhoria é atribuída à redução da

permeabilidade dos ARC em decorrência dos tratamentos utilizados, o que consequentemente

eleva a qualidade dos concretos.

Foi verificada uma correlação dos valores de resistividade elétrica e resistência à compressão

simples, de forma que os concretos com 50% de ARC, em ambos os métodos de mistura,

apresentaram maiores valores de resistividade elétrica quando comparados aos concretos com

20% de ARC, confirmando o efeito positivo da moagem dos agregados de resíduo de

concreto.

Na Tabela 4.9 está apresentada a classificação dos concretos quanto ao risco de corrosão e

penetração de cloretos, de acordo com os valores de resistividade elétrica volumétrica.

44,4

39,4 41,8 41,6

43,1

9,33 6,83 7,65 7,63 7,96

11,60

8,10 10,52 10,35 11,31

0

10

20

30

40

50

20

25

30

35

40

45

50


Res

isti

vid

ad

e el

étri

ca (

kΩ

.cm

)

Res

istê

nci

a à

co

mp

ress

ão

(M

Pa

)

Resistência à compressão simples Resistividade elétrica volumétrica

Resistividade elétrica superficial

118

Tabela 4.9 – Classificação quanto ao risco de corrosão e penetração de cloretos para os valores de resistividade

elétrica volumétrica dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em

concretos com diferentes teores de ARC.


Classificação quanto

a penetração de

cloretos

CEB – 192 COST 509 AASHTO TP119:15

CREF Alto Alto Moderada





Conforme com a norma CEB – 192 e o boletim europeu COST 509, todos os concretos foram

classificados como possuindo risco de corrosão alto. Já em relação à penetração de cloretos,

todos os concretos classificaram-se como possuindo probabilidade de penetração “moderada”.

Na Tabela 4.10 está apresentada a classificação dos concretos quanto ao risco de corrosão, de

acordo com os valores de resistividade elétrica superficial.

Tabela 4.10 – Classificação quanto ao risco de corrosão para os valores de resistividade elétrica superficial dos

concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com

diferentes teores de ARC.


CEB - 192 COST 509

CREF Baixo Moderado

CARC20-M Alto Alto


CARC50-M Baixo Moderado


De acordo com a norma CEB – 192 e o boletim europeu COST 509, todos os concretos com

exceção do CARC20-M, foram classificados como possuindo risco de corrosão baixo e

moderado, respectivamente. Já o CARC20-M apresentou risco de corrosão alto, o que pode

ser atribuído a variações de execução de ensaio, considerando que o valor de resistividade

elétrica superficial deste concreto está próximo aos valores dos demais concretos.

119

A análise de variância (ANOVA) indicou Valor-p de 0,0000 para ambas as resistividades

(volumétrica e superficial), o que significa que a abordagem de mistura dois estágios em

concretos com diferentes teores de ARC apresentou influência significativa.

De acordo com o teste de Duncan para os valores de resistividade elétrica volumétrica, foi

possível observar que o CREF integra o grupo com o maior patamar de resistividade. Já o

grupo com valores intermediários de resistividade é composto pelo CARC50-M-DE25,

CARC20-M-DE25 e CARC50-M, os quais não diferem estatisticamente entre si. O CARC20-

M compõe isoladamente o grupo de menor nível de resistividade elétrica volumétrica.

Considerando o teste de Duncan para os valores de resistividade elétrica superficial, foi

observado que o grupo de maior patamar de valores, além de ser composto pelo CREF

também conta com o CARC50-M-DE25. Nos grupos intermediários de resistividade elétrica

superficial estão aqueles que utilizaram a abordagem de mistura dois estágios e o CARC50-

M. Já o grupo com o menor nível de resistividade elétrica superficial continua sendo

composto pelo CARC20-M isoladamente, seguindo a mesma tendência da resistividade

elétrica volumétrica.

4.4.4. Carbonatação acelerada



O ensaio de carbonatação acelerada é importante para avaliar como o concreto armado se

comporta em ambientes com alta concentração de CO2, considerando que nestes lugares a

despassivação das armaduras por carbonatação acontecem com maior facilidade. Na Figura

4.19 estão apresentados os resultados obtidos nos ensaios de carbonatação acelerada aos 56 e

70 dias.

Os resultados apresentados na Figura 4.16 equivalem à média de 28 leituras realizadas nos

corpos de prova que foram submetidos à exposição de CO2. Foi possível observar que o

CARC20-M apresentou um aumento de 30,7% na frente de carbonatação em relação ao

concreto referência aos 70 dias, o que corrobora com Bravo et al. (2015), que afirmam que os

concretos com agregados reciclados possuem menor resistência à carbonatação do que o

convencional.

120

Figura 4.19 – Carbonatação acelerada aos 56 e 70 dias dos concretos produzidos para a análise do teor de

cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

A adoção da abordagem de mistura dois estágios com 100% de cimento Portland causou um

aumento da frente de carbonatação de 45,0% quando comparado ao CARC20-M aos 70 dias,

o que indica que piorou o comportamento do concreto no que se refere à resistência à

carbonatação. Já a abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland tendeu

a diminuir a frente de carbonatação em 3,2% quando comparado ao concreto com agregado

reciclado com mistura normal.

A análise de variância (ANOVA) indicou que a utilização de 20% de agregado reciclado

(mistura normal e dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland) não influenciou

significativamente no que se refere à frente de carbonatação, considerando que o Valor-p foi

equivalente a 0,4418 e 0,1957 para 56 e 70 dias, respectivamente.

Verificando o comportamento da carbonatação com a idade, a análise de variância (ANOVA)

indicou um Valor-p de 0,2410, o que vale mencionar que a idade (56 e 70 dias) não exerceu

influência significativamente no processo de carbonatação dos concretos.



Na Figura 4.20 estão apresentados os resultados da frente de carbonatação aos 56 e 70 dias

para os concretos produzidos com 20% e 50% de ARC, além do concreto referência.

3,46

4,35

5,88

4,12 3,91

5,11

7,42

4,95

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00


Fre

nte

de

carb

on

ata

ção

(m

m)

56 Dias 70 Dias

121

Figura 4.20 – Carbonatação acelerada aos 56 e 70 dias dos concretos produzidos para a análise do efeito da


É possível observar que ocorre um aumento da frente de carbonatação conforme se aumenta o

teor de ARC nos concretos produzidos pelo método de mistura normal (CARC20-M e

CARC50-M). Kou e Poon (2012), Bravo et al. (2015), Nanya (2018) e Alexandriou et al.

(2018) também constataram esse aumento da frente de carbonatação com o aumento do teor

de ARC no concreto. Esse aumento é atribuído à maior porosidade da argamassa aderida ao

ARC graúdo e à presença de zonas de transição mais danificadas, as quais tornam o concreto

mais permeável à penetração de agentes agressivos.

No entanto, ao produzir os concretos com os mesmos teores de ARC utilizando a abordagem

de mistura dois estágios, ocorreu a redução da frente de carbonatação. Pode-se inferir que a

abordagem de mistura dois estágios contribuiu para a melhoria da microestrutura porosa,

aumentando a resistência dos concretos à penetração de CO2.

A análise de variância (ANOVA) indicou um Valor-p de 0,5793 e 0,5907 para a frente de

carbonatação aos 56 e 70 dias, respectivamente. Ou seja, apesar destas observações o efeito da

abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC não foi

significativa estatisticamente.

Se tratando do comportamento da carbonatação com a evolução da idade, também foi

verificado que a influência não foi significativa, obtendo-se um Valor-p de 0,2440 por meio

da análise de variância (ANOVA).

3,46

4,35 4,12

5,42

3,88 3,91

5,11 4,95

6,40

4,53

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00


Fre

nte

de

carb

on

ata

ção

(m

m)

56 Dias 70 Dias

122

4.4.5. Migração de cloretos no estado não estacionário



A migração de cloretos no estado não estacionário foi realizada objetivando obter os

coeficientes de migração de cloretos, sendo este dado bastante representativo no que se refere

ao real mecanismo de transporte de cloretos no concreto. É válido destacar que quanto maior

o valor do coeficiente de migração de cloretos, pior é o desempenho do concreto. Na Figura

4.21 estão apresentados os resultados obtidos nos ensaios, sendo realizados aos 28 e 91 dias

de idade.

Figura 4.21 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias de idade dos concretos produzidos para a


É possível observar que em relação ao concreto referência, o CARC20-M apresentou um

aumento de 58,7% e 175,7% no coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias,

respectivamente. Estes resultados condizem com o estudo de Bravo et al. (2015), que falam

que a utilização de agregados reciclados no concreto implicam em um crescimento do

coeficiente de migração de cloretos em relação ao concreto convencional.

Com a utilização da abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland foi

notória uma diminuição desse coeficiente em relação ao CARC20-M, principalmente aos 91

dias, no qual a redução foi equivalente a 117,0%. Esta redução do coeficiente de migração de

1,38

2,19 2,38

2,11

0,37

1,02 1,08

0,47

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

CREF CARC20 - M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25

Co

efic

ien

te d

e m

igra

ção

d

e cl

ore

tos

(10

-12

m²/

s)

28 Dias 91 Dias

123

cloretos com a utilização de tratamentos nos ARC também foi verificada por Tam e Tam

(2007), os quais observaram uma redução de 22,78% e 0,70% da TSMA (two-stage mixing

approach) em relação ao método de mistura normal, aos 28 e 98 dias, respectivamente.

Por outro lado, a abordagem de mistura dois estágios com 100% de cimento Portland

apresentou um aumento de 8,7% e 5,9% do coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91

dias, respectivamente, em relação ao CARC20-M. O aumento é atribuído à maior

permeabilidade deste concreto, considerando que na primeira etapa da abordagem de mistura

dois estágios foi utilizado um maior teor de cimento Portland, o que dificultou a absorção da

pasta pelos agregados reciclados. Com isso, não ocorreu a densificação da microestrutura,

como era esperado.

É possível observar ainda que os coeficientes de migração de cloretos aos 91 dias de todos os

traços são menores do que os coeficientes aos 28 dias. Este fato pode ser associado ao

aumento dos produtos de hidratação do cimento que provavelmente refinou os poros e

dificultou a penetração de cloretos. A análise de variância (ANOVA) confirmou o efeito

significativo da idade em relação ao coeficiente de migração de cloretos, indicando um Valor-

p de 0,0000.

Apesar das observações, ao realizar a análise de variância (ANOVA) para os dados em

questão, foi indicado que a substituição de 20% de ARC no concreto (mistura normal e dois

estágios com 25% e 100% de cimento Portland) não exerceu efeito significativo,

considerando que o Valor-p foi equivalente a 0,1421 e 0,1019 para 28 e 91 dias,

respectivamente.



Na Figura 4.22 estão apresentados os coeficientes de migração de cloretos dos concretos

produzidos com 20% e 50% de ARC através de método de mistura normal e dois estágios.

É possível observar que há um aumento nos coeficientes de migração de cloretos à medida

que se aumenta o teor de ARC (utilizando o método de mistura normal). O aumento da

penetração de cloretos com o aumento do teor de ARC também foi constatado em diversas

pesquisas (KOU E POON, 2010; 2012; 2013; DIMITRIOU et al., 2018; BHASYA e

BHARATKUMAR, 2018).

124

Figura 4.22 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias de idade dos concretos produzidos para a

análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.

No entanto, ao realizar o tratamento nos ARC através da abordagem de mistura dois estágios,

é notória a redução destes coeficientes. Os resultados confirmam que assim como na

carbonatação, a adoção da abordagem de mistura dois estágios proporcionou a redução da

permeabilidade em relação ao ingresso de cloretos.

A análise de variância (ANOVA) indicou Valor-p de 0,0077 e 0,0598 para os coeficientes de

migração de cloretos aos 28 e 91 dias, respectivamente. Sendo assim, a abordagem de mistura

dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC teve efeito significativo para o

coeficiente de migração de cloretos aos 28 dias.

De acordo com o teste de Duncan para o coeficiente de migração de cloretos aos 28 dias, foi

possível observar que o CARC50-M, CARC20-M e o CARC20-M-DE25 não diferem

estatisticamente entre si e compõem o grupo com os maiores valores de coeficiente de

migração de cloretos. O grupo com valores intermediários de coeficiente de migração de

cloretos também é composto pelo CARC20-M e CARC20-M-DE25, acrescido do CARC50-

M-DE25. Já o grupo com os menores valores de coeficiente de migração de cloretos é

composto pelo CREF e pelo CARC50-M-DE25, indicando a tendência dos concretos com

ARC produzidos através da abordagem de mistura dois estágios de se igualarem ao CREF no

que se refere à penetração de cloretos.

1,38

2,19 2,11

2,75

1,54

0,37

1,02

0,47

1,30

0,42

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00


Coef

icie

nte

de

mig

raçã

o d

e cl

ore

tos

(10

-12

m²/

s)

28 Dias 91 Dias

125

Em relação ao comportamento do coeficiente de migração de cloretos com a evolução da

idade, a análise de variância (ANOVA) indicou que a idade influenciou significativamente

neste parâmetro, fornecendo um Valor-p equivalente a 0,0000.

4.4.6. Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos

no estado não estacionário



O estudo do efeito combinado do dióxido de carbono e cloretos no concreto foi realizado

considerando a premissa de que o que ocorre geralmente é a ação simultânea de agentes

externos.

Na Figura 4.23 estão apresentados os resultados do coeficiente de migração de cloretos

isoladamente (sem carbonatação) e os resultados do coeficiente de migração de cloretos dos

concretos após a carbonatação acelerada. Apesar dos resultados do coeficiente de migração de

cloretos já terem sido mostrados anteriormente, foram apresentados novamente para comparar

com os resultados do efeito combinado.

É importante destacar que os concretos (sem carbonatação) que sofreram migração de cloretos

aos 91 dias de idade, ficaram em cura úmida por 91 dias até a realização do ensaio. Já os

concretos (com carbonatação), permaneceram em cura úmida por 28 dias, e posteriormente,

passaram pelas etapas de pré-condicionamento, carbonatação acelerada e, por fim, a migração

de cloretos aos 91 dias de idade.

Pode-se observar que os concretos com carbonatação apresentaram coeficientes de migração

de cloretos maiores que os concretos sem carbonatação aos 91 dias, indicando que a

carbonatação influenciou mais do que o tempo de cura nesse resultado. De acordo com Bolina

(2008), este comportamento deve-se à redução do pH dos concretos, ocasionado pela

carbonatação, que desestabiliza os cloretos combinados e disponibiliza maior quantidade de

cloretos livres para a solução porosa dos concretos, aumentando, desta forma, o processo de

difusão para o interior da estrutura e elevando o coeficiente de migração de cloretos.

Em relação aos concretos com 91 dias sem carbonatação, os concretos carbonatados

apresentaram aumento no coeficiente de migração de cloretos de 389,2%, 183,3%, 175,9% e

416,9% para CREF, CARC20-M, CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25, respectivamente.

126

Figura 4.23 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias (sem e com carbonatação) dos concretos

produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

É notório ainda que todos os concretos com carbonatação aos 91 dias também superaram o

coeficiente de migração de cloretos dos concretos sem carbonatação aos 28 dias, confirmando

que a carbonatação contribuiu mais com a penetração de cloretos do que a idade dos

concretos.

Observou-se que o CARC20-M apresentou coeficientes de migração de cloretos maiores do

que o CREF em todas as análises (migração de cloretos isoladamente e combinada com

carbonatação). Logo, ao utilizar a abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento

Portland, houve uma melhoria do concreto em relação ao ataque de cloretos. Por outro lado, a

abordagem de mistura dois estágios com 100% de cimento Portland majorou a penetração de

cloretos em todas as idades (sem e com carbonatação).

A análise de variância (ANOVA) indicou que a substituição de 20% de ARC (mistura normal

e dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland) influenciou significativamente na ação

combinada de carbonatação e migração de cloretos, considerando que o Valor-p foi

correspondente a 0,0042. Com isso, foi realizado o teste de Duncan buscando agrupar os

traços que não diferem estatisticamente entre si, em relação ao coeficiente de migração de

cloretos aos 91 dias (com carbonatação).

1,81

2,89 2,98 2,74

1,38

2,19 2,38 2,11

0,37

1,02 1,08

0,47

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

CREF CARC20 - M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25

Co

efic

ien

te d

e m

igra

ção

d

e cl

ore

tos

(10

-12

m²/

s)

91 Dias (com carbonatação) 28 Dias (sem carbonatação) 91 Dias (sem carbonatação)

127

De acordo com o teste de Duncan, os traços foram divididos em dois grupos conforme o nível

do coeficiente de migração de cloretos. O grupo composto pelo concreto referência

apresentou o menor coeficiente de migração de cloretos. Já o grupo com maiores coeficientes

de migração de cloretos envolveu os concretos que não diferem estatisticamente entre si

(CARC20-M-DE25, CARC20-M e o CARC20-M-DE100).



Na Figura 4.24 estão apresentados os coeficientes de migração de cloretos aos 28 e 91 dias

(sem e com carbonatação) dos concretos produzidos com 20% e 50% de ARC através da

abordagem de mistura normal e dois estágios.

Figura 4.24 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias (sem e com carbonatação) dos concretos

produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de

ARC.

É possível observar que os concretos produzidos com ARC apresentaram coeficiente de

migração de cloretos superior ao concreto referência em todas as idades (sem e com

carbonatação).

Além disso, é notório o aumento do coeficiente de migração de cloretos, conforme se aumenta

o teor de ARC nos concretos produzidos pelo método de mistura normal. No entanto, a

abordagem de mistura dois estágios proporcionou a redução destes coeficientes em ambos os

teores de ARC (20% e 50%) para todas as idades (sem e com carbonatação).

1,81

2,89 2,74

2,94

2,17

1,38

2,19 2,11

2,75

1,54

0,37

1,02

0,47

1,30

0,42

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00


Coef

icie

nte

de

mig

raçã

o d

e cl

ore

tos

(10

-12 m

²/s)

91 Dias (com carbonatação) 28 Dias (sem carbonatação) 91 Dias (sem carbonatação)

128

Comparando os concretos aos 91 dias (sem e com carbonatação), também é observado que os

concretos carbonatados apresentaram coeficientes de migração de cloretos superiores aos que

não passaram pelo processo de carbonatação. Este comportamento além de ser atribuído a

redução do pH do concreto pelo processo de carbonatação, também deve-se ao refinamento

dos poros. Além disso, os concretos com carbonatação aos 91 dias também superaram o

coeficiente de migração de cloretos dos concretos sem carbonatação aos 28 dias.

A análise de variância (ANOVA) indicou Valor-p equivalente a 0,0002, apontando que a

abordagem de mistura dois estágios em concretos com 20% e 50% de ARC foi significativa

em relação ao efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos.

Conforme o teste de Duncan, os concretos foram divididos em dois grupos, conforme os

valores do coeficiente de migração de cloretos. O CREF e o CARC50-M-DE25 são

pertencentes ao grupo com menor nível de coeficiente de migração de cloretos e não diferem

estatisticamente entre si. Já os concretos CARC20-M-DE25, CARC20-M e CARC50-M são

estatisticamente equivalentes e pertencem ao grupo dos coeficientes de migração de cloretos

mais elevados.

4.5. Zona de transição interfacial

4.5.1. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

Nas Figuras 4.25, 4.26 e 4.27 estão apresentadas as amostras analisadas e suas respectivas

imagens de microscopia eletrônica de varredura das zonas de transição interfaciais.

Figura 4.25 – Amostra CARC20-M (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição interfacial.

129

Figura 4.26 – Amostra CARC20-M-DE100 (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição interfacial.

Figura 4.27 – Amostra CARC20-M-DE25 (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição interfacial.

A partir das imagens do MEV (Figuras 4.25, 4.26 e 4.27), é possível observar que há

diferenças nas zonas de transição das amostras analisadas. A nova zona de transição da

amostra CARC20-M (Figura 4.25) apresenta-se mais fissurada e desagregada do restante da

matriz quando comparada as outras amostras (CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25). Este

fato provavelmente deve-se ao procedimento de mistura utilizado, considerando que este

concreto não utilizou a abordagem de mistura dois estágios.

Em contrapartida, a amostra CARC20-M-DE100 (Figura 4.26) apesar de ainda possuir uma

zona de transição fissurada, já apresentou melhorias quando comparada a amostra CARC20-

M. Neste caso, aproximadamente metade da zona de transição entre o ARC e a nova

130

argamassa encontra-se mais homogênea, indicando que a abordagem de mistura dois estágios

com 100% de cimento Portland proporcionou uma tendência de melhoria nas características

desta região.

Já analisando a Figura 4.27 (CARC20-M-DE25), é notória a maior homogeneidade da matriz

do concreto quando comparada às amostras CARC20-M e CARC20-M-DE100. Nessa

análise, a imagem da microscopia eletrônica de varredura confirma o efeito positivo da

abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland. Ou seja, é possível

afirmar que a adoção do menor teor de cimento Portland (25%) na primeira etapa da

abordagem de mistura dois estágios proporcionou a penetração da pasta para o interior dos

poros, gerando uma matriz mais densa e com melhor ligação na região da zona de transição

interfacial.

Desta forma, pode-se confirmar por meio das imagens do MEV e dos outros resultados dos

ensaios realizados ao longo desta pesquisa, que o efeito negativo da utilização de ARC na

produção de novos concretos é atribuído majoritariamente à má ligação entre o ARC e a nova

argamassa do concreto produzido.

4.6. Resumo dos principais resultados

Na análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura

dois estágios, avaliando o comportamento no estado fresco, foi constatado que ambos

os teores de cimento Portland (100% e 25%) contribuíram para a redução da massa

específica do concreto com 20% de ARC. No entanto, no concreto CARC20-M-

DE100 a redução foi mais expressiva.

Na avaliação do comportamento dos concretos em relação às propriedades mecânicas,

constatou-se que a utilização do teor de 25% de cimento Portland na primeira etapa da

abordagem de mistura dois estágios, apresentou vantagens em relação ao teor de

100%, na resistência à compressão simples. Na resistência à tração por compressão

diametral, os resultados não apresentaram diferenças significativas. Já no módulo

estático de elasticidade à compressão, foi constatada uma redução quando se adotou o

método de mistura dois estágios, especialmente com 100% de cimento Portland.

Se tratando dos parâmetros de durabilidade da análise do teor de cimento Portland na

primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios, foi constatada a redução da

absorção de água por imersão, índice de vazios, frente de carbonatação, coeficiente de

131

migração de cloretos (sem carbonatação) e coeficiente de migração de cloretos (com

carbonatação) do concreto produzido por meio da abordagem de mistura dois estágios

com 25% de cimento Portland, quando comparado ao preparado pelo método de

mistura normal. Já o teor de 100% de cimento Portland na abordagem de mistura dois

estágios, majorou todos os valores. Além disso, o CARC20-M-DE25 também

proporcionou aumento na resistividade elétrica, quando comparado ao CARC20-M.

As imagens de microscopia eletrônica de varredura confirmaram o efeito positivo da

abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland na melhoria da

zona de transição interfacial. Este teor apresentou-se como o mais vantajoso quando

comparado à utilização de 100% de cimento Portland na primeira etapa da abordagem

de mistura dois estágios.

Na análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com

diferentes teores de ARC, foi observado um decréscimo da massa específica no estado

fresco nos concretos produzidos por esse método, em ambos os teores de substituição

de ARC (20% e 50%).

Se tratando das propriedades mecânicas, constatou-se que aos 28 dias os concretos

produzidos pelo método de mistura normal (com 20% e 50% de ARC) apresentaram

resistência à compressão simples superior a aqueles produzidos pelo método de

mistura dois estágios. No entanto, aos 91 dias a abordagem de mistura dois estágios

apresentou efeito positivo, superando a resistência à compressão simples dos

concretos produzidos pelo método de mistura convencional. Além disso, foi observado

ainda que os concretos com 50% de ARC apresentaram resistência à compressão

superior aos concretos com 20% de ARC. Este fato foi atribuído à heterogeneidade do

material e ao efeito da moagem, que durante o processo de abrasão removeu as

partículas de argamassa antiga, melhorando a qualidade dos agregados.

Os concretos apresentaram similaridade no que se refere à resistência à tração por

compressão diametral. Foi observado que o módulo estático de elasticidade à

compressão decresceu conforme se aumentou o teor de ARC nos concretos.

Constatou-se que o concreto dosado pelo método de mistura normal com 20% de ARC

apresentou absorção de água por imersão e índice de vazios superior ao concreto com

50% de ARC. Estes resultados corroboraram com os resultados de resistência à

compressão simples e foram atribuídos ao efeito da moagem dos ARC. A abordagem

de mistura dois estágios proporcionou a redução da absorção de água por imersão e

132

índice de vazios do concreto com 20% de ARC. No entanto, os concretos com 50% de

ARC (mistura normal e dois estágios) apresentaram-se como sendo iguais

estatisticamente em relação a estes parâmetros.

Já na absorção capilar foi verificado um crescimento de acordo com o aumento do teor

de ARC no concreto. Logo, a adoção da abordagem de mistura dois estágios para

ambos os teores de ARC, proporcionou a redução.

Se tratando da resistividade elétrica, foi averiguado que a utilização de ARC no

concreto tendeu a prejudicar esta propriedade. O concreto com 50% de ARC

produzido pelo método de mistura normal obteve resistividade elétrica superior ao

concreto com 20% de ARC. Além disso, a abordagem de mistura dois estágios

proporcionou melhoria referente à resistividade elétrica para ambos os concretos (com

20% e 50% de ARC).

Avaliando o comportamento em relação à carbonatação acelerada, migração de

cloretos e ao efeito combinado destes dois, foi observado o aumento da frente de

carbonatação e do coeficiente de migração de cloretos conforme se aumentou o teor de

ARC. No entanto, a abordagem de mistura dois estágios trouxe a redução desses

valores, especialmente no concreto com 50% de ARC. Comparando os concretos aos

91 dias com carbonatação (efeito combinado) e sem carbonatação, foi observado que

os que não passaram pelo processo de carbonatação apresentaram coeficientes de

migração de cloretos mais baixos. Além disso, os concretos carbonatados aos 91 dias

também superaram o coeficiente de migração de cloretos dos concretos sem

carbonatação aos 28 dias.

Na Tabela 4.11 está apresentado um resumo de todos os resultados obtidos nos ensaios de

propriedades mecânicas e durabilidade do programa experimental desta pesquisa.

133

Tabela 4.11 – Resumo dos resultados obtidos nos ensaios de propriedades mecânicas e durabilidade.

Traço

Resistência à compressão

simples (MPa)

Resis-

tência à

tração

por

com-

pressão

diame-

tral

(MPa)

Módulo

estático

de

elastici-

dade à

com-

pressão

(Gpa)

Absor-

ção por

imersão

(%)

Índice

de

vazios

(%)

Absor-

ção por

capila-

ridade

(g/cm²)

Ascen-

são

capilar

(mm)

Resistivi

dade

elétrica

volume-

trica

(kΩ.cm)

Resistivi

dade

elétrica

super-

ficial

(kΩ.cm)

Frente de carbona-

tação (mm)

Coeficiente de

migração de

cloretos (10¯¹²

m²/s)

Coeficiente

de migração

de cloretos-

com

carbonata-

ção (10¯¹²

m²/s)

7 dias 28 dias 91 dias 28 dias 28 dias 91 dias 91 dias 91 dias 91 dias 91 dias 91 dias 56 dias 70 dias 28 dias 91 dias 91 dias

CREF 40,6 42,5 44,4 4,1 42,2 3,08 7,36 0,37 47,84 9,33 11,60 3,46 3,91 1,38 0,37 1,81

CARC20-

SM 27,4 35,7 36,9 - - - - - - - - - - - - -

CARC20-

M 29,8 38,0 39,4 4,6 40,2 5,29 12,13 0,62 58,60 6,83 8,10 4,35 5,11 2,19 1,02 2,89

CARC20-

M-DE25 28,8 37,5 41,8 3,9 38,0 4,03 9,31 0,61 58,57 7,65 10,52 4,12 4,95 2,11 0,47 2,74

CARC20-

M-DE100 27,0 36,5 41,0 4,3 32,3 5,70 12,65 - - 7,50 8,64 5,88 7,42 2,38 1,08 2,98

CARC50-

SM 25,2 32,1 34,2 - - - - - - - - - - - - -

CARC50-

M 35,5 40,6 41,6 4,5 35,4 4,28 9,84 0,72 74,71 7,63 10,35 5,42 6,40 2,75 1,30 2,94

CARC50-

M-DE25 32,4 39,8 43,1 4,0 36,0 4,35 9,96 0,65 61,82 7,96 11,31 3,88 4,53 1,54 0,42 2,17

134

5. CONCLUSÃO

Neste capítulo são apresentadas as conclusões relacionadas à pesquisa desenvolvida, a qual

teve como enfoque a avaliação da durabilidade de concretos com agregados de resíduo de

concreto (ARC) submetidos a tratamentos.

Foi observado que a utilização da abordagem de mistura dois estágios com 25% e 100% de

cimento Portland tendeu a reduzir a massa específica no estado fresco dos concretos

produzidos com ARC. Além disso, os concretos com ARC tenderam a perder a consistência

mais rapidamente, quando comparados ao concreto referência, devido às características dos

agregados de resíduo de concreto.

A utilização de 25% de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois

estágios proporcionou melhorias na resistência à compressão simples aos 91 dias de idade.

Nos resultados de resistência à tração por compressão diametral não foram observadas

diferenças significativas entre os concretos. Já no módulo estático de elasticidade à

compressão, foi constatada uma redução quando se adotou o método de mistura dois estágios,

especialmente com 100% de cimento Portland.

Se tratando da durabilidade, o concreto produzido utilizando a abordagem de mistura dois

estágios com 25% de cimento Portland proporcionou melhorias em todos os parâmetros

analisados. Já o concreto produzido por meio da abordagem de mistura dois estágios com

100% de cimento Portland apresentou resultados insatisfatórios quando comparado ao

preparado pelo método de mistura normal.

A melhoria do concreto produzido pela abordagem de mistura dois estágios com 25% de

cimento Portland foi atribuída ao fato dele possuir um menor teor de cimento Portland no

processo de pré-mistura (1º estágio), o que favoreceu a absorção do ARC. Consequentemente

a matriz deste concreto apresentou uma microestrutura mais densa e uma melhor ligação na

zona de transição interfacial, conforme foi apresentado nas imagens de microscopia eletrônica

de varredura. Já o efeito negativo do concreto produzido pela abordagem de mistura dois

estágios com 100% de cimento Portland, foi associado à dificuldade de absorção total da água

de compensação por parte dos agregados reciclados, o que consequentemente aumentou a

relação a/c do concreto.

135

Na análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes

teores de ARC, foi observado que os concretos produzidos por este método apresentaram

efeitos positivos na resistência à compressão simples aos 91 dias de idade. Além disso, os

concretos com 50% de ARC apresentaram resistência à compressão superior aos concretos

com 20% de ARC. Estes bons resultados foram atribuídos à variabilidade do ARC que é

influenciada desde a origem até o seu processamento (abrasão), comprovado na análise do

efeito da moagem dos ARC. Os resultados de resistência à tração por compressão diametral

foram satisfatórios, considerando a substituição de até 50% do agregado graúdo natural por

ARC não proporcionou diferenças significativas em relação ao concreto referência.

Foi observada uma tendência de redução do módulo de elasticidade nos concretos produzidos

com ARC, conforme se aumentou o teor de agregados de resíduo de concreto. A redução foi

atribuída ao aumento do teor de substituição e ao baixo módulo de elasticidade e resistência

do próprio agregado reciclado.

O concreto com 50% de ARC apresentou melhor comportamento quando comparado ao

concreto produzido com 20% de ARC, em relação à absorção de água por imersão, índice de

vazios e resistividade elétrica. Estes comportamentos mais uma vez confirmaram o efeito

positivo da moagem dos ARC, a qual removeu parte da argamassa antiga aderida aos

agregados e melhorou a qualidade.

Já nos ensaios de absorção de água por capilaridade, carbonatação acelerada, migração de

cloretos e no efeito combinado destes dois últimos, os concretos produzidos por meio da

abordagem de mistura normal apresentaram respostas negativas, conforme se aumentou o teor

de ARC. Estes comportamentos foram atribuídos à presença de zonas de transição mais

danificadas, as quais favoreceram a penetração de agentes agressivos. No entanto, a

abordagem de mistura dois estágios trouxe melhorias, conforme foi apresentado no ensaio de

microscopia eletrônica de varredura.

Diante do exposto, pode-se concluir que a adoção de tratamentos como a moagem dos

agregados de resíduo de concreto e a abordagem de mistura dois estágios, são métodos que

proporcionam melhorias nos concretos produzidos com ARC, tanto nas propriedades

mecânicas quanto na durabilidade deste material.

Desta forma, espera-se que os resultados deste trabalho contribuam com os estudos

desenvolvidos sobre a utilização de ARC na produção de concretos, apresentando a utilização

136

desses tratamentos como uma alternativa viável para possibilitar uma futura produção de

concretos para fins estruturais.

5.1. Recomendações para Trabalhos Futuros

Avaliar a durabilidade dos concretos produzidos por meio da abordagem de mistura

dois estágios, sem o processo de moagem nos agregados de resíduo de concreto;

Avaliar os concretos com ARC produzidos por meio da abordagem de mistura dois

estágios, compensando apenas 80% da água de absorção dos agregados reciclados;

Pesquisar o teor ideal de cimento Portland a ser utilizado na primeira etapa da

abordagem de mistura dois estágios;

Determinar o teor de cloretos nos concretos submetidos ao ensaio de migração de

cloretos no estado não estacionário.

137

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147

APÊNDICES

Tabela A.1 – Valores individuais de resistência à compressão simples (MPa).

IDADE CREF CARC20-

SM CARC20-

M CARC20-

M-DE25 CARC20-

M-DE100 CARC50-

SM CARC50-

M CARC50-

M-DE25

7 DIAS

41,4 27,2 29,6 28,9 24,9 28,3 35,5 27,2

38,9 28,1 29,5 28,7 27,8 24,2 33,5 34,0

41,5 26,8 30,3 28,8 28,3 23,2 37,5 36,1 Média

(MPa) 40,6 27,4 29,8 28,8 27,0 25,2 35,5 32,4

Desvio

Padrão 1,5 0,7 0,4 0,1 1,8 2,7 2,0 4,7

28 DIAS

39,8 34,5 42,3 37 38,9 30,7 42,8 44,6

41,5 38,8 35,5 34,4 38,6 37,5 43,6 34,1

46,2 33,8 36,1 41,2 31,9 28 35,3 40,6 Média

(MPa) 42,5 35,7 38,0 37,5 36,5 32,1 40,6 39,8

Desvio

Padrão 3,3 2,7 3,8 3,4 4,0 4,9 4,6 5,3

91 DIAS

48,3 34,5 36,2 40,6 41,1 32,6 41,4 43,1

40,5 37,4 45,5 41,2 38,9 36,7 41,6 43,4

44,5 38,9 36,5 43,6 42,9 33,2 41,8 42,9 Média

(MPa) 44,4 36,9 39,4 41,8 41,0 34,2 41,6 43,1

Desvio

Padrão 3,9 2,2 5,3 1,6 2,0 2,2 0,2 0,3

Tabela A.2 – Valores individuais de resistência à tração por compressão diametral (MPa).

IDADE CREF CARC20-

M CARC20-

M-DE25 CARC20-

M-DE100 CARC50-

M CARC50-

M-DE25

28 DIAS

3,3 5,1 3,8 4,4 4,5 3,8

5,2 4,6 3,5 4,1 4,2 3,3

3,7 4,1 4,3 4,4 4,7 4,9

Média (MPa) 4,1 4,6 3,9 4,3 4,5 4,0

Desvio Padrão 1,0 0,5 0,4 0,2 0,3 0,8

148

Tabela A.3 – Valores individuais de módulo estático de elasticidade à compressão (GPa).

IDADE CREF CARC20-

M CARC20-

M-DE25 CARC20-

M-DE100 CARC50-

M CARC50-

M-DE25

28 DIAS

42,3 40,1 36,6 33 36 34,4

41,6 41,8 38,6 32,8 34,9 37,1

42,6 38,7 38,7 31,1 35,4 36,6

Média (GPa) 42,2 40,2 38,0 32,3 35,4 36,0

Desvio

Padrão 0,5 1,6 1,2 1,0 0,6 1,4

Tabela A.4 – Valores individuais de absorção de água por imersão (%) e índice de vazios (%).

TRAÇO Absorção de água por imersão

(%) Índice de vazios (%)

CREF

3,08 7,37

3,10 7,38

3,06 7,32

Média 3,08 7,36

Desvio Padrão 0,02 0,03

CARC20-M

5,29 12,12

5,32 12,20

5,26 12,06

Média 5,29 12,13


CARC20-M-DE25

3,68 8,61

4,07 9,42

4,33 9,89

Média 4,03 9,31


CARC20-M-DE100

5,86 12,91

5,60 12,50

5,64 12,55

Média 5,70 12,65


CARC50-M

4,09 9,47

4,48 10,22

4,27 9,83

Média 4,28 9,84


CARC50-M-DE25

4,53 10,29

4,16 9,58

4,37 10,00

Média 4,35 9,96


149

Tabela A.5 – Valores individuais de absorção de água por capilaridade (g/cm²) e ascensão capilar (mm).

Absorção de

água por

capilaridade

(g/cm²)

CREF CARC20-M CARC20-

M-DE25 CARC50-M

CARC50-

M-DE25

0,37 0,58 0,60 0,74 0,64

0,36 0,55 0,55 0,72 0,64

0,38 0,73 0,67 0,70 0,67

Média 0,37 0,62 0,61 0,72 0,65

Desvio Padrão 0,01 0,10 0,06 0,02 0,02

Ascensão capilar

(mm)

48,35 52,83 50,32 76,25 62,97

47,25 49,63 61,71 75,48 61,82

47,93 73,35 63,67 72,39 60,67

Média 47,84 58,60 58,57 74,71 61,82

Desvio Padrão 0,56 12,87 7,21 2,04 1,15

Tabela A.6 – Valores individuais de resistividade elétrica volumétrica (kΩ.cm).

Resistividade

elétrica

volumétrica

(kΩ.cm)

CREF CARC20-

M CARC20-

M-DE25 CARC20-M-

DE100 CARC50-

M CARC50-

M-DE25

9,64 6,64 7,77 7,40 7,76 8,16

9,58 6,64 7,82 7,39 7,77 8,20

9,53 6,60 7,80 7,38 7,76 8,21

9,55 6,59 7,76 7,36 7,76 8,23

9,51 6,59 7,76 7,36 7,78 8,21

9,24 6,96 7,57 7,69 7,40 8,01

9,22 6,94 7,59 7,69 7,39 7,97

9,22 6,94 7,57 7,69 7,40 7,97

9,21 6,95 7,59 7,68 7,38 7,99

9,20 6,98 7,60 7,66 7,39 7,97

9,22 6,92 7,59 7,44 7,75 7,71

9,20 6,94 7,58 7,46 7,74 7,69

9,17 6,95 7,59 7,44 7,74 7,69

9,22 6,90 7,60 7,43 7,72 7,68

9,21 6,93 7,60 7,43 7,75 7,66

Média 9,33 6,83 7,65 7,50 7,63 7,96

Desvio

Padrão 0,17 0,16 0,10 0,14 0,18 0,22

150

Tabela A.7 – Valores individuais de resistividade elétrica superficial (kΩ.cm).

Resistividade

elétrica

superficial

(kΩ.cm)

CREF CARC20-

M CARC20-

M-DE25 CARC20-

M-DE100 CARC50-

M CARC50-

M-DE25

11,51 8,81 10,39 6,16 10,68 11,95

11,31 8,72 10,50 6,30 10,31 12,05

10,96 8,22 10,51 6,58 10,76 11,90

11,26 7,74 10,21 6,55 10,74 11,73

11,11 7,39 10,66 6,93 10,72 11,66

11,56 7,69 10,84 10,59 9,79 11,09

11,24 7,72 10,38 10,47 9,73 11,06

11,21 7,80 10,39 10,57 9,37 11,14

10,50 7,34 9,84 10,59 10,67 11,04

10,96 7,37 9,86 10,55 10,69 10,95

12,31 9,23 9,54 8,84 10,34 11,00

12,57 8,79 10,69 8,86 10,39 11,02

12,50 8,38 11,03 8,91 10,33 11,00

12,21 8,09 11,50 8,92 10,35 11,03

12,74 8,27 11,51 8,83 10,31 11,06

Média 11,60 8,10 10,52 8,64 10,35 11,31

Desvio

Padrão 0,69 0,59 0,56 1,73 0,42 0,41

151

Tabela A.8 – Valores individuais da frente de carbonatação dos concretos (mm).

56 dias 70 dias

Leituras CREF CARC20-

M

CARC20-M-

DE25

CARC20-

M-DE100

CARC50-

M

CARC50-M-

DE25 CREF

CARC20-

M

CARC20-

M-DE25

CARC20-

M-DE100 CARC50-M

CARC50-

M-DE25

1 1,25 2,50 4,97 4,63 5,20 4,03 1,39 7,76 4,31 5,68 6,85 4,05

2 2,80 2,33 3,53 6,97 7,08 6,80 2,19 5,70 2,03 7,40 8,53 3,63

3 4,55 1,94 2,50 7,68 5,10 2,80 2,27 7,84 5,23 6,24 7,35 6,77

4 2,07 4,30 2,48 3,60 5,78 3,13 2,21 4,87 4,50 5,64 10,23 3,87

5 0,97 2,33 2,91 9,49 7,95 5,11 3,51 4,08 5,06 7,60 6,20 3,73

6 2,20 4,66 2,05 7,97 7,78 3,04 3,16 3,41 3,20 6,97 6,03 3,40

7 2,65 3,80 2,98 4,44 5,63 3,86 4,67 3,25 6,37 6,11 3,94 2,74

8 2,64 4,56 2,30 4,38 3,89 3,19 1,09 5,26 2,71 6,62 5,33 4,57

9 3,53 3,63 4,70 6,14 5,18 4,41 2,46 8,14 5,57 8,61 6,36 4,09

10 2,55 5,10 2,63 3,96 4,15 4,04 1,60 5,29 6,77 11,34 5,09 4,04

11 2,74 4,19 5,26 4,69 6,42 3,09 9,76 3,60 2,45 8,28 3,37 4,22

12 1,97 5,11 2,89 9,72 5,06 3,59 6,04 4,37 2,76 7,39 5,23 4,15

13 4,14 3,43 2,08 5,59 4,25 4,60 1,96 3,87 4,47 7,87 5,88 5,15

14 2,47 4,32 4,43 4,50 6,38 3,71 2,50 3,96 3,07 7,57 13,32 5,28

15 1,84 5,88 5,90 6,10 4,50 2,92 2,72 5,13 3,08 5,74 5,00 2,78

16 3,32 6,10 6,36 6,17 3,80 2,51 8,44 4,58 6,30 6,61 5,59 4,93

17 2,10 4,99 5,54 5,79 4,81 3,33 8,42 3,93 3,68 7,95 3,60 5,50

18 3,13 4,45 5,46 6,68 3,74 3,16 4,53 5,54 3,36 7,30 4,51 5,16

19 7,65 4,95 5,49 6,29 5,18 2,61 3,01 4,50 5,93 6,96 5,19 5,88

20 4,57 3,26 5,62 7,61 5,68 4,36 8,50 6,35 3,65 7,55 6,37 8,90

21 10,46 4,96 5,22 2,36 5,66 4,04 3,63 4,25 5,54 5,68 6,13 5,26

22 8,86 5,75 3,79 5,76 7,30 4,87 3,06 5,90 9,73 4,82 8,32 3,83

23 5,79 6,78 2,81 4,08 5,71 3,48 3,47 5,21 6,06 6,65 5,77 3,71

24 3,35 4,52 4,43 4,83 4,29 2,93 3,65 7,86 7,87 8,89 5,28 4,41

25 2,54 3,54 5,04 10,51 6,09 5,07 3,43 5,97 7,39 6,73 6,03 5,01

26 1,18 4,76 5,35 7,88 6,03 4,95 2,01 3,46 6,59 9,23 10,91 4,56

27 1,57 5,52 3,65 3,70 3,89 3,89 5,20 4,74 5,55 9,41 6,76 4,28

28 3,87 4,24 5,07 3,07 5,11 5,10 4,67 4,23 5,25 10,82 6,03 3,03

Média 3,46 4,35 4,12 5,88 5,42 3,88 3,91 5,11 4,95 7,42 6,40 4,53

Desvio Padrão 2,27 1,19 1,35 2,05 1,18 0,98 2,34 1,42 1,85 1,54 2,19 1,26

152

Tabela A.9 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos concretos aos 28 dias (sem carbonatação).

CONCRETO CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC20-M-

DE100 CARC50-M

CARC50-M-

DE25

Tempo de ensaio (h) 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

Tensão inicial (V) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

Corrente p/ 30 V (mA) 79,9 75,0 78,1 119,4 120,0 94,0 118,9 104,7 102,2 120,0 130,0 137,0 90,1 112,3 103,8 75,4 78,9 89,4

Nova Tensão (V) 25 25 25 20 20 20 20 20 20 15 15 15 20 20 20 25 25 25

Corrente inicial (mA) 68,6 62,7 66,2 74,5 81,6 68,5 91,7 72,2 69,3 61,5 66,3 72,4 60,1 75,1 71,3 64,1 67,0 80,4

Corrente final (mA) 75,3 67,5 73,8 81,2 78,9 67,3 85,6 68,6 66,7 65,2 69,1 76,9 58,8 73,2 70,5 61,3 66,1 78,1

Temperatura incial (°C) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 24 24 24 25 25 25 25 25 25

Temperatura final (°C) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 24 24 24 25 25 25 25 25 25

Espessura

média

(mm)

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

Penetração

de cloretos

(mm)

2,35 3,28 4,48 5,02 5,80 3,94 4,15 4,03 4,29 3,81 3,13 3,15 6,03 3,53 5,98 2,91 1,87 3,94

2,10 3,20 4,24 2,67 4,24 3,63 3,08 4,31 3,50 3,35 3,12 2,64 4,88 4,25 4,83 2,75 2,35 3,17

2,55 2,50 3,03 5,23 4,36 3,62 3,61 4,71 4,73 4,38 3,51 2,66 4,09 3,67 3,05 3,60 2,82 5,43

1,98 4,27 3,39 3,35 5,01 3,48 4,73 4,07 4,91 5,91 3,42 3,13 3,02 6,87 4,01 4,02 7,05 3,29

2,00 4,54 3,74 3,93 4,77 3,15 3,77 4,06 3,20 5,48 1,75 4,46 4,50 4,35 3,77 2,88 4,92 4,15

2,50 4,54 3,26 4,66 4,78 3,07 2,70 3,54 3,10 3,79 2,92 5,13 6,22 7,43 4,28 2,00 2,79 4,46

2,90 3,20 3,70 3,79 3,81 2,18 3,60 4,39 3,59 4,93 2,90 2,43 6,37 7,32 3,19 2,56 2,83 4,15

Coeficiente de migração

(10¯¹² m²/s) 0,91 1,61 1,63 2,23 2,64 1,69 1,94 2,28 2,10 3,20 1,80 2,16 2,87 3,10 2,28 1,24 1,54 1,85

Média

(10¯¹² m²/s) 1,38 2,19 2,11 2,38 2,75 1,54

Desvio Padrão 0,41 0,47 0,17 0,73 0,43 0,30

_ _

_

_

_

_

_

_

_ _

153

Tabela A.10 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos concretos aos 91 dias (sem carbonatação).

CONCRETO CREF CARC20-M CARC20-M-

DE25 CARC20-M-

DE100 CARC50-M

CARC50-M-

DE25

Tempo de ensaio (h) 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

Tensão inicial (V) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

Corrente p/ 30 V (mA) 63,3 89,7 68,0 78,6 79,5 76,7 77,0 70,1 70,2 67,8 64,3 68,5 76,6 61,2 65,3 62,9 90,0 68,4

Nova Tensão (V) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25





Espessura

média

(mm)

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

Penetração

de cloretos

(mm)

0,35 1,02 0,74 1,55 2,64 3,52 0,76 1,11 1,73 2,45 2,31 2,38 2,08 0,15 3,40 0,15 1,40 0,65

1,45 1,45 0,62 2,50 3,00 3,01 1,95 4,48 0,75 3,62 3,31 2,48 1,94 2,43 1,93 0,30 1,72 0,83

1,97 1,00 0,58 1,64 1,32 3,60 1,00 0,95 1,72 2,51 4,92 1,75 2,23 2,98 2,31 1,51 3,31 0,94

0,92 0,63 1,50 1,78 1,06 2,44 0,77 2,10 1,90 3,67 2,18 0,69 4,00 2,90 4,43 0,59 0,34 3,35

1,49 1,74 1,84 2,20 2,50 3,69 0,94 1,90 1,50 4,45 1,80 1,11 5,08 0,67 3,27 0,14 0,16 1,80

1,20 1,77 1,36 0,98 1,42 3,47 0,54 1,98 1,10 3,46 2,31 1,51 6,24 2,15 6,78 3,82 0,11 1,15

0,83 2,74 1,11 1,41 2,89 6,48 1,35 0,54 1,49 3,40 3,16 2,22 3,91 0,30 5,07 5,74 0,05 0,35


(10¯¹² m²/s) 0,33 0,48 0,30 0,60 0,80 1,66 0,27 0,67 0,47 1,46 1,18 0,61 1,61 0,57 1,74 0,61 0,26 0,39

Média

(10¯¹² m²/s) 0,37 1,02 0,47 1,08 1,30 0,42

Desvio Padrão 0,09 0,57 0,20 0,44 0,64 0,18

_ _

_

_

_

_

_

_

_ _

154

Tabela A.11 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos concretos aos 91 dias (com carbonatação).

CONCRETO CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC20-M-

DE100 CARC50-M CARC50-M-DE25

Tempo de ensaio (h) 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

Tensão inicial (V) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

Corrente p/ 30 V (mA) 43,6 44,7 45,3 72,3 61,3 78,8 20,1 28,4 21,2 40,0 54,3 45,3 20,7 21,0 29,9 20,6 27,1 21,1

Nova Tensão (V) 30 30 30 25 25 25 40 40 40 30 30 30 40 40 40 40 40 40





Espessura

média

(mm)

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

Penetração

de cloretos

(mm)

7,00 5,78 4,51 5,72 4,85 4,99 7,28 10,13 6,31 5,96 5,85 8,41 8,58 10,18 8,43 6,47 7,07 5,27

5,16 5,01 3,58 5,69 4,76 6,46 7,91 13,01 6,45 5,97 6,52 7,45 10,81 9,85 6,70 7,75 6,25 9,02

2,89 5,95 5,76 3,91 7,36 5,36 8,37 10,09 5,40 6,16 7,61 6,04 10,25 7,90 9,43 6,41 5,52 8,61

3,13 4,33 5,78 9,01 2,64 6,09 9,99 9,92 8,31 5,02 9,53 7,39 10,78 4,71 5,04 5,26 4,91 5,07

3,28 3,76 4,02 3,43 4,36 7,63 7,92 6,48 10,39 5,47 9,41 6,75 8,06 9,57 10,58 8,15 10,28 6,10

3,55 4,53 4,69 8,64 7,31 6,23 7,01 6,19 11,50 5,50 10,01 7,85 12,04 8,43 11,43 6,58 3,74 6,01

4,88 3,49 5,22 5,10 7,15 8,00 6,50 6,24 10,20 7,82 6,82 6,89 8,04 7,82 8,31 8,25 10,62 4,54


(10¯¹² m²/s) 1,67 1,86 1,91 2,88 2,63 3,15 2,56 2,92 2,74 2,47 3,41 3,07 3,26 2,74 2,81 2,25 2,22 2,03

Média

(10¯¹² m²/s) 1,81 2,89 2,74 2,98 2,94 2,17

Desvio Padrão 0,13 0,26 0,18 0,48 0,28 0,12

_ _

_

_

_

_

_

_

_ _

155

Tabela A.12 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

VARIÁVEL DEPENDENTE SQ GL MQ F Valor-P INFLUÊNCIA

Resistência à compressão simples (28 dias) 63,9293 3 21,3098 1,6239 0,2592 Não signigicativo

Resistência à compressão simples (91 dias) 39,7948 3 13,2649 1,0701 0,4145 Não signigicativo

Resistência à tração por compressão diametral 0,9604 3 0,3201 0,8425 0,5080 Não signigicativo

Módulo estático de elasticidade à compressão 163,7758 3 54,59194 42,26473 0,0000 Significativo

Absorção de água por imersão 12,8847 3 4,2949 134,1516 0,0000 Significativo

Índice de vazios 55,4687 3 18,4896 155,8988 0,0000 Significativo

Resistividade elétrica volumétrica 10,1437 3 3,3812 115,4009 0,0000 Significativo

Resistividade elétrica superficial 23,7991 3 7,9330 6,2946 0,0168 Significativo

Carbonatação acelerada (56 dias) 9,4341 3 3,1447 0,9981 0,4418 Não signigicativo

Carbonatação acelerada (70 dias) 19,6741 3 6,5580 1,9793 0,1957 Não signigicativo

Coeficiente de migração de cloretos (28 dias) 1,7187 3 0,5729 2,4121 0,1421 Não signigicativo

Coeficiente de migração de cloretos (91 dias) 1,2105 3 0,4035 2,8949 0,1019 Não signigicativo

Coeficiente de migração de cloretos (91 dias com carbonatação -

efeito combinado) 2,6051 3 0,8684 10,1262 0,0042 Significativo

SQ - Soma dos quadrados; GL - Graus de liberdade; MQ - Média dos quadrados; F - Parâmetro Fisher

156

Tabela A.13 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.


Resistência à compressão simples (28 dias) 48,9518 4 12,2380 0,7125 0,6019 Não significativo


Resistência à tração por compressão diametral 1,2942 4 0,3236 0,7260 0,5940 Não significativo

Módulo estático de elasticidade à compressão 96,0293 4 24,0073 18,6296 0,0001 Significativo

Absorção de água por imersão 7,5093 4 1,8773 51,5967 0,0000 Significativo

Índice de vazios 34,7984 4 8,6996 61,6253 0,0000 Significativo

Absorção de água por capilaridade 0,2092 4 0,0523 19,4218 0,0001 Significativo

Resistividade elétrica volumétrica 9,9442 4 2,4860 61,3896 0,0000 Significativo

Resistividade elétrica superficial 22,6431 4 5,6608 23,3623 0,0000 Significativo

Carbonatação acelerada (56 dias) 6,4620 4 1,6155 0,7514 0,5793 Não significativo

Carbonatação acelerada (70 dias) 10,1201 4 2,5300 0,7317 0,5907 Não significativo

Coeficiente de migração de cloretos (28 dias) 3,6018 4 0,9004 6,4910 0,0077 Significativo

Coeficiente de migração de cloretos (91 dias) 2,1100 4 0,5275 3,2430 0,0598 Não significativo

Coeficiente de migração de cloretos (91 dias com

carbonatação - efeito combinado) 2,9449 4 0,7362 17,6417 0,0002 Significativo


Tabela A.14 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da moagem dos ARC.



Resistência à compressão simples (91 dias) 190,8093 4 47,7023 4,4926 0,0246 Significativo


157

Tabela A.15 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da idade dos concretos.


Carbonatação acelerada - (Análise do teor de cimento

Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois

estágios) 4,79 1 4,788 1,481 0,2410 Não significativo

Carbonatação acelerada - (Análise do efeito da abordagem de

mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de

ARC) 4,03 1 4,030 1,438 0,2440 Não significativo

Migração de cloretos no estado não estacionário - (Análise do

teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de

mistura dois estágios) 9,83 1 9,830 52,190 0,0000 Significativo

Migração de cloretos no estado não estacionário - (Análise do

efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos

com diferentes teores de ARC) 12,22 1 12,220 81,220 0,0000 Significativo


158

Tabela A.16 – Testes de Duncan para a avaliação do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.

ENSAIO CONCRETO Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

Módulo estático de elasticidade à compressão

CREF x

CARC20-M x

CARC20-M-DE25 x

CARC20-M-DE100 x

Absorção de água por imersão

CREF x

CARC20-M x

CARC20-M-DE25 x

CARC20-M-DE100 x

Índice de vazios

CREF x

CARC20-M x

CARC20-M-DE25 x

CARC20-M-DE100 x

Resistividade elétrica volumétrica

CREF x

CARC20-M x

CARC20-M-DE25 x

CARC20-M-DE100 x


CREF x

CARC20-M x

CARC20-M-DE25 x x

CARC20-M-DE100 x x

Coeficiente de migração de cloretos (91 dias com carbonatação - efeito

combinado)

CREF x

CARC20-M x

CARC20-M-DE25 x

CARC20-M-DE100 x

159

Tabela A.17 – Testes de Duncan para a avaliação do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.

ENSAIO CONCRETO Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

Módulo estático de elasticidade à compressão

CREF x

CARC20-M x

CARC20-M-DE25

x

CARC50-M

x

CARC50-M-DE25

x x

Absorção de água por imersão

CREF x

CARC20-M

x

CARC20-M-DE25

x

CARC50-M

x

CARC50-M-DE25

x

Índice de vazios

CREF x

CARC20-M

x

CARC20-M-DE25

x

CARC50-M

x

CARC50-M-DE25

x

Absorção de água por capilaridade

CREF x

CARC20-M

x

CARC20-M-DE25

x

CARC50-M

x

CARC50-M-DE25

x x

Resistividade elétrica volumétrica

CREF x

CARC20-M

x

CARC20-M-DE25

x

CARC50-M

x

CARC50-M-DE25

x


CREF x

CARC20-M

x

CARC20-M-DE25

x x

CARC50-M

x

CARC50-M-DE25 x x

160

Tabela A.17 - Testes de Duncan para a avaliação do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.

(Continuação)

Coeficiente de migração de cloretos (28 dias)

CREF x

CARC20-M

x x

CARC20-M-DE25

x x

CARC50-M

x

CARC50-M-DE25 x x

Coeficiente de migração de cloretos (91 dias com carbonatação -

efeito combinado)

CREF x

CARC20-M

x

CARC20-M-DE25

x

CARC50-M

x

CARC50-M-DE25 x

Tabela A.18 – Teste de Duncan para a avaliação do efeito da moagem dos ARC.

ENSAIO CONCRETO Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Resistência à compressão simples (91 dias)

CREF x

CARC20-SM x x

CARC20-M x x x

CARC50-SM x

CARC50-M x x

durabilidade de concretos produzidos com agregados …

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