AVALIAÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE RESISTIVIDADE ELÉTRICA E AS PROPRIEDADES DE CONCRETOS COM CINZA DE...

Universidade do Vale do Rio dos Sinos- UNISINOS

Unidade Acadmica de Graduao

Curso de Engenharia Civil

DETERMINAO DA RELAO GUA/CIMENTO

DE CONCRETOS NO ESTADO FRESCO COM CINZA

DE CASCA DE ARROZ E ADITIVO

SUPERPLASTIFICANTE PELO MTODO DA

RESISTIVIDADE ELTRICA E RELAO COM

PROPRIEDADES NO ESTADO ENDURECIDO

Acadmica: Tatiane Isabel Hentges

Orientadora: Prof. Dra. Marlova P. Kulakowski

So Leopoldo, 2015

INTRODUO

Concreto sem qualidade comprometimento estrutural,

custos e atrasos;

Recebimento do concreto abatimento de tronco de cone:

no retrata valores que realmente influenciam na resistncia,

como a relao a/c;

Pozolanas , aditivos e tempo podem alteram as propriedades

fsicas do concreto no estado fresco;

Diversas pesquisas para determinar a relao a/c, porm

demandavam tempo demais ou corpo tcnico especializado;

Resistividade eltrica.

OBJETIVOS

Diante da resistividade eltrica no estado fresco:

Avaliar influncia da CCA e do aditivo SP;

Relao com a relao a/agl dos concretos estudados;

Relao com o abatimento de tronco de cone;

Estabelecer relaes com a resistncia compresso;

Relao com a resistividade no estado endurecido;

Relao com a taxa de absoro de gua;

Especficos

Geral

O objetivo geral deste trabalho determinar a relao gua/aglomerante de concretos,

com cinza de casca de arroz e superplastificantes, no estado fresco pelo mtodo da

resistividade eltrica e relacionar com propriedades no estado endurecido.

O PRINCPIO DOS 4 PONTOS

Materiais heterogneos: resistividades em sua constituio;

Aplica-se corrente eltrica contnua em dois pontos. Mede-se a DDP entre

outros dois pontos;

Adota-se:

Injeo de corrente = A e B; Leitura = M e N;

Fonte: Miranda et al. (2012, p. 140)

Resistividade eltrica

Fonte: Modificado de Mehta e

Monteiro (2008, p. 424)

O PRINCPIO DOS 4 PONTOS

A geometria do equipamento considerada;

Arranjo de Wenner: espaamentos iguais;

Resistividade eltrica

Fonte: Modificado de Mehta e

Monteiro (2008, p. 424)

Fonte: Elaborada pela autora Fonte: Mancio et al. (2010)

=

=

4

R=

= 0,319

= 0,434

MTODOS

Resistividade eltrica no estado

fresco equipamentos: Resistor (150 );

Voltmetros (Vc e Vo);

Fonte: 1,5 V; 1 KHz;

Recipientes cilndricos 30x40 cm;

Sonda;

Fonte: Elaborada pela autora Fonte: Elaborada pela autora

MTODOS


fresco ensaio:

Insere-se a sonda no concreto;

3 leituras a cada 10 min durante 2 h

5 min cada amostra;

Sonda

Mtdodo dos 4 pontos arranjo de Wenner;

Eletrodos de ao inox;

Plstico no condutor;

25,4 mm entre eixos.

Fonte: Braun (2015)

Fonte: Elaborada pela autora

Rc = Ro x Vc

Vo

Rc x k = c Fonte: Elaborada pela autora

Ensaio de resistividade eltrica em andamento

MTODOS

Abatimento de tronco de cone

NBR NM 67

(ABNT, 1998);

Tempos padronizados

incio aps mistura;

Resistncia compresso axial

NBR 5739

(ABNT, 2007);

7, 28 e 63 dias

Absoro de gua por

capilaridade

RILEM TC 116

PCD;

Modificado por

Werle (2010)


endurecido

Resipod, empresa

Proceq;

Amostras saturadas;

Leituras at 63 dias.

RESULTADOS

Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 20 40 60 80 100 120

(

m)

t (min)

0% CCA - Sem Aditivo

0 20 40 60 80 100 120

t (min)


0 20 40 60 80 100 120

t (min)


2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 20 40 60 80 100 120

(

m)

t (min)

0% CCA - Com Aditivo

0 20 40 60 80 100 120

t (min)


0 20 40 60 80 100 120

t (min)


RESULTADOS

y = 18,688x2 - 4,5762x + 4,7112 R = 0,9749

y = -8,9522x2 + 18,854x - 2,1763 R = 0,9827

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

(

m)

a/c

0% CCA

y = -22,476x2 + 37,506x - 5,5136 R = 0,9827

y = 7,8392x2 + 2,5265x + 1,6239 R = 0,9994

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

a/c

10% CCA

y = 0,1914x2 + 14,246x + 0,0738 R = 0,9993

y = -12,643x2 + 18,734x - 1,0132 R = 0,9931

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

a/c

20 % CCA

Relao

a/c

Sem aditivo Com aditivo

0%CCA 10%CCA 20%CCA 0%CCA 10%CCA 20%CCA

0,35 3,26 3,46 3,97 5,28 4,96 5,06

0,45 4,69 4,39 4,93 6,78 6,51 6,58

0,55 5,29 5,35 5,39 7,51 8,62 7,91

0,65 6,36 6,59 5,85 9,75 9,27 9,43

Resistividade x relao a/c (a/agl) Quanto maior a/c, maior a resistividade eltrica.

Presena de aditivo = valores

em mdia 47% maiores

Resistividade x relao a/c ou a/agl

Sem Aditivo Com Aditivo

Aditivo Superplastificante

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

RESULTADOS

Onde: SQ = soma quadrada; gl = grau de liberdade; MQ = mdia quadrada; F= razo entre modelo e erro; P = nvel de

probabilidade; Preto= no significativo; Vermelho = significativo.

Efeito SQ GL MQ F P

Intercept 901,0942 1 901,0942 7023,052 0,000000

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435

Error 0,7698 6 0,1283

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

Influncia dos fatores aditivo, CCA e

relao a/c na resistividade eltrica

Anlise de varincia (ANOVA) com

nvel de 5%



Efeito SQ GL MQ F P

Intercept 901,0942 1 901,0942 7023,052 0,000000

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435

Error 0,7698 6 0,1283



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

RESULTADOS



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

47,3%

Efeito isolado do fator aditivo sobre a

resistividade eltrica no estado fresco



Efeito SQ GL MQ F P

Intercept 901,0942 1 901,0942 7023,052 0,000000

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435

Error 0,7698 6 0,1283



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

RESULTADOS



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

47,3%



O efeito da repulso estrica do

aditivo SP causa afastamento

das partculas e dificulta a

passagem de corrente eltrica,

aumentando a resistividade.

Fonte: Hartmann et al. (2011 p. 356)



Efeito SQ GL MQ F P

Intercept 901,0942 1 901,0942 7023,052 0,000000

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435

Error 0,7698 6 0,1283



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

RESULTADOS



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

47,3%



Houve diminuio no teor de

umidade H (%) e com isso

menor consumo de cimento nos

concretos com aditivo. Logo,

menos ons dissolvidos, menos

condutividade eltrica.



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

RESULTADOS



Efeito SQ GL MQ F P

Intercept 901,0942 1 901,0942 7023,052 0,000000

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435

Error 0,7698 6 0,1283

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m) 0,21% 0,18%

0,40%

Efeito isolado do fator CCA sobre a


Resultados de

Mancio (2010) cinza volante

Braun (2015) CPII-Z e CPIV



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

RESULTADOS



Efeito SQ GL MQ F P

Intercept 901,0942 1 901,0942 7023,052 0,000000

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435

Error 0,7698 6 0,1283

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m) 0,21% 0,18%

0,40%

Efeito isolado do fator CCA sobre a


Provavelmente a CCA tenha

partculas com ons de

comportamento anlogo s do

cimento.



Efeito SQ GL MQ F P

Intercept 901,0942 1 901,0942 7023,052 0,000000

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435

Error 0,7698 6 0,1283



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

RESULTADOS

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

18,0%

17,8%

30,6%

81,1%

Efeito isolado do fator a/c sobre a


Resultados similares a:

Mancio (2010) 0,30, 0,40,

0,50 e 0,60;

Braun (2015) 0,35, 0,45, 0,55

e 0,65;



Efeito SQ GL MQ F P

Intercept 901,0942 1 901,0942 7023,052 0,000000

AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004

CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771

a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014

AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865

AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499

CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435

Error 0,7698 6 0,1283



3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0% 10% 20%

CCA

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

RESULTADOS

0,35 0,45 0,55 0,65

a/c

3

4

5

6

7

8

9

10

(

m)

18,0%

17,8%

30,6%

81,1%

Efeito isolado do fator a/c sobre a


H (%) foi mantido (9% e

7,5%), mesma massa de gua

nas misturas, menor consumo

de cimento. Menos ons

solveis e condutividade.

RESULTADOS

Abatimento de Tronco de Cone

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65

a/agl

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

0%CCA - Sem Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65

a/agl

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

10%CCA - Sem Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65

a/agl

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

20%CCA - Sem Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65

a/agl

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

0%CCA - Com Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65

a/agl

Ab

atim

en

to (

mm

)

(

m)

10%CCA - Com Aditivo

0

50

100

150

200

0

2

4

6

8

10

0,35 0,45 0,55 0,65

a/agl

Ab

ati

men

to (

mm

)

(

m)

20%CCA - Com Aditivo

Aumento no volume de pasta:

5% com 10% CCA

10% com 20% CCA.

Aditivo atua nas partculas

de cimento. Concretos com

menor a/agl possuem

menor massa de cimento.

No existe relao entre os

ensaios!

RESULTADOS

Taxa de absoro de gua capilar

0

2

4

6

8

10

12

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0,2

0,350,450,550,65 0,350,450,550,65 0,350,450,550,65 0,350,450,550,65 0,350,450,550,65 0,350,450,550,65

(

m)

Taxa d

e a

bso

ro

(g

/cm

*m

in^

1/2

)

Relao a/agl abs

Com Aditivo Sem Aditivo

0% CCA 0% CCA 10% CCA 10% CCA 20% CCA 20% CCA

Aumento de 8,2% dos

concretos com para os sem

aditivo.

Mdia a/gl 0,35 = 0,101

Mdia a/agl 0,65 = 0,137

(g/cm*min)

a/agl P efetiva (%)

0,35 13,57

0,45 14,48

0,55 14,51

0,65 14,61

Aumento de 6% e 20% da

P efetiva em concretos

com 10% e 20% de CCA.

Pode estar havendo

diminuio nos poros,

aumentando a suco

capilar.

RESULTADOS

Resistncia compresso

y = -0,1123x + 8,3032 R = 0,8416

y = -0,105x + 9,1698 R = 0,8743

y = -0,1121x + 9,5589 R = 0,8766

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70

(

.m)

fck (MPa)

Concretos sem aditivo

y = -0,1223x + 10,53 R = 0,8001

y = -0,122x + 11,73 R = 0,8582

y = -0,111x + 11,727 R = 0,8413

3

4

5

6

7

8

9

10

0 20 40 60

(

.m)

fck (MPa)

Concretos com aditivo

Principal acrscimo de fc

aos 28 dias.

Aumento na fc dos 7 para

os 38 dias:

0% CCA = 34,7%

10% CCA = 51,8%

20% CCA = 67,0%

Coeficientes de

determinao elevados.

+ a/agl, - fc, + resistividade

- a/agl, + fc, - resistividade

ANOVA com nvel de 5%

mostra que tm influncia

significativa os fatores:

aditivo

CCA

a/c

idade

RESULTADOS

Resistividade eltrica no estado endurecido

CCA o fator que mais

influenciou em idades mais

avanadas.

Aumento dos 7 para os 63

dias:

0% CCA = 71%

10% CCA = 199%

20% CCA = 534%

RESULTADOS

Resistividade eltrica no estado endurecido

CCA o fator que mais

influenciou em idades mais

avanadas.

Aumento dos 7 para os 63

dias:

0% CCA = 71%

10% CCA = 199%

20% CCA = 534%

Cimento enquanto soluo

auxilia na condutividade

eltrica. Porm, aps a

cura, vira matriz

cimentcia rgida que

impede a passagem de

corrente eltrica

RESULTADOS

Determinao da relao a/agl

CCA (%) a/agl Aditivo a/agl

estimada Aditivo

a/agl

estimada

0 0,35 Sem 0,34 Com 0,33

0 0,45 Sem 0,47 Com 0,47

0 0,55 Sem 0,53 Com 0,53

0 0,65 Sem 0,66 Com 0,66

10 0,35 Sem 0,35 Com 0,35

10 0,45 Sem 0,45 Com 0,43

10 0,55 Sem 0,55 Com 0,58

10 0,65 Sem 0,65 Com 0,64

20 0,35 Sem 0,35 Com 0,35

20 0,45 Sem 0,46 Com 0,45

20 0,55 Sem 0,54 Com 0,55

20 0,65 Sem 0,64 Com 0,65

Desvio padro mdio:

0,019

Coef. variao:

3,83%

Erro mdio:

3,57%

Os valores baixos mostram a

qualidade e exatido do mtodo.

Resultados similares a

Mancio (2010) e Braun (2015).

RESULTADOS

Correlao fc x a/agl x f

0% CCA 10% CCA 20% CCA

LOG(fc) = 2,0440-0,9120*a/c

LOG(fc) = 2,1485-1,1895*a/c

LOG(fc) = 2,0159-0,8071*a/agl

LOG(fc) = 2,2963-1,5468*a/agl

LOG(fc) = 2,0177-0,8322*a/agl

LOG(fc) = 2,1646-1,3394*a/agl

CONCLUSES

Em relao resistividade eltrica no estado fresco:

importante a calibrao do equipamento;

A relao a/agl tem forte influncia, pois quanto maior a relao a/agl, maior

tambm a resistividade eltrica;

A substituio de cimento por cinza de casca de arroz no tem influncia

significativa;

O aditivo superplastificante apresenta forte influncia no aumento da

resistividade eltrica no estado fresco das misturas;

CONCLUSES

Em relao resistividade eltrica no estado fresco:

No h relao com os resultados dos ensaios de abatimento de tronco de cone;

H forte relao com a resistncia compresso. Quanto maior a resistividade,

menor o fc.

A taxa de absoro capilar e a porosidade efetiva tambm apresentaram

aumento com o acrscimo da relao a/agl;

A menor no estado fresco apresenta maior resistividade no estado endurecido.

A CCA influencia em idades avanadas;

A partir dela, foi possvel determinar a relao a/agl dos concretos e a partir da

relao a/agl, determina-se a resistncia compresso.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS (ABNT). NBR NM 67: Concreto Determinao da c

_____. NBR 5739: Concreto Ensaios de compresso de corpos-de-prova cilndricos. Rio de Janeiro, 2007.

BRAUN, Carlos Eduardo. Determinao instantnea da relao gua-cimento e da resistncia compresso do

concreto no estado fresco atravs do mtodo da resistividade eltrica. 2015. 184 f. Dissertao (Mestrado em

Engenharia Civil) Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil, Universidade do Vale do Rio dos Sinos

(UNISINOS), So Leopoldo, 2015.

HARTMANN, C.; JEKNAVORIAN, A.; SILVA, D.; BENINI, H. Aditivos Qumicos para Concretos e Cimentos. In:

ISAIA, G. C. (ed.) Concreto: Cincia e Tecnologia. 1. Ed. So Paulo: IBRACON, 2011, v. 1, p. 347-380.

MANCIO, M.; MOORE, J. R.; BROOKS, Z.; MONTEIRO, P. J. M.; GLASER, S. D. Instantaneous in-situ determination

of water-cement ratio of fresh concrete. ACI Materials Journal, v. 107, n. 6, p. 587-583, nov-dez. 2010.

MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: Microestrutura, Propriedades e Materiais. 3. ed. So Paulo: IBRACON,

2008. 674 f.

MIRANDA, J. M.; LUIS, J. F.; COSTA, P. T.; SANTOS, F. M. Geoeletricidade. In: Fundamentos de Geofsica. 2012.

P. 135-150. Disponvel em: http://idl.ul.pt/downloads?destination=node/32. Acesso em 10/11/2014.

PROCEQ. Instrues de Operao: Teste de durabilidade do concreto. Disponvel em:

http://www.proceq.com/fileadmin/documents/proceq/products/Concrete/Resipod/Portuguese/resipod_family_OI_P_2013.

01.11_low.pdf. Acesso em 22 de novembro de 2014.

RILEM TC 116 PCD. Permeability of concrete as a criterion of its durability. Concrete durability an approach towards

performance testing. Materials and Structures, v. 32, p. 163 173, 1999.

WERLE, Ana Paula. Determinao de propriedades de concretos com agregados reciclados de concreto, com nfase

na Carbonatao. 2010. 162 f. Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) Programa de Ps-Graduao em

Engenharia Civil, Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS), So Leopoldo, 2010.

Universidade do Vale do Rio dos Sinos- UNISINOS

Unidade Acadmica de Graduao

Curso de Engenharia Civil

DETERMINAO DA RELAO GUA/CIMENTO DE CONCRETOS

NO ESTADO FRESCO COM CINZA DE CASCA DE ARROZ E ADITIVO

SUPERPLASTIFICANTE PELO MTODO DA RESISTIVIDADE

ELTRICA E RELAO COM PROPRIEDADES NO ESTADO

ENDURECIDO

Acadmica: Tatiane Isabel Hentges

Orientadora: Prof. Dra. Marlova P. Kulakowski

So Leopoldo, 2015

OBRIGADA!

AVALIAÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE RESISTIVIDADE ELÉTRICA E AS PROPRIEDADES DE CONCRETOS COM CINZA DE...

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