2007_PaulaMedeirosRodolpho

7/24/2019 2007_PaulaMedeirosRodolpho

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UNIVERSIDADE DE BRASLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO CONCRETO NO

ESTADO FRESCO CONTENDO AREIA BRITADA

Eng. PAULA MEDEIROS RODOLPHO

ORIENTADOR: Dr. Ing. ANTONIO ALBERTO NEPOMUCENO

DISSERTAO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E

CONSTRUO CIVIL

PUBLICAO: E. DM 011A/07

BRASLIA/DF: NOVEMBRO - 2007


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UNIVERSIDADE DE BRASLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO CONCRETO NO ESTADO

FRESCO CONTENDO AREIA BRITADA

PAULA MEDEIROS RODOLPHO

DISSERTAO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DEENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL DA FACULDADE DETECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE BRASLIA COMO PARTEDOS REQUISTOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DEMESTRE EM ESTRUTURAS E CONSTRUO CIVIL

APROVADA POR:

_________________________________________________

Prof. Antonio Alberto Nepomuceno, Dr. Ing (ENC-UnB).(Orientador)

_________________________________________________Prof. Elton Bauer, DSc. (ENC-UnB)(Examinador Interno)

_________________________________________________Prof. Ivan Ramalho de Almeida, DSc. (UFF)(Examinador Externo)

BRASLIA/DF, 26 DE NOVEMBRO DE 2007.

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FICHA CATALOGRFICARODOLPHO, PAULA MEDEIROS.Estudo do comportamento do concreto no estado fresco contendo areia britada[Distrito Federal] 2007.

xiv, 155p. 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Estruturas e Construo Civil, 2007).Dissertao de Mestrado Universidade de Braslia. Faculdade de Tecnologia.

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.1. Areia Britada. 2. Comportamento reolgico.3. Concreto. 4. Estado fresco.I. ENC/FT/UnB. II. Ttulo (srie).

REFERNCIA BIBLIOGRFICA

RODOLPHO, P. M. (2007). Comportamento do concreto no estado fresco contendo areia

britada. Dissertao de Mestrado em Estruturas e Construo Civil, Publicao E. DM

011A/07 Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Braslia, Braslia,

DF, 160p.

CESSO DE DIREITOS

AUTOR: Paula Medeiros Rodolpho.

TTULO: Estudo do comportamento do concreto no estado fresco contendo areia britada.

GRAU: Mestre ANO: 2007

concedida Universidade de Braslia permisso para reproduzir cpias desta dissertao de

mestrado e para emprestar ou vender tais cpias somente para propsitos acadmicos e

cientficos. O autor reserva outros direitos de publicao e nenhuma parte dessa dissertao de

mestrado pode ser reproduzida sem autorizao por escrito do autor.

____________________________

Paula Medeiros RodolphoRua Eusbio de Paula Marcondes, 1008, Jd. D abril.05398-020 So Paulo SP Brasil.

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AGRADECIMENTOS

Alm de um sonho realizado, o mestrado foi o maior desafio que transpus.

Nesse perodo, a minha vida particular e, conseqentemente, a profissional se transformaramcompletamente em funo de obstculos que foram surgindo, ora trazendo alegrias, oratristezas. por esse motivo que agradeo, primeiramente, a Deus por me fortalecer.

Agradeo ao Professor Antonio Alberto Nepomuceno, pela pacincia, apoio incondicional,confiana e orientao, colocando-me no foco do trabalho.

Tambm agradeo aos professores do PECC, que nas disciplinas ministradas ampliaram meuconhecimento e, principalmente, aqueles que incitaram em mim mais vontade de concluir omestrado, mesmo que de forma indireta.

Dispenso sincera gratido a Carla, pelas discusses sobre o tema, pelo ombro amigo e peloapoio; e a Pollyana, que me transferiu a sua objetividade nos momentos certos e pela amizade.

Agradeo aos meus amados Rodrigo, pela compreenso, pacincia, apoio e retribuio deamor; e Sophia, pelo sorrisinho que desmorona qualquer cansao ou preocupao. Aindadesculpo-me pela ausncia, apesar de muitas vezes estar de corpo presente.

Agradeo aos meus pais, Luis e Lourdes, e irms, Patrcia e Thais, por me apoiarem emdeixar o convvio deles e o emprego seguro, em So Paulo, em busca de um sonho.

Retribuo com gratido a oportunidade, atravs da Professora Rosa Sposto, de contribuir com aProfessora Raquel Naves Blumenschein (LACIS), em horrio flexvel e com foco emresultados. Proporcionou-me parte do subsdio para terminar o mestrado. Alm dacompreenso e conversas com a Professora Raquel que, em momentos difceis, at mudaramrumos das minhas decises.

Ao Laboratrio de Ensaio de Materiais da Universidade de Braslia, na pessoa do Prof. Dr.Elton Bauer.

Aos laboratoristas Severino e Xavier, ao Laboratrio de Geotcnica, aos tcnicos do CME eao Clvis pelo auxlio, pela montagem e manuteno de equipamentos imprescindveis aotrabalho e pela presteza.

Agradeo a CAPES, pelo suporte financeiro; a CIPLAN, pelos materiais cedidos e aIMPERCIA, pela doao do aditivo.

Por fim, agradeo a todos que, mesmo no citados, apoiaram ou alegraram essa jornada.

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Dedicado ao meu amado paizinho(in memria).

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As histrias tm comeo, meio e fim.

Na vida, cada fim um novo comeo.

Siga em frente.

Walt Disney

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RESUMO

ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO CONCRETO NO ESTADO FRESCOCONTENDO AREIA BRITADA.

Autor: Paula Medeiros RodolphoOrientador: Dr. Ing. Antonio Alberto NepomucenoPrograma de Ps-graduao em Estruturas e Construo CivilBraslia, novembro de 2007.

A areia britada possui caractersticas diferentes da natural, principalmente, se considerado o

alto teor de materiais finos, distribuio de tamanho de partculas, forma, rugosidade e tipos

litolgicos. produzida por cominuio da rocha, podendo sofrer classificao e

beneficiamento do formato das partculas. Tais caractersticas afetam, em maior escala, as

propriedades do concreto no estado fresco.

Nesta pesquisa, realizou-se o estudo do comportamento no estado fresco de concretos com

areia britada e com areia natural. Uma das areias britadas sofreu beneficiamento do formato,

proporcionando partculas mais equidimensionais e com arestas menos angulosas.

A anlise comparativa de trs mtodos conduziu dosagem dos concretos pelo Mtodo de

Faury. Variou-se o teor de finos da areia, a relao a/c e o uso ou no de aditivo.

Considerados como fluidos de Bingham, os concretos de consistncia de 120+10 mm foram

caracterizados pelos parmetros reolgicos tenso de escoamento e viscosidade. Para tanto,foi utilizado o ensaio de Abatimento Modificado, proposto por Ferraris & De Larrard (1998).

A tenso de escoamento da argamassa do concreto tambm foi determinada pelo Vane Test,

fornecendo boa correlao entre os mtodos. Alm disso, foram avaliadas a massa especfica,

o teor de ar incorporado, a exsudao e a resistncia compresso dos concretos.

Concluiu-se que a influncia do tipo e teor de finos das areias no comportamento reolgico do

concreto, para dada consistncia, dependente do teor de pasta do trao, limitado por faixas

de consumo de cimento. o teor de pasta que determina a contribuio da partcula grossa ouda partcula fina na resistncia ao cisalhamento, seja por atrito, coeso ou efeito de

lubrificao. O teor de pasta determinado pelo empacotamento granular, influenciado pelas

caractersticas particulares da combinao do tipo de areia e do teor de finos avaliados. Por

fim, constatou-se que possvel dosar concreto com at 25% de finos da areia. Dentre as

areias analisadas, a britada com tratamento de forma conferiu os melhores resultados ao

concreto.

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ABSTRACT

STUDY OF FRESH CONCRETE BEHAVIOR CONTAINING CRUSHED SAND.

Author: Paula Medeiros RodolphoSupervisor: Dr. Ing. Antonio Alberto NepomucenoMasters Program in Structures and Civil ConstructionBraslia, November of 2007.

The crushed sand possesses different characteristics from the natural one, mainly due to the

high fine materials contents, particle size distribution, shape, roughness and lithological types.

It is formed during the process of comminution of rock, and its able to suffer classification

and improvement of the particles shape. Such characteristics affect, in larger scale, the fresh

concrete properties.

In this research, it has been studied the behavior of fresh concrete with crushed sand and

natural sand. One of the crushed sand shape was improved, providing equidimensional

particles with less angular edges.

The comparative analysis of three methods leaded to the mixture proportioning of the

concrete by the Faurys Method. The effects variang fine material content in the sand,

water/cement ratio and the use, or not, of additive has been investigated.

Considered as Binghams fluid, the concrete with consistency of 120+10 mm was

characterized by the rheological parameters yield stress and viscosity. For that way, it was

used the Modified Slump Test, proposed by Ferraris & De Larrard (1998). The yield stress of

the concretes mortar was also determined by Vane Test, supplying a good correlation

between the methods. Moreover, the mass of concrete per unit volume, the incorporated air

content, the bleeding and the compressive strength of concrete has been evaluated.

It was concluded that the influence of type and fine material content in sand in the rheological

behavior of concrete, for a given consistency, is dependent on the paste content of concrete

mixture, limited by a cement concentration. It is the paste content that determines the fine or

coarse particle contribution in the shear strength, either for friction, cohesion or lubrication

effect. The paste content is determined by density packing of granular mix, influenced by

particular characteristics of investigated sand and fine material content combinations. At last,

it was verified that it is possible to dose concrete with 25% of fine material in the sand.

Amongst analyzed sands, the crushed sand with shape treatment conferred the best results to

concrete.

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SUMRIO

1. INTRODUO .............................................................................................................. 1

2. OBJETIVO DA PESQUISA.......................................................................................... 2

3. REVISO BIBLIOGRFICA......................................................................................3

3.1. O MEIO-AMBIENTE E ACORDOS INTERNACIONAIS................................................................ 3

3.2. SUSTENTABILIDADE DA INDSTRIA DA CONSTRUO CIVIL ........................................... 4

3.3. TRABALHABILIDADE DO CONCRETO........................................................................................ 6

3.3.1. REOLOGIA DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO.............................................................. 8

3.3.2. FATORES QUE AFETAM A REOLOGIA DO CONCRETO.................................................. 14

3.3.3. MTODOS DE ENSAIOS PARA MEDIR PROPRIEDADES REOLGICAS. ...................... 19

3.3.3.1. ENSAIO DE ABATIMENTO. ............................................................................................ 20

3.3.3.2. ABATIMENTO MODIFICADO......................................................................................... 22

3.3.3.3. VANE TEST........................................................................................................................ 26

3.3.4. SEGREGAO............................................................................... ........................................... 29

3.3.4.1. EXSUDAO..................................................................................................................... 31

3.4. BOMBEABILIDADE........................................................................................................................ 33

3.5. AREIA BRITADA............................................................................................................................. 36

3.5.1. INFLUNCIA DA AREIA BRITADA NO CONCRETO EM ESTADO ENDURECIDO....... 38

3.5.2. INFLUNCIA DA AREIA BRITADA NO CONCRETO EM ESTADO FRESCO ................. 39

3.6. ADITIVO DE AO PLASTIFICANTE ......................................................................................... 42

3.7. A DOSAGEM DO CONCRETO....................................................................................................... 46

4. PROGRAMA EXPERIMENTAL ..............................................................................48

4.1. PROJETOS EXPERIMENTAIS........................................................................................................ 49

4.2. VARIVEIS DE ESTUDO DOS PROJETOS EXPERIMENTAIS.................................................. 51

4.3. NOMENCLATURA ADOTADA...................................................................................................... 52

4.4. MATERIAIS UTILIZADOS NA PESQUISA................................................................................... 53

4.4.1. CIMENTO .................................................................................................................................. 53

4.4.2. AGREGADO GRADO ............................................................................................................ 55

4.4.3. AGREGADO MIDO AREIA NATURAL E AREIA BRITADA ........................................ 57

4.4.4. ADITIVO............... ............................................................................ ......................................... 62

4.5. PROCEDIMENTO DE MISTURA DOS MATERIAIS NA DOSAGEM DO CONCRETO ........... 63

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4.6. DESCRIO DOS MTODOS DE ENSAIO UTILIZADOS ......................................................... 63

4.6.1. ENSAIO DE ABATIMENTO .................................................................................................... 64

4.6.2. ENSAIO DE ABATIMENTO MODIFICADO.......................................................................... 65

4.6.3. ENSAIO DE MASSA ESPECFICA.......................................................................................... 66

4.6.4. ENSAIO DE TEOR DE AR INCORPORADO........................................................ .................. 664.6.5. ENSAIO DE EXSUDAO ...................................................................................................... 67

4.6.6. VANE TEST ARGAMASSA............................................................... ..................................... 69

4.6.7. ENSAIO DE RESISTNCIA COMPRESSO...................................................................... 70

5. APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOS ...........................................71

5.1. PROJETO EXPERIMENTAL 1 ........................................................................................................ 71

5.2. PROJETO EXPERIMENTAL 2 ........................................................................................................ 75

5.2.1. TRAOS DOS CONCRETOS E PARMETROS DE MISTURA........................................... 755.2.2. ENSAIOS NO ESTADO FRESCO. ........................................................................................... 94

5.2.3. ENSAIO DE MASSA ESPECFICA DO CONCRETO ............................................................ 94

5.2.3.1. ENSAIO DE TEOR DE AR INCORPORADO DO CONCRETO ..................................... 98

5.2.3.2. VISCOSIDADE DO CONCRETO: ENSAIO DE ABATIMENTO MODIFICADO ....... 100

5.2.3.3. TENSO LIMITE DE ESCOAMENTO: VANE TESTEM ARGAMASSA E ABATIMENTOMODIFICADO EM CONCRETO................................................................. .................................. 106

5.2.3.4. ENSAIO DE EXSUDAO............................................................................................. 111

5.2.4. ENSAIO NO ESTADO ENDURECIDO.................................................................................. 113

5.2.4.1. ENSAIO DE RESISTNCIA COMPRESSO............................................................. 113

6. CONCLUSES E RECOMENDAES DE TRABALHOS FUTUROS............114

6.1. CONCLUSES ............................................................................................................................... 115

6.2. RECOMENDAES DE TRABALHOS FUTUROS .................................................................... 118

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ...........................................................................119

APNDICE A: PROJETO EXPERIMENTAL 1 - MTODOS DE DOSAGEM EMEMRIA DE CLCULO

APNDICE B: PROJETO EXPERIMENTAL 2 - MEMRIA DE CLCULO DADOSAGEM POR FAURY

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LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 Fatores com influncia direta no ngulo de atrito das partculas da areia (adaptado Pinto, 2000 apudSouza, 2005). .............................................................................. ................................................................. 19

Tabela 3.2 Fundamentao de ensaios de reologia (Koehler & Fowler, 2003). .................................................... 20Tabela 4.1 Caracterizao fsica do cimento CP II F 32 utilizado nos projetos experimentais. ......................... 54

Tabela 4.2 Caracterizao qumica do cimento CP II F 32 utilizado no nos projetos experimentais.................54Tabela 4.3 Caracterizao do agregado grado. ........................................................................ ............................. 56Tabela 4.4 Caracterizao do agregado mido: areia natural................................................................................58Tabela 4.5 Caracterizao do agregado mido: areia britada................................................................................59Tabela 4.6 Anlise morfoscpica do agregado mido...........................................................................................61Tabela 4.7 Dados Tcnicos do aditivo...................................................................................................................62Tabela 5.1 Trao em massa e parmetros de dosagem de concreto.......................................................................71Tabela 5.2 Resultados de consistncia medida pelo ensaio de abatimento. .......................................................... 76Tabela 5.3 Traos em massa obtidos pelo Mtodo de Faury para concreto dosado com areia natural (N). ... 77Tabela 5.4 Traos obtidos em massa pelo Mtodo de Faury para concreto dosado com areia britada sem

tratamento de forma (BS).............................................................................................................................77Tabela 5.5 Traos obtidos em massa pelo Mtodo de Faury para concreto dosado com areia britada com

tratamento de forma (BC). .............................................................................. ............................................. 78Tabela 5.6 Parmetros de dosagem dos concretos dosados com areia natural (N)................................................78Tabela 5.7 Parmetros de dosagem dos concretos dosados com areia britada sem tratamento de forma (BS). .... 79Tabela 5.8 Parmetros de dosagem dos concretos dosados com areia britada com tratamento de forma (BC). ... 80Tabela 5.9 Faixa de consumo de cimento e finos totais (kg/m3) dos concretos SEM aditivo para diferentes

relaes a/c...................................................................................................................................................84Tabela 5.10 Faixa de consumo de cimento e finos totais (kg/m3) dos concretos COM aditivo para diferentes

relaes a/c...................................................................................................................................................86Tabela 5.11 reas de ajuste curva de referncia do Mtodo de Faury. .............................................................. 97Tabela 1.1 Abatimento recomendado para diferentes tipos de construo (ACI 211.1-77). ............................... 133Tabela 1.2 Consumo de gua (l/m3de concreto) recomendado para determinado abatimento (mm) e dimetro

mximo do agregado (mm).................................................................... .................................................... 133Tabela 1.3 Volume (m3) de agregado grado por m3de concreto para determinado dimetro mximo do

agregado e mdulo de finura da areia. ..................................................................................... .................. 133Tabela 1.4 Parmetros de dosagem - Valores de A e B....................................................................................... 135Tabela 1.5 Parmetros de dosagem - Valores de K e K. ................................................................................... . 136Tabela 1.6 Volume de vazios (l/m) do concreto compactado (ACI)............................. ..................................... 136Tabela 2.1 Parmetros de mistura dos concretos dosados por IPT-ITERS-EPUSP. ........................................... 139Tabela 2.2 Parmetros para definio do trao pelo Mtodo ACI 211.1......................... .................................... 140Tabela 2.3 Trao terico e ajustado na betoneira para consistncia de 120+10 mm........................................... 140Tabela 2.4 Mtodo ACI 211.1: Parmetros de dosagem...................................................................................... 140Tabela 2.5 Parmetros para definio do trao pelo Mtodo de Faury................................................................ 141Tabela 2.6 Parmetros do ajuste geomtrico para definio da composio granulomtrica...... ........................ 141Tabela 2.7 Trao terico e ajustado na betoneira para consistncia de 120+10 mm. ......................................... 142Tabela 2.8 Mtodo Faury: Parmetros de dosagem............................................................... .............................. 142Tabela 1.1 Parmetros para definio do trao pelo Mtodo de Faury................................................................ 146Tabela 1.2 Porcentagem de material de cada composio granulomtrica definidas por ajuste geomtrico curva

de referncia de Faury............................................. ................................................................................... 147

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LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 rea degradada por extrao de areia - Reta de Piranema (Almeida, 2005).......................................... 6

Figura 3.2 Relaes entre as propriedades do concreto e as caractersticas dos constituintes (Rago & Cincottoapud Souza, 2005)..................................................... .............................................................................. ....... 7

Figura 3.3 Tipos de deformao (Barbosa, 2007). ............................................................................................. ..... 9Figura 3.4 Modelos de comportamentos reolgicos (Popovics, 1982).............................................. .................... 10

Figura 3.5 Descrio do mecanismo de cisalhamento de camadas adjacentes de um lquido (Barbosa, 2007). ... 12

Figura 3.6 Comportamento reolgico de concreto conforme modelo de Herschell-Bulkley. ............................... 14

Figura 3.7 Contribuies do empacotamento granular e interao slido e lquido na resistncia ao cisalhamento(adaptado De Larrard, 1999)........................................................................................................................18

Figura 3.8 Caso geral do escoamento de um fluido em um plano inclinado (De Larrard, 1999).......................... 20

Figura 3.9 Correlao entre abatimento e tenso de escoamento para diferentes concretos (Walevik, 2006)......21

Figura 3.10 Colapso do ensaio de abatimento............ ................................................................................ ........... 22

Figura 3.11 Remetro BTRHEOM (De Larrard et al, 1997)................................................................................. 23

Figura 3.12 Equipamento do ensaio de abatimento modificado e esquema de realizao do procedimento(Ferraris & De Larrard, 1998)......................................................................................................................24

Figura 3.13 Correlao entre valores de tenso de escoamento experimentais e tericos (a) e viscosidadeexperimental e terica (b) (adaptado de Ferraris & De Larrard, 1998)........................................................ 25

Figura 3.14 Esquema do remetro de pratos paralelos e de cilindro coaxial (Ferraris, 1999)...............................26

Figura 3.15 Esquema grfico do equipamento e da execuo do ensaio (adaptado de Bauer, et al, 2007). .......... 27

Figura 3.16 Tpica curva torque tempo observada no ensaio de Vane ...............................................................28

Figura 3.17 Comportamento caracterstico da taxa de exsudao de concretos de diferentes consumos decimentos (Josserand et al., 2006). ..................................................................................... ........................... 31

Figura 3.18 Curvas exsudao-tempo para diferentes tipos de concreto e consumos de cimento (Wainwright &Ait-Aider, 1995)...........................................................................................................................................32

Figura 3.19 Avaliao do fator de forma de diferentes tipos de areia. .................................................................. 41

Figura 3.20 Comparao entre composio granulomtrica com e sem finos (Quiroga & Fowler, 2004)............ 41

Figura 3.21 Formao da dupla camada eltrica e do potencial zeta (adaptado Uchikawa et al, 1997 apudVeronez, 2006).............................................................. ........................................................................ ....... 44

Figura 3.22 Mecanismo de ao por repulso eletrosttica de aditivos a base de naftaleno e melanina (adaptadode Collepardi et al., 1999 apud Veronez, 2006)...........................................................................................45

Figura 3.23 Mecanismo de ao por repulso estrica de aditivos policarboxilatos (adaptado de Collepardi et al.,1999 apud Veronez, 2006)...........................................................................................................................45

Figura 4.1 Programa experimental. ..................................................................................... .................................. 49

Figura 4.2 Projeto experimental 1. .............................................................................. .......................................... 51

Figura 4.3 Projeto experimental 2. .............................................................................. .......................................... 52Figura 4.4 Curva granulomtrica do cimento utilizado na pesquisa (Laboratrio de Geotecnia da Universidade de

Braslia)........................................................................................................................................................55

Figura 4.5 Curva granulomtrica do agregado grado segundo NBR 7211/05.....................................................57

Figura 4.6 Curva granulomtrica do agregado mido, areia natural, segundo NBR 7211/05...............................58

Figura 4.7 Aspecto das areias BS, BC (proj. 1), BC (proj2) e natural, respectivamente.......................................59

Figura 4.8 Curva granulomtrica do agregado mido: areia britada. .................................................................... 60

Figura 4.9 Relao entre grau de esfericidade dos gros e massa unitria da areia......................................... ...... 61

Figura 4.10 Caracterizao da composio das areias...........................................................................................62

Figura 4.11 Tronco-cone e etapa do ensaio de abatimento em concreto. .............................................................. 64

Figura 4.12 Equipamento e etapas do ensaio de abatimento modificado em concreto.......................................... 66Figura 4.13 Equipamento para determinao do teor de ar do concreto................................................................ 67

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Figura 4.14 Equipamento do ensaio de exsudao de gua e amostra aps 1 hora de vibrao intermitente........ 68

Figura 4.15 Etapas do Vane Teste exemplos de coeso e plasticidade.................................................................70

Figura 5.1 Influncia do Mtodo de Dosagem no consumo de materiais (%) dos concretos contendo diferentesareias: areia britada com VSI (a), areia natural (b) e areia britada sem VSI (c)........................................... 72

Figura 5.2 Resistncia compresso dos concretos. .......................................................................................... ... 74

Figura 5.3 Tendncia de comportamento do teor de argamassa seca para concretos dosados com diferentes tiposde areia, com (a, b, c) e sem aditivo (d, e, f) em funo da elevao do teor de finos na areia.................... 82

Figura 5.4 Influncia do aumento do teor de finos da areia e do tipo de areia no consumo de cimento e de finostotais (cimento + finos da areia) de concretos SEM aditivo, para diferentes relaes gua/cimento........... 83

Figura 5.5 Influncia do aumento do teor de finos da areia e do tipo de areia no consumo de cimento e de finostotais (cimento + finos da areia) de concretos COM aditivo, para diferentes relaes gua/cimento.......... 85

Figura 5.6 Relao gua/materiais secos dos concretos dosados SEM aditivo (a, b, c) e COM aditivo (d, e, f),para diferentes relaes gua/cimento. ......................................................................................... ............... 87

Figura 5.7 Consumo de gua (l/m3) dos concretos dosados SEM aditivo (a, b, c) e COM aditivo (d, e, f), paradiferentes relaes gua/cimento. ............................................................................................ .................... 88

Figura 5.8 Teor de pasta dos concretos dosados SEM aditivo (a, b, c) e COM aditivo (d, e, f), para diferentes

relaes gua/cimento....................... ................................................................................... ........................ 89Figura 5.9 Consumo em % dos materiais constituintes dos concretos dosados com areia natural (N). ................ 90

Figura 5.10 Consumo em % dos materiais constituintes dos concretos dosados com areia britada com tratamentode forma (BC)..............................................................................................................................................90

Figura 5.11 Consumo em % dos materiais constituintes dos concretos dosados com areia britada sem tratamentode forma (BS)............................................................... ......................................................................... ....... 91

Figura 5.12 Consumo em % dos materiais constituintes dos concretos dosados com areia natural (N) e aditivo deao plastificante..........................................................................................................................................92

Figura 5.13 Consumo em % dos materiais constituintes dos concretos dosados com areia britada com tratamentode forma (BC) e aditivo de ao plastificante..............................................................................................92

Figura 5.14 Consumo em % dos materiais constituintes dos concretos dosados com areia britada sem tratamento

de forma (BS) e aditivo de ao plastificante. ................................................................................ ............. 93Figura 5.15 Dosagem do aditivo superplastificante...............................................................................................93

Figura 5.16 Influncia do teor de finos da areia nos resultados dos ensaios de massa especfica dos concretos semaditivo (a, c, e) e com aditivo (b, d, f)..........................................................................................................95

Figura 5.17 Distribuio das porcentagens retidas de cada areia e teores de finos da areia. ................................. 96

Figura 5.18 Influncia do teor de finos da areia nos resultados dos ensaios de teor de ar incorporado dosconcretos sem aditivo (a, b, c) e com aditivo (d, e, f). ........................................................................ ......... 99

Figura 5.19 Influncia do teor de finos da areia nos resultados de viscosidade dos ensaios de abatimentomodificado, em concreto com e sem aditivo........................ ...................................................................... 102

Figura 5.20 Influncia do teor de finos da areia nos resultados de tenso de escoamento dos ensaios deabatimento modificado, em concreto (a, b, c) e Vane Tester, em argamassa (d, e, f), sem aditivo............107

Figura 5.21 Correlao entre Abatimento Modificado e Vane Test. .....................................................................108

Figura 5.22 Influncia do teor de finos da areia nos resultados de tenso de escoamento dos ensaios deabatimento modificado, em concreto com aditivo (a, b, c). ....................................................................... 110

Figura 5.23 Correlao entre o abatimento e a tenso de escoamento medidos pelo ensaio de abatimentomodificado. ........................................................................... ..................................................................... 111

Figura 5.24 Influncia do teor de finos da areia nos resultados de exsudao, em concreto sem aditivo (a, b, c) ecom aditivo (d, e, f)............................ .............................................................................. .......................... 112

Figura 5.25 Influncia do teor de finos da areia nos resultados de resistncia compresso, em concreto semaditivo (a, b, c) e com aditivo (d, e, f) ................................................................................... ..................... 114

Figura 1.1 Procedimento para dosagem de concreto Mtodo ACI 211.1. ........................................................ 132

Figura 2.1 Diagramas de dosagem dos concretos dosados com areia natural (N), britada com VSI (BC) e britadasem VSI (BS). ........................................................................ .................................................................... 139

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Figura 2.2 Mtodo Faury: distribuio granulomtrica dos agregados e etapas de construo da curva de referncia composio: brita + areia natural.......... ..................................................................................... ............. 142

Figura 2.3 Mtodo Faury: curva de referncia e curva granulomtrica ajustada para brita e areia natural. ........... 143

Figura 2.4 Mtodo Faury: distribuio granulomtrica dos agregados e etapas de construo da curva de referncia composio: brita + areia BC............................................................................................ ...................... 143

Figura 2.5 Mtodo Faury: curva de referncia e curva granulomtrica ajustada para brita e areia britada com VSI.......................................................................... ............................................................................ .............. 144

Figura 2.6 Mtodo Faury: distribuio granulomtrica dos agregados e etapas de construo da curva de referncia composio: brita + areia britada sem VSI.................................................................... .......................... 144

Figura 2.7 Mtodo Faury: curva de referncia e curva granulomtrica ajustada para brita e areia britada sem VSI.......................................................................... ............................................................................ .............. 145

Figura 2.1 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtricade brita e areia natural com 0% de finos da areia....................................................................................... 147

Figura 2.2 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtricade brita e areia BS com 0% de finos da areia............................................................................................ . 148

Figura 2.3 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtrica

de brita e areia BC com 0% de finos da areia. .......................................................................................... . 148Figura 2.4 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtrica

de brita e areia N com 10% de finos da areia............................................................................................ . 149

Figura 2.5 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtricade brita e areia BS com 10% de finos da areia.......................................................................................... . 149

Figura 2.6 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtricade brita e areia BC com 10% de finos da areia. ........................................................................................ . 150

Figura 2.7 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtricade brita e areia N com 18% de finos da areia............................................................................................ . 150

Figura 2.8 Distribuio Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composiogranulomtrica de brita e areia BS com 18% de finos da areia................................... ............................... 151


Figura 2.10 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtricade brita e areia N com 25% de finos da areia........................................................................................... .. 152

Figura 2.11 Distribuio granulomtrica, curvas de referncia e curva ajustada para a composio granulomtricade brita e areia BS com 25% de finos da areia......................................................................................... .. 152


Figura 3.1 Distribuio granulomtrica da composio para 0% de teor de finos das areias N, BS e BC.............. 153

Figura 3.2 Distribuio granulomtrica da composio para 10% de teor de finos areias N, BS e BC.................. 154



xiv


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1. INTRODUO

Nos tempos atuais existe uma grande preocupao com as reservas de materiais naturais e

com a preservao do meio ambiente.

Segundo o Anurio Mineral Brasileiro (ano base: 2005) publicado em 2006, pelo

Departamento Nacional de Produo Mineral (DNPM), rgo do Ministrio de Minas e

Energia, a Produo Mineral Comercializada de Areia Bruta no territrio nacional atingiu

141.084.581m3. Desse total, a Indstria da Construo Civil, consumiu cerca de 70% da

produo do material bruto, mostrando-se o maior mercado consumidor de areia natural.

Nesse contexto, para a Indstria da Construo Civil a utilizao de um material

alternativo de extrema importncia quando se consideram as questes ambientais e de

custos envolvidos na extrao e transporte do material natural.

Dessa forma, a introduo da areia britada (material de dimenso mxima inferior a 6,3

mm) e subproduto beneficiado de pedreiras (Cuchierato et al, 2005) como um dos

componentes do concreto, reduz o problema de impacto ambiental causado pela extrao

de areia natural e de deposio inadequada do material fino nos ptios de produtores de

agregados. Alm disso, a areia britada uma alternativa de relao de custo e benefcio.

Sabe-se que os grandes obstculos a vencer na indstria extrativa da areia natural so: (i) o

crescente esgotamento das reservas prximas aos grandes centros consumidores, e o (ii)

alto custo dos fretes para transporte, que eleva o preo de mercado do m3da areia.

Segundo cotao realizada em revista especializada (Construo & Mercado, 2007), no

Estado de So Paulo, o custo mdio do m3da areia natural de R$ 51,97 (U$25,00) contra

R$ 32,00 (U$ 15,38) do preo da areia britada. Estes valores representam uma diferena de

cerca de 38%. Em Braslia, Distrito Federal, a diferena entre o custo da areia natural ebritada atinge 21%.

Tal diferena de preo justificada, principalmente, pelo alto custo dos fretes para o

transporte do material, j que os pontos de extrao de areia natural so encontrados a, no

mnimo, 70 km da capital paulista.

Para elik & Marar (1995) a busca pelo agregado mido britado tem sido um fenmeno

mundial crescente, em funo da acirrada regulamentao e fiscalizao ambiental e em

funo da escassez de agregados naturais.


16/169

A areia britada, por sua vez, apesar de ser mais vivel economicamente nos grandes

centros, ainda encontra resistncia ao uso quando utilizada em concreto. um material

com caractersticas prprias, como maior rugosidade superficial das partculas, forma mais

lamelar que a areia natural e maior teor de finos na sua composio. Em decorrncia disso,

as propriedades no estado fresco do concreto so alteradas.

Para a viabilizao do uso da areia britada, a dosagem experimental, a adequao do teor

de finos e, possivelmente, o uso de aditivos, tornam-se fundamentais para o

proporcionamento dos materiais na produo de um concreto trabalhvel e em condies

de bombeamento. Ressalta-se que o bombeamento, segundo Metha & Monteiro (1994) a

capacidade de o material ser transportado atravs de um duto sob presso, de forma a

manter suas caractersticas e homogeneidade para ser adequadamente aplicado. o mtodode lanamento para conduzir o concreto diretamente do ponto central de descarga forma,

usualmente praticado para concretos com qualquer composio. De maneira geral, para

que o bombeamento seja eficiente necessrio constante fornecimento de concreto fresco,

plstico, com consistncia adequada e sem qualquer tendncia segregao e exsudao

(Neville, 1997). Propriedades do concreto que devem ser analisadas nesta pesquisa.

Considerando o exposto, essa pesquisa surge como uma contribuio ao meio tcnico e

cientfico para a caracterizao do comportamento do concreto dosado com cimento, areiabritada e brita, com foco no estado fresco. Para tanto, so avaliados diferentes formatos de

areia britada, mtodos de dosagem, relaes gua/cimento e teores de finos da areia.

Est inserido na linha de pesquisa Sistemas Construtivos e Desempenho de Materiais, do

Programa de Ps-Graduao em Estruturas e Construo Civil da Universidade de Braslia,

onde j foram realizados trabalhos que esto disponveis no site

www.unb.br/ft/enc/estruturas, para consulta e download.

2. OBJETIVO DA PESQUISA

O presente estudo tem como objetivo geral contribuir para o entendimento do

comportamento do concreto fresco, contendo areia britada em substituio areia natural.

Como objetivos especficos podem ser considerados:

Avaliar o comportamento do concreto com caractersticas especficas, no estado

fresco, dosado por diferentes mtodos de dosagem;


17/169

Analisar o comportamento do concreto contendo areia britada com tratamento de

forma, pelo processo de beneficiamento com o uso do britador de impacto de eixo

vertical - VSI;

Analisar a influncia do teor materiais finos da areia britada no comportamento doconcreto no estado fresco;

Avaliar a viabilidade do uso da areia britada sem tratamento de forma, subproduto

beneficiado de pedreiras, em concretos de caractersticas especficas no estado

fresco;

Otimizar a utilizao de areia britada pelo do uso de aditivo de ao plastificante.

3. REVISO BIBLIOGRFICA

3.1. O MEIO-AMBIENTE E ACORDOS INTERNACIONAIS

A crescente preocupao do ser humano com a proteo ambiental fundamental para a

sobrevivncia das naes. De reconhecida relevncia, a World Meteorological

Organization(WMO) e a United Nations Environment Programme(UNEP) estabeleceram

oIntergovernmental Panel on Climate Change(IPCC), que avalia os potenciais problemas

ocasionados pelas mudanas climticas do mundo.

O primeiro relatrio da avaliao do IPCC foi realizado em 1990 e foi responsvel pelas

negociaes para o estabelecimento de um comit intergovernamental. No mbito desse

comit, so discutidas e negociadas as regras gerais aplicadas pelos pases em defesa ao

meio ambiente. Toda a estrutura poltica foi estabelecida e, em 1992, foi adotada a

sistemtica de elaborao de relatrios sobre as mudanas climticas, como ferramenta de

apoio tomada de decises do Comit.

Em 1995, com a publicao do segundo relatrio de avaliao realizado pelo IPCC,

iniciou-se a negociao do Protocolo de Kyoto, adotado em 1997. Continuando o trabalho,

em 2001, foi realizado o terceiro relatrio de avaliao que foi submetido 7 Conferncia

dos Membros da Comisso Mundial para o Meio Ambiente e Desenvolvimento. Por

ltimo, o quarto relatrio foi elaborado no primeiro trimestre de 2007.

Dentre os resultados apresentados pelo IPCC, foi observado um aumento de 70% na

emisso de gases poluentes na atmosfera em um perodo de 34 anos (1970-2004). As


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edificaes, a agricultura e a indstria, respectivamente, so os setores mais poluidores do

mundo.

Portanto, dever do ser humano desenvolver ou aprimorar a tecnologia de maneira

amigvel com o meio-ambiente.

A Indstria da Construo Civil tem papel fundamental nessa tarefa, praticando a

sustentabilidade na obteno da matria-prima para seus processos e na gerao de

processos e produtos sustentveis.

Segundo o IPCC necessrio atacar todos os geradores de poluio e algumas alternativas

para a reduo da emisso dos gases poluentes foram apresentadas no ltimo relatrio. So

elas:

A minimizao da gerao de resduos da indstria;

A utilizao de resduos beneficiados ou materiais reciclados;

A eficincia energtica dos equipamentos.

Essas aes vo ao encontro da Sustentabilidade da Indstria da Construo Civil e, com

maior relevncia nessa pesquisa, com a aplicao do resduo beneficiado da Indstria

Pedreira a areia britada.

3.2.SUSTENTABILIDADE DA INDSTRIA DA CONSTRUO CIVIL

A palavra sustentabilidade, que engloba questes ambientais, scio-econmicas e culturais

da sociedade, est incorporada ao meio tcnico desde 1987, com a elaborao do relatrio

Nosso Futuro Comum ou Relatrio Brundtland.

Nesse relatrio, sustentabilidade significa "suprir as necessidades da gerao presente sem

afetar a habilidade das geraes futuras de suprir as suas".

O Relatrio Nosso Futuro Comum, elaborado pela Comisso das Naes Unidas para o

Meio Ambiente e Desenvolvimento (CNUMAD), faz parte de uma srie de iniciativas do

Programa das Naes Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), que afirma uma viso

crtica do modelo de desenvolvimento adotado pelos pases industrializados e reproduzido

pelas naes em desenvolvimento. Alerta sobre os riscos do uso excessivo dos recursos

naturais sem considerar a capacidade de suporte dos ecossistemas. O relatrio aponta para


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a incompatibilidade entre desenvolvimento sustentvel e os padres de produo e

consumo vigentes (www.wikipedia.comem 03-06-07).

O conceito de sustentabilidade foi definitivamente incorporado como um princpio, durante

a Conferncia das Naes Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, a Cpula daTerra de 1992 - Eco-92, no Rio de Janeiro.

O Desenvolvimento Sustentvel busca o contraponto entre proteo ambiental e

desenvolvimento econmico e serviu como base para a formulao da Agenda 21, um

abrangente conjunto de metas para o estabelecimento de um habitat equilibrado.

Diante de diversas iniciativas governamentais em prol do desenvolvimento sustentvel da

indstria geral, apoiadas pelas polticas mundiais apresentadas, observa-se que a sociedade

brasileira tambm absorveu esses conceitos e tem crescente preocupao com o

Desenvolvimento Sustentvel.

Portanto, a viabilizao do uso da areia britada uma das aes imprescindveis para o

alcance da tecnologia sustentvel de produo de areia, favorecendo dois principais pontos:

(i) A reduo da extrao de um recurso natural no renovvel (areia natural) e,

conseqente, diminuio da degradao do meio ambiente;

(ii) Aumento do ciclo de vida da rocha, pelo beneficiamento1 do resduo daindstria pedreira e posterior utilizao em produtos de menor impacto

ambiental.

Como exemplo da degradao causada pela extrao da areia, Almeida (2005), cita uma

reportagem do jornal O Globo, onde mencionado que na Reta de Piranema, regio que

atravessa dois municpios (Itagua e Seropdica Rio de Janeiro), h mais de 40 areais. A

extrao de areia no leito do Rio Bandeira, por exemplo, vem provocando grande

degradao ambiental. Em outro ponto da reportagem, afirma-se que a regio, conhecidapela explorao dos areais, virou terra arrasada, com vrias crateras cheias de gua

contaminada por bactrias txicas, segundo tcnicos da Prefeitura de Itagua, o que pode

ser verificado na figura 3.1.

1ato de submeter um resduo operaes e/ou processos que tenham por objetivo dot-los de condies quepermitam que sejam utilizados como matria-prima ou produto (Resoluo CONAMA 307/02).


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Figura 3.1 rea degradada por extrao de areia - Reta de Piranema (Almeida, 2005).

Quanto ao ciclo de vida da rocha, atravs do beneficiamento do resduo gerado, alm de

cumprir a legislao brasileira, a indstria pedreira transforma resduo em lucro.

Os geradores devero ter como objetivo prioritrio, a

no gerao de resduos e, secundariamente, a reduo,

a reutilizao, a reciclagem e a destinao final.

(Art. 4. Resoluo CONAMA 307/02)

Para compreender a proposta desta pesquisa, que estudar o comportamento do concreto

no estado fresco dosado com areia britada, favorecendo a sustentabilidade da Indstria da

Construo Civil, necessrio fundamentar a trabalhabilidade do concreto usual para,

posteriormente, aplicar esses conceitos no objeto de estudo.

3.3. TRABALHABILIDADE DO CONCRETO

A trabalhabilidade determinada por um nmero de propriedades fundamentais da mistura

fresca, intrnsecas ao concreto, como: atrito interno, coeso, viscosidade, tenso de

escoamento, tixotropia, dilatncia, capacidade de deformao plstica e tendncia

segregao e exsudao; e extrnsecas, tais como: transporte, lanamento, adensamento e

acabamento (Metha & Monteiro, 1994).

Segundo o ACI Manual of Concrete Practice(1978) trabalhabilidade a propriedade do

concreto fresco ou da argamassa que determina a facilidade com que se pode misturar,

transportar, lanar, compactar e dar acabamento ao concreto.

Popovics (1982) referencia a trabalhabilidade como a combinao de efeitos das

propriedades do concreto fresco, que determinam a quantidade de trabalho requerido parao lanamento e compactao, e determinada resistncia segregao.


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Enfim, as definies de trabalhabilidade so conceitos convergentes que englobam

propriedades do concreto no estado fresco, relacionadas habilidade do concreto ser

transportado e lanado.

J em campo, a trabalhabilidade tem sido caracterizada por observaes visuais, comgrande julgamento subjetivo. Nota-se, portanto, que a terminologia para definir a

trabalhabilidade do concreto bastante difusa e por isso, baseados em Koehler e Fowler

(2003) e Ferraris apud Souza & Bauer (2002), pode-se classificar essa terminologia em

classes:

Classe I qualitativa: os termos so usados sem qualquer tentativa de

quantificao: trabalhabilidade, escoabilidade, compactabilidade, estabilidade,

bombeabilidade, consistncia.

Classe II qualitativa emprica: manifestao quantitativa do comportamento para

circunstncia particular: abatimento, fator de compactao, tempo de Veb, mesa

de consistncia;

Classe III fundamental: baseada em ensaios padronizados: viscosidade e tenso

de escoamento.

Rago & Cincotto apud Souza (2005), na figura 3.2, sintetizam claramente a relao entreas caractersticas dos constituintes e as propriedades do concreto, para uma dada

trabalhabilidade. Pode-se observar que as duas principais propriedades para o controle de

uma mistura trabalhvel so a tenso de escoamento e a viscosidade.

Figura 3.2 Relaes entre as propriedades do concreto e as caractersticas dos constituintes(Rago & Cincotto apud Souza, 2005).


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Para avaliar a trabalhabilidade da mistura, apesar de todo esforo realizado para a

caracterizao dos concretos pelos parmetros fundamentais reolgicos (tenso de

escoamento e a viscosidade), o mtodo mais utilizado em campo o Cone de Abrams, que

mede apenas um parmetro: o ensaio de consistncia2.

Por isso, uma das dificuldades de se avaliar a trabalhabilidade do material, at ento, foi

justamente a inexistncia de equipamentos de fcil manuseio, com boa reprodutividade e

repetitividade para a determinao de parmetros reolgicos em campo.

Na tentativa de minimizar essa deficincia, Ferraris & De Larrard (1998) desenvolveram o

equipamento para a execuo do ensaio de abatimento modificado, que ser discutido no

item 3.3.3.2.

Um fator extrnseco aos componentes do concreto que afeta as propriedades no estado

fresco o tempo necessrio para uniformizar uma disperso de material granular. Segundo

D. Chopin et al. (2004), observou-se que independente do uso ou no de aditivo, o tempo

de mistura aumenta com o aumento do teor de finos na mistura e com a reduo da relao

gua/aglomerante.

3.3.1. REOLOGIA DO CONCRETO NO ESTADO FRESCONeste item, sero abordados os fundamentos bsicos sobre reologia do concreto,

importantes para a compreenso do comportamento das misturas no estado fresco, durante

a avaliao da influncia da areia britada. Tais fundamentos so necessrios para o

entendimento da trabalhabilidade do concreto.

A reologia, palavra que vem do grego rho, o que flui, e logos, cincia, induz de forma

mais imediata a cincia do escoamento (Navarro, 1997). No entanto, a reologia mais

abrangente e, de acordo com Tattersal apud Rago (1999), a cincia que estuda adeformao e o escoamento da matria sob influncia de tenses, considerada adequada a

materiais complexos, que no se enquadram numa simples classificao de slido, lquido

ou gs.

A deformaose divide em dois tipos: (i) elstica, aquela que recupera a energia aplicada

sob forma de trabalho no corpo, retornando a sua forma original, e (ii) plstica, referente

deformao que converte a energia aplicada em calor, no a recuperando.

2Consistncia: capacidade do concreto resistir deformao.


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Os fluidos se deformam continuamente sob ao de tenses de cisalhamento. O conceito de

cisalhamento definido pela rotao e elongao relativas de partes do corpo, em

diferentes direes e planos (figura 3.3). Na ausncia desta tenso, no h deformao.

Rotao sem deformao

Deformao por cisalhamento

Deformao por elongao

Rotao sem deformao

Deformao por cisalhamento

Deformao por elongao

Figura 3.3 Tipos de deformao (Barbosa, 2007).

De acordo com Sobral (1990) e Souza (2005), o comportamento do concreto deve ser

descrito como uma suspenso concentrada de partculas slidas (agregados) em um lquido

viscoso (pasta de cimento). Por sua vez, sabe-se que a pasta de cimento tambm no umfluido homogneo e sim composto de partculas em um lquido, no caso a gua. No

entanto, devido sua continuidade e pelas foras que interagem entre as partculas, as

propriedades fundamentais reolgicas podem ser aplicadas ao concreto.

O comportamento reolgico dos fluidos se divide em dois grandes grupos: Newtonianose

No-Newtonianos. O caso mais simples representado por uma relao linear entre a

taxa de fluidez e a fora aplicada no corpo, que intercepta o zero, chamado de curva

Newtoniana (figura 3.4). Os lquidos newtonianos fluem a uma taxa constante proporcional

fora. So chamados de fluidos viscosos ideais, por exemplo, a gua. Neste caso, a

constante de proporcionalidade entre as duas grandezas a viscosidade absoluta, que varia

apenas com mudanas de temperatura e presso.

Dentre os fluidos no-newtonianos, existem trs classificaes:

Independentes do tempo- os quais a taxa de cisalhamento em qualquer ponto

funo da tenso naquele ponto: Pseudoplsticos, Dilatantes e Binghamianos ou

Viscoplsticos;


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Dependentes do tempo: so aqueles em que a relao entre a tenso aplicada e a

taxa de cisalhamento depende do tempo em que o fluido agitado ou permanece

em repouso: Tixotrpicos e Reopticos;

Viscoelsticos: so os sistemas que apresentam tanto caractersticas de slidosquanto de lquidos e que exibem uma recuperao elstica parcial aps a

deformao.

Aplicando esses conceitos ao concreto, nem mesmo as pastas de cimento podem ser

descritas como um material newtoniano e para descrever o comportamento reolgico da

pasta, argamassa e concreto, dentre os fluidos no-newtonianos importante entender os

fluidos com comportamentosBinghamianos ou Viscoplsticos, Dilatantes e Tixotrpicos.

Analisando a figura 3.4, os trechos de 1 a 4 refletem o comportamento do fluxo de um

fluido no-newtoniano em um trecho linear, neste caso, com comportamento

Binghamiano, em um cilindro. Quando a fora aplicada e excede a uma determinada

tenso limite de escoamento, ocorre a fluidificao do corpo somente nas regies

perifricas, fenmeno chamado deplug flow.

Com o incremento da tenso de cisalhamento, o dimetro do plug diminui conforme o

comprimento do fluxo aumenta. Quando a velocidade torna-se suficientemente grande, o

material toma forma parablica, representada no trecho 3 a 4 da curva (Popovics, 1982).

Figura 3.4 Modelos de comportamentos reolgicos (Popovics, 1982).

Essa teoria pode se restringir aos trechos lineares do mangote, pois nas curvas, possvel

que o fluxo ocorra de maneira diferenciada.


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Nos corpos com comportamento Binghamiano, partculas parcialmente envoltas por um

material plstico se mantm em suspenso, mas unidas pelas foras interpartculas

existentes. Resistem ao seu peso prprio at determinada tenso de cisalhamento, que

segundo Ferraris et al (2001), a diferena entre um slido plstico e um fluido ideal.

Portanto, a mxima tenso necessria para resistir ao fluxo uma caracterstica prpria do

material, chamada tenso limite de escoamento. Popovics (1982) e Taylor (1997)

afirmam que quando uma fora tangencial de cisalhamento aplicada a um corpo,

primeiramente, o material deforma elasticamente, mas no flui at que essa tenso exceda

o seu limite elstico. Materiais com esse tipo de comportamento so expressos pela

equao 3.1

dyd 0 Equao 3.1

Onde: = tenso de cisalhamento (kPa);

0= tenso limite de escoamento (kPa);

= viscosidade (kPa.s);

dv/dy = taxa de cisalhamento (s-1).

A caracterstica equivalente viscosidade absoluta de materiais newtonianos em ummaterial no newtoniano a viscosidade aparente, demonstrada na linha de 0a a, da figura

3.4. aplicada s curvas de tenso de cisalhamento X taxa de cisalhamento no-lineares,

obtida a partir da inclinao de uma reta ligando um ponto particular da curva com a

origem.

Nos fluidos no-newtonianos, a viscosidade influenciada pelo cisalhamento aplicado

(taxa de deformao) ou pelo tempo de sua aplicao, passando a ser uma propriedade que

depende das condies nas quais o fluido se encontra (Navarro, 1997).

Matematicamente, a viscosidade (equao 3.3) a relao entre a tenso de cisalhamento

e a taxa de cisalhamento (equao 3.2), que por sua vez o diferencial da velocidade em

relao distncia da camada mais externa em fluxo camada estacionria, detalhadas na

figura 3.5.

Taxa de cisalhamento = Equao 3.2

Viscosidade = tenso de cisalhamento / taxa de cisalhamento Equao 3.3

dy

dv


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Onde: (dv/dy) a taxa de cisalhamento (s-1);

= tenso de cisalhamento (kPa); 0 = tenso limite de escoamento (kPa);= viscosidade (kPa.s);

Baixa taxa de cisalhamen Alta taxa de cisalhameto nto

Vmax

'

Lquido cisalhado

3

1

2 Placa em movimento com rea de cisalhamento A em contato com o lquido

Placa estacionria3

1

2

y'' ''

3

1

Vmax2

Figura 3.5 Descrio do mecanismo de cisalhamento de camadas adjacentes de um lquido (Barbosa,2007).

A figura 3.5 mostra que a velocidade mxima ocorre na placa em movimento, de reaAem

contato com o lquido e vai diminuindo at zero na placa estacionria. Para lquidos de

menor espessura, para a mesma velocidade, a taxa de cisalhamento mais alta.

Fisicamente, a viscosidade relativa velocidade de escoamento de um corpo, podendo

indicar a facilidade ou no de fluxo devido s foras internas resultantes do movimento

relativo de uma camada em relao outra adjacente (Barnes et al., 1989 apud Souza,

2005).

Complementarmente, dois comportamentos so importantes para a compreenso do

comportamento reolgico de pastas, argamassas e concretos: os tixotrpicos e os

dilatantes.

A tixotropia e a dilatncia so fenmenos que ocorrem quando uma estrutura aleatria

muda de forma gradual frente a um campo de cisalhamento (Navarro, 1997),

caracterizados por sistemas de escoamento heterogneos, ou seja, que possuem duas ou

mais fases que interagem entre si.


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A tixotropia o resultado da quebra temporria da estrutura interna da pasta, causada pela

reduo da atrao interpartculas e do atrito interno. quando a viscosidade decresce com

o aumento da taxa de cisalhamento. A argamassa ou o concreto torna-se mais fludo com o

aumento do tempo de cisalhamento sob condies de estado estacionrio, sendo reversvel,

ou seja, volta a ficar mais viscoso quando a solicitao cessa (Barbosa, 2007).

Segundo Silva (2003), esse comportamento depende das caractersticas fsicas das

partculas, rea superficial, forma e dimenso dos gros e, principalmente, das foras de

atrao e repulso entre as partculas.

A dilatncia a interferncia entre as partculas por maior atrito interno. caracterizado

pelo aumento da viscosidade com o aumento da taxa de cisalhamento e, conforme Silva

(2003), tpico de fluidos com alta concentrao de slidos. O mecanismo dessecomportamento pode ser explicado da seguinte forma: medida que se aumenta a tenso

de cisalhamento, o lquido intersticial que lubrifica o atrito entre as partculas incapaz de

preencher os espaos devido a um aumento de volume que, freqentemente, acompanha o

fenmeno. Ento, ocorre o contato direto entre as partculas slidas e, conseqentemente,

um aumento da viscosidade aparente.

Conhecidos os fundamentos de reologia, pode-se deduzir que o comportamento da pasta de

cimento, da argamassa e do concreto podem ser caracterizados medindo-se duaspropriedades: a tenso de escoamento e a viscosidade.

Segundo Ferraris et al (2001), o comportamento do concreto fresco pode ser idealizado

como um corpo de Bingham, em uma primeira aproximao.

No entanto, em estudo realizado por Ferraris & De Larrard, (1998), observou-se que o

modelo de Herschell-Bulkley, expresso pela equao 3.4., no linear, mais adequado para

a descrio do comportamento reolgico do concreto muito fluido, por exemplo, concreto

auto-adensvel.

.

0ba Equao 3.4

Onde: : tenso de cisalhamento (kPa);

: taxa de cisalhamento (s-1);

0 : tenso de escoamento (kPa)

a e b: parmetros caractersticos.


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Na referida pesquisa, quando obtidos os resultados de tenso de escoamento e viscosidade

das misturas estudadas segundo o modelo de Bingham, atravs da regresso linear dos

valores experimentais de torque versus taxa de cisalhamento, a tenso de escoamento

apresentou-se negativa, demonstrando que a regresso linear no o modelo mais

recomendado.

Na figura 3.6, observa-se os resultados obtidos por Ferraris & De Larrard (1998), segundo

o modelo de Herschell-Bulkley, para misturas de diferentes relaes gua/cimento. As

curvas do grfico mostram que o torque decresce com o aumento da relao a/c. O

equipamento utilizado foi o remetro BTRHEOM3.

Figura 3.6 Comportamento reolgico de concreto conforme modelo de Herschell-Bulkley.

(Ferraris & De Larrard, 1998).

3.3.2. FATORES QUE AFETAM A REOLOGIA DO CONCRETO.

O conhecimento do comportamento da pasta que compe o concreto fresco importante,

pois a contribuio das partculas finas nas propriedades reolgicas desse material pode se

manifestar tanto pela concentrao volumtrica, quanto pela distribuio granulomtrica.Segundo De Larrard e Sedran (2002) a quantidade de partculas finas influencia

diretamente a fluidez do concreto gerando comportamentos distintos. Ressalta-se que no

se deve minimizar o efeito massa provocado pelas partculas maiores que atribuem atrito

interno ao sistema e mesmo o atrito atribudo pelas partculas de agregado mido,

dificultando o fluxo. Coerentemente, deve existir um equilbrio entre pasta e composio

granulomtrica (grado + mido). No entanto, a composio e a quantidade de pasta no

3O BTRHEOM ser detalhado no item que se explica o ensaio de abatimento modificado.


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concreto fresco podem afet-lo da seguinte maneira (Ferraris & Gaidis, 1992 e Souza,

2005):

Teores reduzidos de pasta levam ao predomnio dos contatos de alto atrito entre os

agregados, resultando na diminuio da propriedade consistncia;

medida que se eleva o teor de pasta, a suspenso escoa com maior facilidade,

pois diminuem os contatos entre os agregados e a propriedade consistncia passa a

ser governada pela viscosidade da pasta;

A presena em excesso de pasta pode at diminuir a propriedade consistncia, pois

a quantidade de gua disponvel para o afastamento das partculas no sistema (gualivre) se reduz com o aumento da rea superficial volumtrica da composio.

Portanto, conclui-se que a capacidade da pasta de cimento em contribuir para a definio

da consistncia, e/ou de conferir deformao plstica ao concreto, influenciada

diretamente pela quantidade de gua, de aditivo de ao plastificante ou modificador de

viscosidade. Tais fatores interferem nas fases da pasta que interagem entre si e produzem

perturbaes locais na linha de fluxo, pelas foras interfaciais, pontes de hidrognio eoutras interaes moleculares.

Conceitualmente, a deformao plstica a capacidade de o material ser moldado sem

perder continuidade e de reter a forma. Segundo Popovics (1982), a plasticidade da pasta

ocorre na ausncia de excesso de finos, especificamente, devido coexistncia de foras de

atrao e repulso entre as partculas. A atrao ocorre devido s foras de Van der Walls e

as foras de repulso so decorrentes do mecanismo de carregamento eletrosttico, causado

por ons, alojados prximos superfcie de cada partcula de cimento, atrados por ons

adsorvidos da gua. As partculas se mantm a certa distncia, com um mnimo de energia

potencial, mantendo o equilbrio entre a mobilidade das molculas e a coeso.

Entretanto, para Taylor (1997), somente a teoria de que a pasta tem o comportamento de

um fluido com aglomerado em imerso no explica a quebra da estrutura causada na pasta

cisalhada. Conforme Tattersal & Banfill apud Taylor (1997), durante as reaes iniciais, os

flocos de partculas esto revestidos por uma membrana contnua de gel que, se destrudos


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por cisalhamento, so substitudos por cada partcula revestida separadamente, mais ou

menos eficazes em se ligar.

Em argamassa e concreto, a estrutura formada pelas foras interpartculas, pelos

carregamentos eletrostticos e pela tenso superficial do gel formado durante as reaesiniciais entre o cimento e a gua, so (parcial ou inteiramente) quebradas durante a mistura

(Banfill, 2003). Assim, o comportamento reolgico dos materiais, em especial do concreto

fresco, como o objeto de estudo da pesquisa, resultado da interao entre os efeitos de

superfcie das partculas finas e da gua (incluindo ar) e os efeitos de massa das partculas

de agregado grado (Bombled, 1967 apud Popovics, 1982 e Kreijger, 1968 apud Popovics,

1982).

As propriedades do concreto fresco dependem, dentre outras, do teor e composio depasta na composio do concreto. Uma vez ocorrido o decrscimo da quantidade, se reduz

o grau de disperso das partculas, incrementando a interferncia entre os gros diminuindo

a fluidez. Por outro lado, deve-se atender a um limite com o intuito de evitar que o

concreto fresco exsude e segregue (concreto com muita gua) ou torne-se muito coeso

(concreto com alto consumo de cimento e/ou outros finos) (Popovics, 1982 e De Larrard,

1999).

Quanto ao consumo de cimento na mistura, segundo Popovics (1982) e Metha e Monteiro(1994) o comportamento da consistncia do concreto alterado em funo dos seguintes

fatores: (i) a maior quantidade de cimento mais efetiva que o tipo de cimento; (ii) para

concretos com consumo de cimento mdio (240 a 360 kg/m3), mudanas no contedo de

cimento afetam fortemente a quantidade de gua requerida para determinada consistncia,

medida pelo ensaio de abatimento; (iii) o consumo de cimento elevado minimiza a

influncia do agregado e da gua requerida do concreto.

Quando se trata dos agregados, a granulometria e o dimetro mximo so especificados

porque afetam tanto a quantidade de agregado a ser utilizado, como o consumo de cimento,

de gua, a trabalhabilidade, a bombeabilidade e a durabilidade do concreto. Em geral, para

determinada resistncia, se a relao gua/cimento adequada, uma maior variabilidade de

distribuies granulomtricas pode ser utilizada.

Quando se trata da composio granulomtrica entre grado e mido, deve-se considerar o

grau de empacotamento dos gros, que dependente do formato das partculas, das


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porcentagens de cada tamanho de partcula na composio e da frao dominante de

tamanho das partculas.

Segundo De Larrard (1999), o comportamento do volume de vazios da composio em

funo da relao entre as partculas finas e o total de partculas (finas e grossas)

desencadeia o comportamento demonstrado na figura 3.7b. medida que aumenta a

porcentagem de finos na composio, em um primeiro estgio, o volume de vazios

diminui. Os finos preenchem os vazios dos gros mais grossos. No entanto, atingido certo

limite, os finos comeam a interferir na acomodao dos gros mais grossos e o efeito de

afastamento preponderante, elevando o ndice de vazios (figura 3.7a). Quanto mais

vazios na composio granulomtrica, menor o empacotamento dos gros.

Ressalta-se que De Larrard (1999), atravs da referenciada publicao, recuperou para os

tempos atuais, o conhecimento sobre pastas, argamassas e concretos que vem sendo

desenvolvido desde o incio do sculo XIX (Coutinho apud Helene & Terzian, 1992) por

autores precursores como Vicat, Fert, Abrams, L Chatelier, Praudeau, Paul Alexandre,

Fuller, Thompson, Bolomey, Talbot e Richard, Lyse, Dreux, Faury, Joisel, Leclerc du

Sablon, Vallete, Murdock e outros4. Juntamente com uma equipe doLaboratoire Central

ds Ponts et Chausses (LPCC) programou um software que realiza a dosagem de

concreto.

Os autores citados, dentre eles, os que De Larrard (1999) se baseia, contriburam de forma

decisiva para o desenvolvimento da tecnologia do concreto, ora estudando a contribuio

da gua e do aglomerante, ora a contribuio do agregado e suas particularidades nacomposio das misturas para o atendimento de resistncia e trabalhabilidade adequadas.

4Um detalhado histrico sobre a Evoluo dos Mtodos de Dosagem apresentada em Helene & Terzian(1992).


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(a) Empacotamento granular decasos de gros dominantesgrossos e de gros dominantesfinos

(b) ndice de vazios x relao entremido/mido + grado

(c) Contribuio do slido e do lquido naresistncia ao cisalhamento

ndice de vazios

finos/finos + grosos

Figura 3.7 Contribuies do empacotamento granular e interao slido e lquido na resistncia ao

cisalhamento (adaptado De Larrard, 1999).

O empacotamento granular aliado s interaes das partculas slidas e lquidas contribui

na resistncia ao cisalhamento do concreto (figura 3.7c).

A interao fsica entre as partculas confere maior ou menor atrito ao sistema, dependendo

da compacidade, distribuio granulomtrica e formato dos gros, conforme demonstrado

por Pinto (2000) apud Souza (2005) para areias, teoria que, tomadas as devidas propores

pode ser estendida composio granulomtrica grado/mido (tabela 3.1).


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Tabela 3.1 Fatores com influncia direta no ngulo de atrito das partculas da areia (adaptado Pinto,2000 apud Souza, 2005).

A relao entre esses mecanismos, de forma simplificada, ir definir o consumo de pasta

necessrio para preencher os vazios dos gros, minimizar o atrito entre as partculas e

garantir a consistncia e a capacidade do concreto se deformar plasticamente.

Alm de todos os intervenientes apresentados que afetam a reologia do concreto, se no

forem observados fatores como o tipo de betoneira, a incorporao de ar; a seqncia e a

durao da mistura e a temperatura ambiente mdia, podem ocorrer variaes no previstasnos resultados dos ensaios pretendidos (Ferraris & De Larrard, 1998).

3.3.3. MTODOS DE ENSAIOS PARA MEDIR PROPRIEDADES REOLGICAS.

Neste item sero discutidos alguns mtodos de ensaios utilizados para a avaliao das

propriedades reolgicas de argamassas e concretos.

Hackley & Ferraris (2001) sugerem a classificao dos mtodos reolgicos em ensaios defluxo confinado, fluxo livre, com vibrao e remetros rotacionais. A tabela 3.2 mostra a


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fundamentao de cada um desses ensaios. No entanto, observa-se que o Vane Test5no se

encaixa em nenhuma das classificaes.

Tabela 3.2 Fundamentao de ensaios de reologia (Koehler & Fowler, 2003).

Categoria DefinioO material flui sob ao do peso prprio ou de uma pressoaplicada por um orifcio.

Fluxo Confinado

O material flui sob ao do peso prprio sem qualquerconfinamento ou um objeto penetra no material por gravidade.

Fluxo Livre

Com Vibrao O material flui sob a influncia de uma vibrao aplicada.

O material cisalhado entre duas superfcies paralelas, onde uma ouambas so rotacionadas.

Remetro Rotacional

3.3.3.1.ENSAIO DE ABATIMENTO.

Segundo Petrucci (1987), o ensaio de abatimento significa medir a diferena entre a altura

do molde tronco-cnico e o concreto aps a remoo do molde. Esta diferena, chamada

abatimento, uma medida da propriedade consistncia do concreto.

Navarro (1997) e De Larrard (1999) abordam o problema como um balano de foras, no

estado estacionrio, sobre um elemento diferencial de volume no qual atuam foras de

cisalhamento e gravitacional. Esta ltima a principal responsvel pelo escoamento do

fluido. No equilbrio, a fora gravitacional deve ser igual fora de cisalhamento ou, de

forma simplificada, a tenso de escoamento do material deve ser igual tenso atuante

devido fora gravitacional (figura 3.8).

Figura 3.8 Caso geral do escoamento de um fluido em um plano inclinado (De Larrard, 1999).

Ondeo: tenso de escoamento do fluido (KPa);

: ngulo de inclinao da base ();

5 Vane Test ensaio detalhado no item 3.3.3.3.


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: massa especfica do fluido (kg/dm3);

h: espessura da camada (m);

g: acelerao da gravidade (m/s2).

Autores como Tanigawa et al (1991) e Kurokawa et al (1994) realizaram a modelagem por

elementos finitos do ensaio de abatimento, considerando o concreto como um corpo

Binghamiano. Os autores concluram que a mistura controlada pela relao w/gM, onde

w a tenso de escoamento (kPa), M a massa especfica do concreto (kg/dm3) e g a

acelerao da gravidade (m/s2). Sendo assim, os autores citados convergem nas

constataes.

Para o concreto convencional, esperada forte correlao entre a medida de abatimento e a

tenso de escoamento, o que foi avaliado em estudo realizado por De Larrard (1999) e

confirmado por Walevik (2006), conforme as figuras 3.9.

Figura 3.9 Correlao entre abatimento e tenso de escoamento para diferentes concretos (Walevik,2006).

O colapso ou no da massa de concreto durante o ensaio de abatimento indica,

qualitativamente, a coeso da mistura. Se o colapso ocorre (figura 3.10c), indica que h

baixa coeso e pouca capacidade de deformaes plsticas na mistura. Por isso, o concreto

tem tendncia segregao.


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Figura 3.10 Colapso do ensaio de abatimento.

De uso extremamente difundido em campo, o equipamento para medida do abatimento

pelo cone de Abrams de fcil transporte e uso em campo, oferecendo apenas um valor

fsico simples para caracterizar a mistura de concreto. Recebe diversas crticas por um

mesmo valor de abatimento representar diferentes consistncias de concreto (Wallevik,2006), alm de possuir alta variabilidade.

Quanto variabilidade, os testes de varincia mostram resultados equivalentes aos ensaios

de resistncia compresso, ar incorporado ou massa unitria do concreto. Segundo

Popovics (1982), essa variabilidade minimizada quando se faz o controle adequado

durante a mistura do concreto, o mesmo operador realiza o ensaio e controla-se a qualidade

e uniformidade dos materiais.

Em suma, Koehler e Fowler (2003) apresentam as desvantagens em utilizar o ensaio de

abatimento:

O abatimento no fornece uma indicao de viscosidade plstica;

um ensaio esttico, ento, os resultados so influenciados pela tixotropia

(aumento aparente da viscosidade) do concreto;

O ensaio no indica a facilidade com que o concreto pode ser transportado nas

condies de lanamento, bem como na vibrao;

mais indicado para o concreto convencional.

3.3.3.2.ABATIMENTO MODIFICADO

Os equipamentos para a medio da viscosidade e a tenso de escoamento, com exceo

dos remetros que so aplicveis ao concreto e possuem custo mais elevado, so mais

aplicveis s pastas de cimento e argamassas. Isto ocorre justamente pela presena das


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partculas maiores do agregado grado no concreto, o que aumenta demasiadamente as

dimenses dos equipamentos (Popovics, 1982).

Por exemplo, um viscosmetro para concreto com dimetro de partcula mxima de 25 mm

requer dimenses de 10 a 20 vezes maiores que os tradicionais. Mesmo assim, o efeito deseparao das partculas da mistura ainda teria que ser minimizado. Por isso, o esforo em

desenvolver um ensaio que concilie a prtica aos parmetros fundamentais de reologia

to importante.

O ensaio de abatimento modificado foi proposto por Ferraris & De Larrard (1998) como

uma alternativa para a avaliao das propriedades do concreto no estado fresco em campo,

baseado nos parmetros de Bingham viscosidade e tenso de escoamento com a

finalidade de caracterizar o concreto.

Para o desenvolvimento do mtodo de ensaio, os resultados obtidos para a tenso de

escoamento e viscosidade foram correlacionados com os obtidos pelo remetro

BTRHEOM (De Larrard et al, 1997) desenvolvido no Laboratoire Central ds Ponts et

Chausses(LPCC).

O BTRHEOM (figura 3.11) um equipamento que mede a tenso de escoamento e a

viscosidade do concreto. Consiste de um recipiente com fundo dentado e um disco que se

apia na amostra, aplicando a tenso de cisalhamento, com o princpio similar a um

viscosmetro de pratos paralelos. aplicvel a concretos com abatimento maior que 80 mm

e taxa de cisalhamento entre 5 e 8s-1.

Dentre os fatores que podem afetar os resultados do ensaio no remetro esto: tamanho

mximo do agregado grado, segregao e taxa de cisalhamento.

Figura 3.11 Remetro BTRHEOM (De Larrard et al, 1997).


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O equipamento para a realizao do ensaio de abatimento modificado (figura 3.12)

simples e requer pequenas modificaes na base padronizada do ensaio de abatimento e a

confeco do prato, pelo qual possvel a verificao do momento em que o concreto sofre

deformao e atinge a marca de 100 mm.

Figura 3.12 Equipamento do ensaio de abatimento modificado e esquema de realizao doprocedimento (Ferraris & De Larrard, 1998).

Os parmetros de reologia obtidos por este ensaio so os seguintes:

a tenso de escoamento - relacionada ao abatimento, segundo a equao 3.5proposta por Hu (De Larrard, 1994), para concretos com viscosidade plstica entre

0 e 300Pa ou, a equao 3.6, modificada por Ferraris & De Larrard (1998), para 0 a

2000Pa:

s 3002700

Equao 3.5

2123003470

s

Equao 3.6

Onde: 0 : tenso de escoamento (Pa);

: massa especfica do concreto (g/dm3);

s:abatimento modificado (mm).

a viscosidade plstica - controlada pelo intervalo de tempo para a deformao

completa da massa da mistura, para concretos com abatimento entre 120 e 260 mm,

regida pelas equaes 3.7 e 3.8.


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31,08.10 175T s para 200 < s < 260 mm Equao 3.7

325.10 T para s < 200 mm Equao 3.8

Onde: : viscosidade (Pa.s);

: massa especfica do concreto (g/dm3);

T: tempo de deslocamento da massa de concreto em uma altura de 100 mm (s);

s:abatimento modificado (mm).

Os resultados obtidos no desenvolvimento do abatimento modificado mostraram boa

correlao entre os resultados tericos (equaes 3.5 a 3.8) e os medidos

experimentalmente, como se verifica na figura 3.13. Foram baseados em concretos dosados

com agregado grado de dimetro mximo de 10,0 mm, areia arredondada bem graduada e

Cimento Portland Tipo I/II.

(a) (b)

Figura 3.13 Correlao entre valores de tenso de escoamento experimentais e tericos (a) eviscosidade experimental e terica (b) (adaptado de Ferraris & De Larrard, 1998).

Uma das crticas a esse ensaio a preciso da medida de tempo, em funo da reao do

operador. Ferraris & De Larrard (1998) verificaram que, em queda livre, o prato percorre a

distncia de 100 mm em 0,14s. As medidas realizadas por diferentes tcnicos se mantm

entre 0,16 e 0,15s. Alm disso, o atrito entre o concreto e a haste fixa e o peso do prato

poderiam influenciar o tempo de abatimento do concreto. No entanto, provou-se em estudo

realizado pelos mesmos autores que esses efeitos so desprezveis.

Segundo Koehler e Fowler (2003), as desvantagens em utilizar o ensaio de abatimento

modificado so:


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um ensaio esttico e por isso os resultados no levam em conta a tixotropia do

concreto ou a capacidade do concreto sob vibrao;

O ensaio ainda requer validao para outros materiais.

3.3.3.3.VANE TEST

Os remetros rotacionais medem os parmetros fundamentais de reologia: a tenso de

escoamento e a viscosidade. So equipamentos que podem ser aplicados a concreto de

baixa trabalhabilidade a concretos auto-adensveis. No entanto, as limitaes quanto ao

tamanho necessrio para a construo de um remetro para medir os parmetros

fundamentais do concreto so responsveis pelo no uso tradicional desse ensaio em

laboratrio, como j discutido anteriormente no item 3.3.3.2.

Segundo Ferraris (1999), em um remetro com cilindros coaxiais, a diferena entre o raio

do cilindro interno e externo deve ser de cinco vezes o dimetro mximo da partcula do

concreto medido.

Um remetro pode ser composto por pratos paralelos ou por um cilindro circunscrito em

outro, como mostra a figura 3.14. No entanto, com o intuito de minimizar a turbulncia naconcentrao causada pela introduo do cilindro interno pode-se substituir o cilindro por

uma palheta.

Figura 3.14 Esquema do remetro de pratos paralelos e de cilindro coaxial (Ferraris, 1999).

Com o mesmo princpio de um remetro de base fixa, mas em menor escala, oVane Tester

um equipamento bastante utilizado em mecnica dos solos para a avaliao dos


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