Estudo sobre o Desempenho do Concreto de Alto Desempenho

Turma: EC4P15

Sumario:

INTRODUOCONCRETO DE ALTO DESEMPENHO- Desenvolvimento e definio do CAD-Vantagens e Aplicao-Obras em CAD-Economia do CADPROPRIEDADES MECNICAS EM CAD- Concreto Fresco- Concreto endurecido- Resistncia compresso- A Microestrutura do CADMATRIAIS E COMPONENTES- DOSAGEM DO CAD- Cimento- Relao gua / Cimento- Slica ativa- Hidratao do Cimento- Escria e seu processo de hidratao-Aditivos- Agregados- SuperplastificanteCORROSO DA ARMADURA EM CAD- Definio e classificao- Ciclo dos metais - TemperaturasBibliografia

INTRODUOEste trabalho apresenta em essncia um estudo sobre concreto de alto desempenho (CAD). Seu uso est bastante difundido, haja vista o grande interesse de se obter um concreto com excelentes caractersticas, tais como: elevada resistncia, boa trabalhabilidade e grande durabilidade.

A tecnologia do concreto de alto desempenho tem evoludo intensamente nas ltimas dcadas, principalmente no que diz respeito s formas de obteno desse material. Grandes vantagens econmicas e estruturais so obtidas com a utilizao desse concreto, tais como: reduo das sees dos elementos de concreto (pilares), baixa porosidade, baixa permeabilidade, elevada resistncia ao desgaste e menor tempo e custo de manuteno.Segundo Price (2003), o CAD pode ser manipulado por diversas tcnicas construtivas, porm, deve ser dada ateno especial a fim de evitar atrasos no seu lanamento, secagem e cura. O CAD tambm caracterizado por ter um alto mdulo de deformao e resistncia trao, bem como menor retrao durante a secagem. As principais aplicaes do CAD tm sido nos pilares de grandes edifcios, estruturas martimas e de grandes pontes.

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO- Desenvolvimento e definio do CADAt bem pouco tempo, a nica propriedade empregada como parmetro de controle da qualidade do concreto era a sua resistncia mecnica. Porm, a necessidade de se construir estruturas resistentes a ambientes de elevada agressividade fez com que fossem desenvolvidos concretos com excelentes propriedades relacionadas trabalhabilidade, resistncia mecnica e, principalmente, durabilidade.Essas evolues obtidas nas caractersticas mecnicas dos concretos juntamente com o desempenho no meio ao qual est inserido fizeram com que houvesse a diferenciao entre os termos, concreto de alta resistncia (CAR) e concreto de alto desempenho (CAD).Na dcada de 50 os concretos com resistncia compresso de 34 MPA foram considerados CAR. Uma dcada depois o intervalo de resistncia passou a ser de 40 MPA a 55 MPA, sendo construdo em 1965 em Chicago o edifcio Lake Point Tower, com resistncia compresso de 53 MPA. Em meados da dcada de70, j se utilizavam concretos com quase 80 MPA em pilares de edifcios e, recentemente, concretos com resistncia compresso de 125 MPA vm sendo empregados na construo civil.A viabilidade de produo do CAD foi facilitada primeiramente com o uso dos aditivos superplastificantes no final dos anos 60, apesar da sua fabricao datar de 1938 (ATICIN, 2000 b). A utilizao de aditivos qumicos possibilita a completa disperso dos gros de cimento, permitindo a obteno de misturas mais trabalhveis com baixa relao a/c e, portanto, aumentos significativos na resistncia e durabilidade.Um segundo grupo de materiais que veio a contribuir para a produo do CAD o das adies minerais, cuja utilizao iniciou na dcada de 70: slica ativa, slica da casca de arroz, cinza volante, escria de alto-forno, cinza da casca de arroz, a meta caulinita e o p de calcrio. Essas adies tm uma rea especfica elevada e granulomtrica normalmente mais fina que o cimento que, por efeitos fsicos e qumicos, densficam a zona de transio, produzindo uma microestrutura mais densa e com menor ndice de vazios.Assim, Metha e Monteiro (1994) colocam que a impermeabilidade e a durabilidade so as caractersticas principais que definem o CAD. Alm de apresentar resistncia compresso maior que 40 MPA, para dosagens feitas com agregados convencionais, devem conter baixa relao a/c, alto teor de cimento e uma pozolana de boa qualidade. So necessrios controles de qualidade severos e maior cuidado na seleo e na dosagem dos materiais: aditivos, adies minerais, tipo e tamanho de agregados.Meeks e Carino (1999) fizeram uma retrospectiva de definies de CAD, de acordo com as definies do Strategic Highway Program (SHRP), NIST/ACI, Universidade de Tquio e Civil Engineering Research Foundation (CERF).Concluram que, basicamente, os CAD devem ter: resistncia compresso axial simples maior ou igual a 70 MPA, relao a/agl menor que 0,35 kg/kg, fcil lanamento e compactao sem segregao, alta resistncia mecnica nas primeiras idades, alta dureza superficial, estabilidade volumtrica, baixa retrao e deformao trmica, baixa permeabilidade e maior durabilidade que os concretos convencionais, quando sujeitos a ataques qumicos, gelo e degelo ou altas temperaturas.Resumidamente Liborio (2002) define o CAD como um material, cientificamente produzido, que atende as expectativas do cliente do ponto de vista estrutural, da esttica, de durabilidade frente ao meio ambiente atual e futuro, para fins pr-determinados. Deve ser econmico (custo/benefcio) e propiciar vantagens frente a alternativas tecnolgicas.

- Vantagens e aplicaesAlm das estruturas de concreto de alto desempenho a serem mais adequadas a meios ambientes altamente agressivos, o emprego do CAD ainda proporciona um ganho de rea til, reduo do nmero e dimenses de pilares de edifcios, diminuio do consumo de material, reduo da carga permanente da estrutura e, consequentemente nas fundaes, tempo de execuo menor e, portanto, melhor relao qualidade/custo.Esse tipo de concreto, segundo Helene (1993), o mais indicado para obras industriais sob a ao de agentes agressivos como plataformas martimas, tanques, reservatrios, obras enterradas e pisos sob a ao de rejeitos nucleares, pois diminui a necessidade de jaquetas metlicas, tornando-se assim uma soluo segura e elegante e eliminando o duplo confinamento. muito utilizado tambm em pavimentos de rodovias, reparos e recuperao de estruturas, vertedouros e dissipadores de barragem, entre outros tipos de construes.H um grande interesse tambm na indstria hortifrutigranjeira na proteo das estruturas das cmaras de refrigerao que periodicamente devem ser limpas sob a refrigerao, e se utilizam sais de degelo base de cloreto de sdio. H a necessidade, portanto, de se produzirem estruturas durveis ao de cloretos.De acordo com Repette (1997), condies de elevada agressividade qumica so frequentemente encontradas tambm em indstrias de fertilizantes, onde o transporte, a produo e o armazenamento de cidos e sais agressivos so partes da rotina diria. Sais como o nitrato de amnio, cloreto de potssio e sulfato de potssio so matrias-primas principais e grandes deterioraes do concreto das zonas de estocagem tm sido reportadas. Alm disso, as indstrias de fertilizantes produzem cidos para serem empregados como matria-prima, dentre eles, o cido ntrico e sulfrico, que causam grande deteriorao do concreto e matrias de produo.Neville (1997) cita um a outros campos de aplicao do CAD: instalaes agropecurias, como pisos de fazendas produtoras de leite, de criao de sunos e nos defumadores de aves. A baixa permeabilidade do concreto oferece maior resistncia aos agentes agressivos provenientes da alimentao, da urina e das fezes dos animais e impede a proliferao de bactrias, reduzindo sensivelmente a transmisso de doenas.- Obras em CADCom os avanos tecnolgicos no desenvolvimento de CAD, verdadeiros arranha-cus esto sendo construdos. Algumas torres j construdas chegam a ter mais de 500 m de altura. No Japo est em fase de projeto talvez o maior edifcio do mundo, o Millennium Tower, com uma altura de 800 m.Citam-se algumas obras importantes, consideradas como um recorde na poca em que foram construdas:

- Empire State Building, com 381 m, construdo em 1931 em Nova Iorque, EUA;

- Sears Tower, com 442 m, construdo em 1974 em Chicago, EUA;

- Water Tower Place, com 262 m, construdo em 1976 em Chicago, EUA

- Scotia Plaza, com 275 m, construdo em 1988 em Toronto Canad;

- Two Union Square, com 226 m, construdo em 1989 em Seattle, EUA.

- Petronas Tower, com 452 m, construdo em 1997 em Kuala Lampur Malsia;

- Jin Mao Tower, com 421 m, construdo em 1998 em Shangai, China e

- Taipei 101, com 509 m, construdo em 2004 em Taipei,Taiwan.Alm dos altos edifcios, obras como viadutos, plataformas martimas, pontes vm sendo construdas em CAD, como o caso da ponte Joigny, construda em 1988 e a ponte da Normandia, inaugurada em 1995, ambas construdas na Frana As pontes e viaduto apresentados na Figura se destacam pelo projeto de vida til de 100 anos, construdos recentemente no Canad Portugal e Frana.

- Ponte Joigny, Frana

- Ponte da Nomadia, Frana

- Confederations Bridge, Canad

- Bridge over Tagus River, Portugal

- Viaduct de Millau. FranaNo Brasil destaca-se a construo de alguns edifcios em CAD: o Centro Empresarial Naes Unidas e o edifcio E-Tower, ambos construdos em So Paulo em 1997 e 2005, respectivamente, e o Evolution Towers, construdo em Curitiba.

- Centro Empresarial Naes Unidas, So Paulo

- E- Tower, So Paulo

- Evolution, CuritibaO Centro Empresarial Naes Unidas composto de trs edifcios, onde o maior possui 158 m de altura. Foram utilizados concretos com resistncia compresso de 35 MPA aos 28 dias nas lajes e vigas e de 50 MPA nos pilares, sendo considerado um recorde de bombeamento em altura.Outro edifcio que utiliza o CAD o E-Tower, terceiro maior edifcio de So Paulo, com 167 m de altura. Alguns pilares foram construdos com concreto de resistncia compresso de 125 MPA idade de 28 dias, o que propiciou um ganho de 16 vagas de estacionamento, com uma significativa economia de custos. No total so 42 pavimentos com 4 subsolos.O mais recente conjunto de edifcios em CAD o Evolution Towers, que compreende trs torres: Carlton Curitiba Hotel, Evolution Corporate e Smart Residence. Foi utilizado concreto de 60 MPA de resistncia compresso, o que permitiu a realizao de um menor nmero de pilares, com dimenses mais esbeltas, e, assim, um aumento da rea til interna dos pavimentos. Alm disso, houve uma diminuio da taxa de armadura, com reduo de 7,2% no consumo do ao na construo.Sentido econmico do concreto armadoOs materiais que entram na constituio do concreto so abundantes em quase todas as partes do globo terrestre, o que torna o concreto universalmente econmico.Os minrios de ferro existem tambm com abundncia na terra, resultando ser o ao um dos materiais mais importantes da indstria. O ao disponvel mundialmente a preos competitivos.Sendo o concreto armado produto da associao de dois materiais econmicos, no surpreende sua extraordinia importncia nas construes modernas. O concreto armado vastamente utilizado em estruturas de edifcios, pontes, obras martimas, barragens, etc.Viabilidade Tcnica e econmica da alvenaria estrutural com blocos de concretoProjeto e execuo baseados em normas tcnicas, pesquisa e prticas recomendadas de projetos nacionais e internacionais.

Blocos com furos assentados na vertical; Controle dimensional de blocos, da espessura de juntas e da obra em geral obra 100 % modular no se permite quebra de blocos; Controle tecnolgico de prismas, blocos, graute e argamassa; Como regra geral, alvenaria estrutural e concreto estrutural so incompatveis em um mesmo pavimento; Segurana e qualidade igual ou superior a qualquer outro metdo construtivo consagrado; Aplicvel a obras de baixo, mdio e alto padro;

Tecnologia: uso racional de materiais e mo-de-obra. Alvenaria estrutural com blocos de concreto x concreto estrutural moldado no local racionalizado: 10 a 25 % de reduo no custo total da obra.

Alta tecnologia

Bloco de concreto x concreto estrutural moldado no local: concreto estrutural moldado no local com fck = 20 Mpa consumo de cimento de 350 kgf/m3 . Bloco com fbk = 10 Mpa trabalha com 20 Mpa - consumo de cimento de 180 kgf/ m3. Bloco com resistncia varivel ao longo da altura do edifcio racionalizao no uso de materias. Bloco com variao dimensional mxima de 3 mm.

Por que alvenaria estrutural com blocos de concreto?

Obra modular de preciso geomtrica (mm) superior ao concreto estrutural modelado no local (cm): revestimento de menor espessura, enfim, simplificao geral de revestiemntos, maior compatibilidade com elementos pr-moldados; No tem vigas nem pilares: eliminao de interferncias entre estrutura e arquitetura, eliminao virtual de formas, reduo e simplificao de armadura e eliminao das etapasde moldagem de vigas e pilares; Mais prximo de montagem que de moldagem; Reduo importante de especialidades e mo-de-obra; Tendncia a menores vos economia em lajes; Economia em fundao: cargas distribuidas praticamente uniformizadas; Economia em estruturas de transio efeito arco; Reduo importante de prazos;

Tudo conduz a maior qualidade com economia.

PROPRIEDADES MECNICAS DOS CADEste item descrever algumas propriedades do CAD, porm com maior nfase na resistncia compresso.- Concreto FrescoPrice (2003) comenta que no CAD, normal a produo de elevada trabalhabilidade. Slump de 200 mm so comuns. Em relao ao adensamento, verificou-se que muitas vezes os CADs possuem maiores dificuldades de se adensarem do que os concretos convencionais.Como o teor de material cimentcio do CAD alto (em torno de 500 kg/m), o calor de hidratao do concreto tambm . fato que, quando o calor de hidratao aumenta a resistncia do concreto diminui. Dessa forma, se o CAD utilizado em grandes volumes, necessrio precaues quanto aos efeitos trmicos- Concreto endurecidoAtcin (2000) afirma que as diferenas entre o comportamento mecnico do concreto de alto desempenho e do concreto usual resultam de suas diferentes microestruturas. O CAD no necessariamente se comporta como um concreto mais resistente, porm na maioria dos casos isso acontece.

- Resistncia compresso

Resistncia a capacidade de o material resistir tenso sem ruptura. A resistncia a propriedade mais importante do concreto, por isso sempre especificada em projetos de estruturais. O concreto possui melhor resistncia compresso do que aos outros tipos de esforos (trao, flexo) (MEHTA, 1994).

O CAD , obviamente, caracterizado por uma elevada resistncia compresso. Outra caracterstica que o ganho de resistncia aps os 28dias freqentemente pequeno. O aumento de resistncia ir depender da dosagem dos materiais cimentcios do concreto (PRICE, 2003).

No entanto, segundo Mehta (1994), a resistncia compresso est sujeita tambm a uma combinao de vrios outros fatores, internos e externos, que podem afetar o resultado obtido dos ensaios, conforme ilustrado na Figura.

- Interao dos fatores que influenciam a resistncia do concreto Fonte: Mehta (1994)

- A Microestrutura do CADA grande diferena do CAD em relao ao concreto convencional a sua microestrutura densa, homognea e pouco cristalina, decorrente da melhoria da terceira fase do material concreto: a zona de transio da pasta de cimento agregado.O concreto tem uma estrutura altamente complexa, fazendo com que as relaes estrutura - propriedades, que so geralmente to teis para o entendimento e controle das propriedades dos materiais, sejam relativamente difceis de serem aplicadas. O concreto convencional contm uma distribuio heterognea de muitos componentes slidos, assim como vazios de vrias formas e tamanhos que,conectados, proporcionam maior ou menor permeabilidade. Da, as propriedades mecnicas do concreto de penderem no s das propriedades da pasta hidratada e dos agregados, mas principalmente, das propriedades da zona de transio pasta-agregado, considerada o elo fraco da mistura (DAL MOLIN, 1995). geralmente nessa regio que, sobtenso, as fissuras tendero a se formar e propagar preferencialmente ao longo da interface pasta-agregado.

- Zona de transio entre o agregado e a pasta de cimento (METHA e MONTEIRO, 1994).A zona de transio apresenta caractersticas diferentes do restante da pasta, que variam conforme seus componentes. Segundo Metha e Monteiro (1994), uma camada delgada, de aproximadamente 10 m a 50 m de espessura e envolve todo o agregado. Por ser menos resistente do que as outras fases do concreto exerce uma influncia muito maior sobre o comportamento mecnico e a durabilidade do concreto.Destaca-se que essa zona no aparece s nas superfcies de agregados, mas tambm est presente em outras interfaces em compsitos base de materiais cimentcios, tais como a regio da interface ao-concreto.A microestrutura da zona de transio apresenta alta porosidade. Dois efeitos so os grandes responsveis pela zona de transio apresentar relao a/c superior da matriz de cimento: o efeito de superfcie causado pelos agregados (efeito parede) e a exsudao interna. H uma tendncia de acmulo de gua ao redor do agregado, deixando esta regio mais porosa e, portanto, mais susceptvel ao crescimento de cristais de hidrxido de clcio (CH) e etringita. Esses cristais, que crescem de forma aleatria na pasta de cimento, passam a ter uma orientao preferencial, aproximadamente perpendicular superfcie das partculas do agregado.Uma das maneiras de reduzir esses efeitos por meio da reduo da relao a/c e da incorporao de partculas com granulomtrica mais fina que o cimento, como o caso da slica ativa. Alm da resistncia da pasta de cimento ser maior pela maior compacidade, h tambm um aumento da resistncia pela diminuio da quantidade de produtos cristalinos nos produtos de hidratao. Esses produtos apresentam uma alta rea superficial, uma alta massa molecular e um comprimento de cadeia maior maior quantidade de C-S-H.Os gros finos e esfricos da slica ativa produzem um mecanismo fsico responsvel pela reduo da exsudao interna, porque bloqueiam os canais de fluxo de gua, e um empacotamento mais eficiente das partculas finas na superfcie do agregado, eliminando o efeito parede, alm de evitar a formao preferencial de grandes cristais de hidrxido de clcio devido aos vrios pontos de nucleao. O efeito qumico da slica ativa sua reao pozolnica, a qual proporciona a reduo do hidrxido de clcio e aumenta a quantidade de C-S-H, obstruindo os poros do concreto e reduzindo a permeabilidade.De acordo com Metha e Monteiro (1994) a estrutura da zona de transio, especialmente o volume de vazios e microfissuras presentes, tm grande influncia sobre a rigidez ou mdulo de elasticidade do concreto. No material composto a zona de transio serve de ponte entre os dois constituintes: a argamassa matriz e as partculas de agregado grado. Mesmo nos casos em que os constituintes individuais tm rigidez elevada, a rigidez do material composto pode ser baixa por causa de pontes rompidas (vazios e microfissuras na zona de transio), as quais no permitem transferncia de energia. Assim, devido a microfissurao, o mdulo de elasticidade do concreto cai mais rapidamente do que a resistncia compresso.ESTUDO DE DOSAGEM DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO COM AREIA ARTIFICIAL DE GRANITO Concreto de alto desempenhoDefine-se como concreto de alto desempenho como um concreto atenda uma combinao especial entre desempenho e requisitos de uniformidade que no pode ser atingida sempre rotineiramente com o uso de componentes convencionais e prticas normais de mistura, lanamento e cura [2].Pela definio percebe-se que a obteno de um concreto de alto desempenho (CAD) de difcil produo, pois deve atender a diversos requisitos alm de resistncia mecnica. Hoje, em tecnologia do concreto, entende-se como alto desempenho o concreto que apresenta alta durabilidade, alta resistncia mecnica e alta trabalhabilidade, alm da melhoria de todas as demais propriedades como baixa permeabilidade gua. O termo concreto de alto desempenho foi sugerido por Mehta e Aitcin em 1990 numa publicao, para concretos que apresentassem trs propriedades, de alta trabalhabilidade, alta resistncia e alta durabilidade. Anteriormente, este tipo de concreto era denominado de concreto de alta resistncia ou, abreviadamente, CAR. Era considerado CAR, os concreto que atingissem resistncia compresso simples igual ou acima de 40 MPa. Com o advento dos aditivos superplastificantes na dcada de 70 foi possvel produzir concreto com relao a/c abaixo de 0,38, considerado um tabu na poca. Atualmente consegue-se produzir o CAD relao a/c igual a 0,20 em condies especiais com cimento de boa reologia e resistncia mecnica, agregados especiais e aditivos superplastificante compatvel com o cimento Portland. Entretanto, o termo alto desempenho no aceito por todos os pesquisadores. A questo como pode ser medido o desempenho de um concreto. O concreto de alto desempenho no muito diferente em termos de materiais constituintes. Aos materiais comuns, cimento Portland, agregado mido e grado, gua e eventualmente algum aditivo, acrescenta-se a slica ativa e um superplastificante. Desta forma, o concreto com alto desempenho e alta resistncia s obtida com a adio da slica ativa e um aditivo superplastificante. A obteno de concreto de alto desempenho s foi possvel com o uso de aditivo superplastificante que viabilizou a adio da slica ativa [3]. A NBR 8953 [4] classifica os concreto estruturais como de alta resistncia, os concretos com resistncia de projeto de 55 MPa ou mais. Tem como caracterstica baixa relao gua/cimento (a/c), ou gua/aglomerante (a/agl) abaixo de 0,40, e alta trabalhabilidade em termos de consistncia doconcreto devido necessidade de uso de aditivo superplastificante. Em conseqncia, o consumo de cimento tambm elevado, sendo acima de 400 kg/m3 [3].

Dosagem de concretoA definio de uma dosagem de concreto funo de fatores intrnsecos e extrnsecos ao concreto. Como fatores intrnsecos tm os materiais componentes bsicos de uma mistura, composto de cimento Portland, agregado mido e grado e gua. Dependendo das caractersticas desejadas de um concreto so adicionados aditivos e ainda, se necessrio, adies minerais, como pozolana e slica ativa. Assim, um concreto composto de materiais heterogneos cada qual com caractersticas fsicas e qumicas diferentes e que precisam ser harmonizadas para se obter um concreto homogneo e que atendam as caractersticas de resistncia mecnicas, baixa absoro de umidade e de durabilidade [2], [3], [5].Os fatores extrnsecos, obviamente, no se referem ao concreto propriamente dito, mas aos mecanismos necessrios para sua produo, transporte, lanamento, adensamento, cura, desforma e a idade com que ser solicitada a sua atuao como elemento estrutural. Alm disso, deve-se considerar o grau de agressividade do meio ambiente ao concreto em que este ser inserido. So dados que so importantes e devem ser considerados para que se obtenha um produto final com que foi originalmente especificado [6].O estudo de dosagem foi realizado utilizando o mtodo do ITERS (Instituto Tecnolgico do Rio Grande do Sul) atualmente denominado CIENTEC (Fundao de Cincia e Tecnologia). MateriaisO trabalho foi iniciado com a definio dos materiais a serem utilizados na elaborao dos concretos. Foram realizados os ensaios de caracterizao fsica dos materiais e aps o estudo experimental de dosagem para definio dos traos de concreto.Para o desenvolvimento do trabalho foram utilizados os seguintes materiais:cimento Portland ARI PLUS (alta resistncia inicial);areia artificial de granito (p-de-pedra);areia de rio; brita 1 de granito;aditivo plastificante polifuncional; aditivo superplastificante a base de policarboxilato (3a gerao); gua da rede de abastecimento (SABESP).Caracterizao fsica dos materiaisA seguir so apresentados os ensaios de caracterizao dos materiais utilizados no estudo de dosagem com areia artificial e areia de rio.Cimento PortlandO cimento utilizado foi o cimento Portland ARI PLUS fornecido pelo fabricante Holcim do Brasil S/A. As caractersticas qumicas, fornecidas pelo fabricante so apresentadas nas Tabelas I.Tabela I - Caracterstica qumica exigida conforme especificaoCaractersticaResultados (%)Especificao NBR5733 [7]Mximo (%)CO2 2,16 3,0SO3 2,74 4,5Perda ao fogo 3,45 4,5Resduo insolvel 0,41 1,5O cimento foi caracterizado fisicamente conforme ensaios a seguir discriminados: Determinao da resistncia compresso simples: mtodo NBR-7215 [8]; Determinao da gua da pasta de consistncia normal: mtodo NBR NM 43[9]; Determinao dos tempos de pega: mtodo NBR NM 65 [10]; Determinao da finura por peneiramento: mtodo NBR-11579 [11]; Determinao da finura atravs do permeabilmetro de Blaine: mtodo NBR NM 76 [12]; Determinao da expansibilidade: mtodo NBR- 11582 [13].Os resultados obtidos so apresentados na Tabela IITabela II Caracterizao fsica e mecnica do cimentoEnsaios realizadosCimento CP ARI PLUS [xx]Valores obtidosFinuraMassa especfica 3,06(g/cm3)Resduo na peneiraABNT 75 m1,60 (%)rea especfica Blaine 4609 (cm2/g)Pasta de consistn. normalTeor de gua 32,6 (%)Tempos de pegaIncio de pega 3:15 (h: min)Fim de pega 4:05 (h: min)EstabilidadeExpansibilidade a quente (mm)0,00Resistncia compresso(MPa)01 dia 23,803 dias 39,007 dias 46,428 dias 51,2 AgregadosA areia natural de rio utilizada da cidade de Caapava/ SP, no vale do Paraba e a areia artificial de granito e brita 1 de granito foram coletadas na pedreira instalada no bairro de Cachoeirinha na cidade de So Paulo/SP.A amostragem dos agregados nas pedreiras foi realizada conforme a NBR NM 26 [14], e a amostra de ensaio no laboratrio foi preparada conforme a NBR NM 27 [15].A caracterizao fsica dos agregados foi realizada conforme os mtodos a seguir: Determinao da composio granulomtrica: mtodo NBR NM 248[16]; Determinao da massa especfica: mtodo NBR NM [17]; Determinao do teor de finos que passa na peneira de 75 m: mtodo NBR NM 46[18]; Determinao da massa unitria: mtodo NBR-7251[19]; Determinao do teor de argila em torres e materiais friveis: mtodo NBR 7218 [20]; Determinao do teor de matria orgnica: mtodo NBR NM 49 [21].4.1.2.1 Agregado mido : areia artificialSuas caractersticas fsicas so apresentadas nasTabelas III.Tabela III Caracterizao fsica Areia natural de rio e artificialEnsaios realizados Areia artificialGranulometria (mdulo de finura)2,59Dimenso mxima (mm) 4,75Massa especfica (g/cm3) 2,70Massa unitria no estado solto(kg/dm3) 1,37Absoro (%) 3,3Teor de matria orgnica (ppm)isentoTeor de argila e materiais friveis (%)isentoTeor de materiais finos, peneiraABNT 75 m (%)11,3 Agregado grado Brita 1 de granitoOs agregados grados utilizados foram a brita 0 e brita 1 de granito de mesma origem da areia artificial. As caractersticas fsicas so apresentadas na Tabela IV.Tabela IV Caracterizao fsica dos agregado grado brita 1Ensaios realizados Brita 1Granulometria (mdulo de finura)6,87Dimenso mxima (mm) 19,0 Massa especfica (g/cm3) 2,696. Resultados obtidos e anlise dos resultadosEste trabalho teve como objetivo analisar o comportamento mecnico e fsico do concreto de alto desempenho produzido utilizando somente como agregado mido a areia artificial.Observa-se em vrias pesquisas na produo de CAD a utilizao de um mix de agregado mido com diferentes granulometrias para compor um agregado mido [26].A utilizao de diversos tipos de agregado mido naDos traos acima, para um melhor entendimento e avaliao, apresenta-se na Tabelas VII as Determinao da resistncia compresso simplesForam realizados ensaios de determinao daproduo de concreto requer uma maior ateno para seu controle, tempo maior para sua dosagem, alm de uma rea maior para sua estocagem. Desta forma, a utilizao de um nico tipo de agregado mido facilita em muito na produo de concreto e um menor nmero de materiais para controle. ConclusoConforme a NBR 8953 [4] considerado concreto de alto desempenho os concretos de resistncia compresso simples igual ou maior que 60 MPa. Observa-se pela Tabela 6.2 que todos os concretos apresentaram resistncia compresso simples maior que 60 MPa, atendendo, portanto a NBR 8953. Os traos tambm apresentaram consumo de cimento acima de 400 kg/m3, conformeE sendo esta tambm uma caracterstica do CAD, observado por ATCIN [3].Desta forma, pelo grfico da curva de Abrams obtm-se dosagem de concreto de alto desempenho e concreto de resistncias normais ou usuais, produzidos com agregado mido de areia artificial de granito, sem necessidade de misturar diversos tipos granulomtricos de agregado mido, o que otimiza a produo de concreto na usina de concreto.

MATERIAS E COMPONENTES- DOSAGEM DO CAD Segundo Neville (1997), ainda no foi desenvolvido um procedimento sistematizado de aplicao geral dosagem de concreto de alto desempenho. As razes para isso incluem o fato de que at agora foram construdas poucas estruturas com concreto de alto desempenho (em relao aos concretos convencionais) e cada estrutura envolve materiais especficos e especialmente selecionados. Segundo Lintz et al. (2005), a dosagem do CAD um pouco mais complicada do que a do concreto convencional. Embora o CAD utilize os mesmos componentes bsicos, podendo entrar mais alguns complementares: superplastificantes, slica ativa e eventualmente aditivos retardadores de pega.O CAD exige condies de produo e execuo rigorosas, que deveriam ser padro tambm para concretos convencionais, o que pouco ocorre, na prtica. Conhecer as caractersticas de aditivos e adies ajuda a entender porque tanta preocupao. A slica ativa propicia maior compacidade ao concreto, melhorando a aderncia entre a pasta e os agregados grados devido sua extrema finura, com dimetro mdio em torno de 19 mm. O excesso de impurezas na gua pode provocar problemas na resistncia, assim como o uso inadequado de aditivos (PRICE, 2003)

A seleo dos materiais que vo ser usados na mistura deve ser bem cuidadosa, haja vista que os ingredientes adicionados de forma inadequada levam a perder o objetivo da dosagem, que obter o concreto de alto desempenho. O concreto de alto desempenho deve ser produzido, transportado e lanado da mesma forma que o concreto usual.

Dois pontos so importantes a serem levados em considerao. Em primeiro lugar, com concreto de alto desempenho a resistncia muitas vezes necessria aps 28 dias de idade; isso deve ser levado em conta na considerao do critrio de resistncia. Em segundo lugar, o que se necessita em um concreto de alto desempenho um elevado mdulo de deformao. Para esse fim, essencial que se use um agregado com elevado mdulo de deformao, mas tambm importante que se escolha um material cimentcio que resulte uma aderncia particularmente boa entre as partculas de agregado grado e a matriz (MENDES, 2002).

Os especialistas recomendam que o CAD seja produzido em centrais de concreto, pois exige controle rigoroso da massa dos materiais. Se a central estiver fora do canteiro, a mistura pode ser feita com todos os componentes exceto o superplastificante, que deve ser adicionado na ltima hora por ter efeito por tempo limitado. Por isso, deve-se dedicar especial ateno ao tempo de transporte desde a sada da usina at o local de aplicao (TCHNE, 2002).Segundo Price (2003), para uma boa dosagem de CAD necessrio manter uma consistente e baixa relao a/c juntamente com uma mistura eficaz. O controle rigoroso de todas as fontes de gua na mistura crtica. Estes incluem:

1- gua adicionada mistura; 2- partculas de slica em suspenso na gua da mistura; 3- umidade dos agregados, pois interferem na relao a/c; 4- outras fontes de gua (transporte).

- CimentoO cimento Portland o material mais utilizado na produo do concreto. um aglomerante hidrulico cujo processo de fabricao consiste no aquecimento a altas temperaturas das matrias-primas, calcrio e argila, originando o clnquer. Oclnquer passa por uma moagem e ao produto final adicionado em torno de 5% de gipsita para impedir a pega instantnea. Portanto, o cimento composto essencialmente de clcio e slica, havendo outros minerais que constituem assim purezas.Os teores de xidos bsicos (CaO) e xidos cidos (SiO2, Al2O3 e Fe2O3),que constituem a matria-prima para obteno do clnquer, so mostrados na Tabela

Proporo de xidos nos cimentos Portland:xidoTeor %

Cao67%

SiO22%

AlO5%

FEO3%

Outros Componentes3%

Segundo Atcin (2000), a gipsita era a nica fase de sulfato de clcio adicionada durante a manufatura do cimento, entretanto os cimentos modernos podem conter outras formas de sulfato de clcio, tais como: anidrita natural cristalizada, hemidratro, gesso desidratado ou anidrita solvel e sulfato de clcio sinttico. Tem sido tambm utilizado o fosfogesso, proveniente da indstria de cido fosfrico:Ca3 (PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 2H3PO4 + 3(CaSO.2H2O)O grau de solubilidade de todos esses sulfatos no igual e pode ser profundamente modificado na presena de um superplastificante, assim o equilbrio do grau de solubilidade da fase de C3A do cimento e a do sulfato de clcio podem tambm ser profundamente alterado. Isso pode resultar tanto numa pega instantnea como numa falsa pega, ainda que a quantidade adicionada esteja correta.Os compostos apresentados na Tabela reagem quimicamente, resultando em mais de 90% em 4 compostos principais do cimento, como indica a Tabela :Constituintes principais do cimento Portland.CompostoConstituioSmbolo

Silicato Triclcio3CaO.SiO2C3S

Silicato Diclcio2CaO.SiO2C2S

Aluminato Triclcio3CaO.Al2O3C3A

Ferroaluminio Tetraclcio4CaO.Al2O3.Fe2O3C4AF

Segundo Melo (2000), durante o processo de formao do clnquer em altas temperaturas, os elementos presentes no sistema e as impurezas (Mg, Na, K e S) possuem capacidade de entrar em solues slidas em cada um dos principais compostos, criando defeitos nas estruturas cristalinas.No caso dos silicatos C3S e C2S, ambos contm pequenas quantidades de ons e suas formas impuras so conhecidas como alita e belita, respectivamente. Os aluminatos clcicos, C3A e C4AF, tambm contm impureza em sua estrutura cristalina e suas estruturas complexas so caracterizadas por grandes vazios estruturais, responsveis pela elevada reatividade dos compostos aluminatos.Alm dos 4 principais compostos j apresentados na Tabela 1.2, existem compostos secundrios como MgO, TiO2, Mn2O3, K2O e Na2O os quais geralmente representam um percentual reduzido de massa de cimento. Alguns deles tornam-se prejudiciais em grandes quantidades como, por exemplo, o xido de magnsio (MgO), que em sua forma cristalina chamado de periclsio, possui uma hidratao lenta e expansiva. Igualmente os xidos de sdio e potssio (Na2O e K2O), conhecidos como lcalis (embora existam outros lcalis no cimento), que podem reagir com o agregado e gerar as reaes lcali-agregado.A composio qumica e mineral, o tamanho do gro e a distribuio granulomtrica do cimento so fatores importantes a serem considerados na seleo do mesmo, pois repercutem na resistncia inicial e final do concreto. Quanto mais fino o cimento, mais rpida ser sua reao de hidratao e maior sua reatividade. A trabalhabilidade e a quantidade de gua so alteradas pelo teor de C3A e pela distribuio granulomtrica.A quantidade de C3A do cimento tambm um fator importante quando se trata da corroso de armadura. Ela determina a capacidade de combinao com os ons cloreto. Quanto maior a quantidade de C3A, menor a concentrao de Cl livres no concreto, devido formao dos cloroaluminatos. Diminuda a concentrao de Cl livres, a ocorrncia da corroso dificultada. - Relao gua / Cimento a relao entre a quantidade de gua usada na mistura do concreto com a massa de cimento. A resistncia compresso, do concreto, depende do fator gua/cimento, que, por sua vez, depende da distribuio granulomtrica do agregado. A distribuio granulomtrica dever ser tal que permita uma mistura de mxima compacidade, compatvel com a pea a concretar.A relao gua/cimento determina a porosidade da pasta de cimento endurecida em qualquer estgio de hidratao. Sendo assim, tanto o grau de adensamento como a relao gua/cimento influenciam no volume de vazios do concreto. Segundo Neville (1997), misturas com relao gua/cimento muito baixa e um teor de cimento muito alto, exibem uma reduo de resistncia quando se usam agregados com grande tamanho. Assim, as idades mais avanadas, nesse tipo de mistura, uma relao gua/cimento menor pode no resultar uma resistncia alta.

- Representao esquemtica de duas pastas frescas de cimento com relao a/c distintas. Para relaes gua/cimento abaixo de 0,30, aumentos desproporcionalmente elevados na resistncia compresso podem ser conseguidos para pequenas redues na relao gua/cimento. O fenmeno atribudo, principalmente, melhora significativa da resistncia na zona de transio obtida para relaes gua/cimento muito baixas. Uma das explicaes que o tamanho dos cristais de hidrxido de clcio diminui com a reduo das relaes gua/cimento.Para relaes gua/cimento abaixo de 0,30, aumentos desproporcionalmente elevados na resistncia compresso podem ser conseguidos para pequenas redues na relao gua/cimento. O fenmeno atribudo, principalmente, melhora significativa da resistncia na zona de transio obtida para relaes gua/cimento muito baixas. Uma das explicaes que o tamanho dos cristais de hidrxido de clcio diminui com a reduo das relaes gua/cimento.O aumento da resistncia obtido, principalmente pela reduo drstica da porosidade da pasta de cimento hidratada. Essa reduo de porosidade obtida pela adio de mais cimento ao mesmo tempo em que se reduz a quantidade de gua de mistura atravs do uso de superplastificantes e pela substituio de uma parte do cimento por um volume igual de material cimentcio suplementar (por exemplo, a slica ativa).- Slica ativaA slica ativa (ou microsslica) um subproduto de fornos a arco e de induo das indstrias de silcio metlico e ligas de ferro-silcio. Comparando ao cimento Portland comum e as cinzas volantes, a slica ativa apresenta distribuio granulomtrica das partculas duas ordens de grandeza mais finas. Com isso, devido ao pequeno dimetro de suas partculas (1,0 micrmetro) possui grande superfcie especfica (Figura 2.4), o que justifica alta demanda de gua e exigncia de plastificante; ainda que, melhora a trabalhabilidade por reduzir o tamanho e volume de vazios no concreto (MEHTA, 1994).

- Slica ativa Fonte: Mehta (1994)Sua adio associada massa de cimento faz com que se obtenha aumento de desempenho do concreto. Tem partcula de dimenso mdia cem vezes menor que a do gro de cimento. A slica ativa preenche os vazios da zona de transio do material cimentcio/agregado, ao mesmo tempo que reage com a gua e a portlandita disponvel, aumentando a resistncia do concreto (TCHNE, 2002).

A slica ativa um p extremamente fino, ocupando vazios no preenchidos pelo cimento, permitindo assim a obteno de concretos extremamente resistentes e durveis. Conjuntamente com um agente redutor de gua adicionados mistura do concreto, a slica ativa capaz de produzir resistncia elevada no concreto, tanto nas primeiras idades quanto nas idades posteriores. O ganho de resistncia nas primeiras idades devido a uma ligeira acelerao na hidratao do cimento Portland; o ganho de resistncia nas idades finais devido principalmente a reao pozolnica.Devido a sua finura, as partculas de slica ativa podem preencher os vazios entre as partculas maiores do cimento, quando elas esto bem defloculadas na presena de uma dosagem adequada de superplastificante (ATCIN, 2000). A adio de slica ativa reduz tambm, drasticamente, tanto a exsudao interna como superficial da mistura. Alm disso, as partculas de slica ativa tm um efeito fluidificante sobre traos com relao gua/cimento muito baixa. A slica ativa quase indispensvel ao CAD, uma vez que tem aproximadamente trs vezes mais eficincia cimentcia do que o cimento Portland. Isto facilita a obteno de alta resistncia sem excessiva quantidade de cimento. Para ser eficaz, deve ser sempre usada em conjunto com um superplastificante. normalmente adicionada mistura propores de 5,0 a 10,0% da massa do cimento (PRICE, 2003).

Embora Isaia e Helene (1995), comentam que o uso de elevadas quantidades de slica ativa questionado, haja vista que podem possibilitar a despassivao da armadura do concreto devido a queda de reserva alcalina.

- Hidratao do CimentoSegundo Taylor (1997) no que se refere qumica do cimento, o termo hidratao denota a totalidade das trocas ou alteraes que ocorrem quando o cimento anidro ou uma de suas fases misturado gua. Devido complexidade das reaes de hidratao, o principal aspecto abordado a formao de produtos de hidratao.O mecanismo de hidratao do cimento Portland pode ser entendido por dois mecanismos diferentes em estgios diferentes: dissoluo-precipitao (em estgios iniciais) e topoqumico ou hidratao no estado slido (em estgios posteriores). Dissoluo-precipitao: consiste na dissoluo de compostos anidros em seus constituintes inicos, na formao de hidratos na soluo e, devido a sua baixa solubilidade, numa eventual precipitao de hidratos provenientes da soluo supersaturada. Corresponde a 30% da hidratao, entre 3 e 24 horas. Topoqumico: quando a mobilidade inica na soluo torna-se restrita, a hidratao da partcula residual de cimento ocorre por reao no estado slido (difuso inica). Essas reaes ocorrem diretamente na superfcie do cimento anidro sem entrarem em soluo.Basicamente, a hidratao do cimento se d pela hidratao dos seus 4 principais componentes: C3S, C2S, C3A e C4AF .O endurecimento da pasta realizado pela hidratao dos aluminatos (C3A e C4AF) e a resistncia dos compsitos caracterizada pelos silicatos (C3S e C2S).A velocidade de hidratao de cada um diferente, sendo que a reatividade do C3A maior, seguida do C3S, C4AF e C2S. A concentrao e reatividade dos compostos do cimento, bem como a temperatura, controlam a velocidade das reaes de hidratao.Apesar da hidratao das fases do cimento Portland se interagirem durante a hidratao do cimento, interessante estudar cada reao isoladamente.A hidratao dos silicatos inicia algumas horas aps o incio da hidrataodo cimento. Tanto a hidratao do C3S como do C2S originam o silicato de clcio hidratado (C-H-S) e hidrxido de clcio (CH). O primeiro produto conhecido tambm como tobermorita e o segundo como portlandita.Segundo Metha e Monteiro (1994) o C-S-H representa de 50% a 60% dovolume de slidos em uma pasta de cimento Portland completamente hidratada.Sua morfologia varia de fibras pouco cristalinas a um reticulado cristalino, com rea especfica de 100 m2 /g a 700 m2 /g.J o CH possui uma morfologia bem definida em forma de prismas hexagonais, cujas dimenses aumentam com o espao disponvel para o seu desenvolvimento (DAL MOLIN, 1995). Constituem cerca de 20 a 25% do volume de slidos da pasta de cimento hidratada. Pouco contribui para a resistncia e dissolvem-se em presena de umidade, sendo quimicamente instvel devido s baixas foras de Van der Walls. Porm, o CH que proporciona a alcalinidade da gua presente nos poros do concreto e mantm a armadura passivada.Segundo Neville (1997) as reaes de hidratao podem ser escritas da seguinte forma:2C3S + 6H2O C3S2H3 + 3Ca(OH)2 (61%) (39%) 2C2S + 4H2O C3S2H3 + Ca(OH)2 (82%) (18%)

Quanto hidratao dos componentes da fase intersticial, a hidratao do C3A rpida. Aps alguns minutos de hidratao do cimento Portland j aparecem os primeiros cristais aciculares de sulfo aluminatos de clcio, resultado da reao do C3A com o gesso. Esses cristais, tambm conhecidos como etringita (C6AS3H32)- Escria e seu processo de hidrataoAlguns pontos relacionados escria de alto forno so aqui considerados, pois um dos cimentos utilizados nessa pesquisa possui 30% de escria em sua composio, o CP V ARI RS.Segundo a NBR 11172/89, a escria definida como um material vtreo que possui propriedades hidrulicas latentes, ou seja, quando finamente moda e misturada com a gua, capaz de reagir e endurecer. Consiste essencialmente de partculas finas de slica vtrea, modificada consideravelmente pela presena de grandes quantidades de ons clcio, magnsio e alumnio, conforme mostra a Tabela Composio Qumica da EscriaComponenteTeor %

SiO325 a 35

Al2O312 a 20

CaO35 a 50

MgO1 a 10

Apesar de a escria granulada ser auto-cimentante, a quantidade de produtos cimentantes formados e as taxas de formao so insuficientes para aplicao do material com fins estruturais, devendo ser usada em combinao com o cimento Portland .A escria deriva da fabricao do ferro-gusa nas industrias siderrgicas. um produto resultante da ganga do minrio de ferro, da cinza do coque, do calcrio e da dolomita, empregados como fundentes, que alimentam o alto-forno. A elevadas temperaturas h a separao entre o ferro e os xidos fundidos, os quais no se misturam ao metal. Esses dois lquidos imiscveis acumulam-se no fundo do alto forno, sendo coletadas duas substncias diferentes, com massas especficas aparentes distintas: o ferro fundido (7000 kg/m3 ) e um material mais leve chamado escria (2000 a 2800 kg/m3 ), segundo Metha e Monteiro (1994). Os dois lquidos so periodicamente separados: o ferro para posterior refino e a escria lquida para ser granulada por jatos de gua. Possui uma rea especfica de 400 m2 /kg a 500m2 /kg.Segundo Kattar e Regattieri (1998), quando o resfriamento feito lentamente, como, por exemplo, ao ar, os xidos componentes da escria se cristalizam e perdem as caractersticas hidrulicas, no sendo, portanto, usados na indstria cimenteira. Quando o resfriamento se d de maneira rpida, pela imerso ou asperso de gua ou vapor, a escria se vitrifica e seus componentes no perdem as caractersticas hidrulicas. Este produto no cristalizado modo finura adequada e usado como adio ao cimento Portland.Sua atividade hidrulica bem menor que a do cimento Portland. Quando o gro de escria entra em contato com a gua, forma-se ao redor uma membrana com baixa permeabilidade, restringindo a dissoluo dos constituintes. Quando h a elevao da concentrao de ons Ca2+ , ou o aumento do pH da soluo, essa membrana dissolve-se, permitindo o prosseguimento da reao. Quem propicia elevado pH o Ca(OH)2, que alm de permitir o prosseguimento das reaes de hidratao da escria, reage com a mesma proporcionado durabilidade s pastas endurecidas frente a meios cidos.As escrias granuladas de alto-forno apresentam menor velocidade de hidratao em relao ao clnquer, portanto os cimentos com adio desse material podem apresentar, em igualdade de condies, menor desenvolvimento inicial de resistncia. A partcula de escria ativada pelo cimento Portland mostra sinais de inicio de reao aps 7 dias de hidratao. Aps 28 dias a hidratao de escria permanece incompleta, podendo ter um ncleo no hidratado.-AditivosSo produtos qumicos adicionados na dosagem do concreto, com o objetivo de melhorar determinadas caractersticas fsicas e econmicas do concreto. So adicionados a mistura do concreto em teores no maiores que 5,0% em relao massa do cimento. Apesar de serem onerosos, os aditivos podem trazer economia nas dosagens de concreto, seja na reduo do teor de cimento, na melhoria da durabilidade, ou na reduo das peas de concreto, etc.Segundo Neville (1997), atualmente em muitos pases um concreto sem aditivos considerado uma exceo, sendo usado de forma crescente. Alm de tornarem possvel o uso de uma grande variedade de componentes na mistura.A compreenso de que as propriedades importantes do concreto, tanto no estado fresco quanto no endurecido, podem ser modificadas com vantagem pela aplicao de aditivos, deram tal impulso indstria de aditivos que dentro dos 20 anos aps o incio do desenvolvimento da indstria nos anos 40, aproximadamente mais de 200 produtos diferentes foram comercializados em alguns pases da Europa. Atualmente, a maior parte do concreto produzido em alguns pases contm um ou mais aditivos (MEHTA, 1994).Neville (1997) ressalta que o uso dos aditivos no a soluo para a falta de qualidade dos outros ingredientes do concreto, para propores no adequadas da mistura, ou para despreparo da mo-de-obra para transporte, lanamento e adensamento.

- AgregadosEm concretos convencionais, pequena a influncia das propriedades dos agregados na resistncia do concreto, desde que estes apresentem boa qualidade. Porm, apresentam uma influncia significativa quando utilizados em concretos de alta resistncia ou concretos de elevado desempenho.As principais caractersticas do agregado que devem ser analisadas so: massa especfica, textura, granulometria e resistncia abraso, uma vez que a fase responsvel pela estabilidade dimensional, massa unitria e mdula de elasticidade do concreto. Porm necessrio um controle mais rigoroso da qualidade do agregado com relao a granulometria e tamanho mximo, uma vez que a proposta manter a relao a/c mais baixa possvel.Silva (2000) afirma que o agregado para concretos de elevado desempenho no deve possuir alteraes mineralgicas, e sim caractersticas cristalinas finas, pois agregados com minerais parcialmente modificados, com fissuras intra e intergranular, alm da presena de plano de laminao e clivagem, enfraquecem o agregado. Alm de boa resistncia mecnica, o agregado deve possuir propriedades qumicas adequadas aos tipos de aglomerante empregados e deve ser isento de substncias prejudiciais.Silva (2000) afirma que o agregado para concretos de elevado desempenho no deve possuir alteraes mineralgicas, e sim caractersticas cristalinas finas, pois agregados com minerais parcialmente modificados, com fissuras intra e intergranular, alm da presena de plano de laminao e clivagem, enfraquecem o agregado. Alm de boa resistncia mecnica, o agregado deve possuir propriedades qumicas adequadas aos tipos de aglomerante empregados e deve ser isento de substncias prejudiciais.Com relao forma dos gros, partculas chatas e alongadas tm uma tendncia maior de acumular gua, fenmeno conhecido como exsudao interna, tornando a zona de transio mais porosa e propensa fissurao. Alm disso, as partculas angulosas exigem mais gua de amassamento, pois reas superficiais maiores para mesmo volume necessitam de mais gua de molhagem.Metha e Monteiro (1994) afirmam que a distribuio granulomtrica do agregado deve ser adequada a ponto de proporcionar maior densidade no empacotamento das partculas, ocasionando menor consumo de cimento para uma determinada trabalhabilidade e um menor custo da obra. Com isso, a composio de agregados tem sido bastante utilizada, visando-se a obteno de maior massa unitria ou menor ndice de vazios.Liborio (2004) menciona que possvel dopar agregados de baixa qualidade com os mesmos materiais que iro compor o concreto de alto desempenho, transformando-os em agregados de boa qualidade para determinada finalidade.Segundo Neville (1997) o elevado consumo de cimento e as incompatibilidades dos mdulos de elasticidade entre a pasta e o agregado tornam o CAD mais susceptvel a microfissurao na zona de transio, porm esses efeitos podem ser reduzidos com o uso de partculas menores de agregado grado. Agregados menores acarretam maiores consumos de gua que podem ser compensados com o uso de aditivos superplastificantes. Alm disso, as partculas menores do agregado grado so geralmente mais resistentes do que as partculas grandes. O processo de reduo das partculas freqentemente elimina os defeitos internos do agregado, tais como poros grandes, microfissuras e incluso de minerais dcteis.- Superplastificante

Os superplastificantes so aditivos redutores de gua especiais com efeitos mais intensos do que os comuns. Seu uso considerado um dos mais importantes avanos na tecnologia do concreto, pois tem permitido, entre outros, a produo de concretos de alta resistncia, durveis e de concretos fluidos.

Mehta (1994) define os superplastificantes como sendo aditivos redutores de gua de alta eficincia por serem capazes de reduzir o teor de gua de 3 a 4 vezes em um dado trao de concreto, quando comparados a aditivos redutores de gua normais. Foram desenvolvidos nos anos 70 e tm j ampla aceitao na indstria da construo em concreto.J Neville (1997) define superplastificantes como sendo polmeros orgnicos hidrossolveis obtidos sinteticamente, usando um processo complexo de polimerizao para obteno de molculas longas de elevada massa molecular.

Mais eficazes que os redutores de gua comuns, os superplastificantes podem reduzir o teor de gua da mistura do concreto de 25,0% a 35,0%, bem como podem aumentar a resistncia em poucas idades de 50,0% a 75,0%.

Na mistura seu principal efeito melhorar a distribuio das partculas de cimento, conseqentemente melhora a hidratao, resultando no aumento da resistncia do concreto para uma mesma relao gua/cimento. Segundo Neville (1997), quando os superplastificantes so usados para reduzir o teor de gua da mistura, a dosagem de 5 a 20 l/m de concreto.

O aumento da sistncia geralmente proporcional diminuio na relao gua/cimento. Com consumos de cimento maiores e relaes gua/cimento muito menores do que 0,45 possvel atingir taxas ainda maiores de desenvolvimento da resistncia podem ser utilizados no concreto para trs propsitos especficos e/ou combinaes entre eles:

aumentar a trabalhabilidade numa determinada mistura, a fim de melhorar algumas caractersticas do concreto; reduzir a quantidade de gua, para um mesmo consumo de cimento e trabalhabilidade, a fim de reduzir a relao a/c, aumentando a resistncia e melhorando a durabilidade; reduzir tanto a quantidade de gua quanto de cimento, mantendo a mesma trabalhabilidade e resistncia, a fim de evitar fissuras, retrao e tenses trmicas causadas pelo calor de hidratao do cimento.

Os tipos de superplastificantes mais comuns so: base de lignossulfonatos, base de malamina, base de naftaleno e base de policarboxilatos. Segundo Price (2003), todos tm sido utilizados com sucesso, individualmente ou em combinao. A dosagem dos superplastificantes pode ser muito elevada (at 3% da massa de cimento), a fim de alcanar a necessria funcionalidade.

Dentre os superplastificantes, os lignosulfonatos so os mais conhecidos, produzindo concretos com resistncia compresso de cerca de 50,0 a 60,0MPA. Inicialmente, esse produto era quase sempre usado para fluidificar o concreto comum no canteiro de obras imediatamente antes do lanamento. Uma das principais vantagens desses produtos, alm da sua eficincia em fluidificar traos de concreto, era que eles podiam ser usados em dosagens muito mais altas do que os redutores de gua anteriores, porque so produtos que no contm impurezas. medida que o uso dos superplastificantes foi se tornando mais comum, percebeu-se que estes poderiam ser utilizados para reduzir a quantidade de gua da mistura para um nvel jamais experimentado. Esses superplastificantes so to eficazes que hoje em dia possvel fazer o concreto fluido, tendo a relao gua/cimento menor do que 0,30.O retardo da adio do superplastificante em 1 (um) minuto aps o contato do cimento com a gua de amassamento leva a uma mistura com abatimento cerca de 100% superior ao da mistura cuja colocao foi imediata, conforme mostra a Tabela Em suma, a escolha dos superplastificantes determinada, principalmente, em funo do desempenho, compatibilidade com o cimento e dosagem.- Efeito do modo de adio dos superplastificantes SMF, SNF e CAE no slump de misturas de concreto de cimento Portland.AditivosConcretos

Tipo de AditivoDosagem (% teor slido)MODO DE ADIORELAO A/CSLUMP (mm)

SMF0,50IMEDIATA0,41100

SMF0,50RETARDADA0,41215

SNF0,48IMEDIATA0,40100

SNF0,48RETARDADA0,40230

CAE0,30IMEDIATA0,30230

CAE0,30RETARDADA0,39235

CORROSO DA ARMADURA EM CADNeste captulo apresentam-se alguns conceitos bsicos sobre corroso, abordando a problemtica da corroso de armaduras no concreto e relacionando o fenmeno com alguns fatores iniciadores e propagadores. Ainda so descritas as caractersticas principais das tcnicas de avaliao da corroso utilizadas, fundamentadas em tcnicas eletroqumicas.- Definio e classificaoA corroso definida como a deteriorao de um material devido sua reao com o meio ambiente, segundo Fontana (1986). Alguns pesquisadores insistem que essa definio deveria ser restrita aos metais, mas freqentemente so considerados tambm para os no-metais. Por exemplo, a deteriorao da pintura ou borracha pela luz solar considerada corroso.Gentil (1996) define que a corroso do ferro o inverso do processo metalrgico, onde se extrai o metal a partir de seus minrios ou de outros compostos, ao passo que a corroso tende a oxidar esse metal. O produto de corroso gerado semelhante ao minrio do qual foi extrado.

- Ciclo dos metais. Fonte:< http://www.abraco.org.br/corros11.htm>.- Ciclo dos metais Esse processo, atravs do qual um metal retorna ao seu estado natural, espontneo, pois corresponde a uma reduo da energia livre de Gibbs, segundo Helene (1993). O metal extrado possui maior nvel energtico que o material inicial (minrio), ocorrendo uma perda de eltrons por parte do metal por oxidao, para atingir um estado termodinamicamente mais estvel. De acordo com Panossian (1993) a interao destrutiva de um material com o meio ambiente pode ser qumica ou eletroqumica, ocasionando dois processos de deteriorao do metal:

oxidao direta ou corroso seca: reaes qumicas gs-metal ou on-metal com formao de pelcula contnua de xido de ferro

corroso eletroqumica: realiza-se em meio aquoso, onde h a formao de pilhas ou clulas de corroso.As reaes bsicas da corroso em meio aquoso, especialmente o caso da corroso das armaduras de ao, so de natureza essencialmente eletroqumica, envolvendo uma reao andica de dissoluo do metal e uma outra de natureza catdica, que ocorrem simultaneamente. Para que esse tipo de corroso ocorra h necessidade de 4 elementos: condutor: que a prpria barra de ao que integra a armadura; gua: para constituir o eletrlito e conduzir os ons; oxignio: para a formao dos produtos de corroso; diferena de potencial entre dois pontos: para formar duas regies distintas, ou seja, uma regio andica e outra catdica, conforme mostra a Figura Diferentes intensidades de adensamento do concreto, diferenas de aeraes, de umidade ou de concentraes salinas ocasionam a diferena de potencial.

- Clula de corroso eletroqumica.No caso da armadura de ao envolvida em concreto, nas zonas andicas h a oxidao do metal, onde o metal passa para a soluo contida nos poros do concreto na forma de ons e libera eltrons, que migram atravs da armadura para regies catdicas. Nessas regies eles so consumidos pelo contato com oxignio e/ou hidrognio dissolvidos (reaes de reduo), como mostram as equaes a seguir.Regio andica:Fe Fe2+ + 2e Regio catdica:a) Reduo do oxignio- em meios neutros ou alcalinos: 4e + 2H2O + O2 4(OH)- em meios fracamente cidos: 4e + 4H + O2 H2Ob) Evoluo do hidrognio: 2H2O + 2e H2 (gs) + 2(OH)Assim, a corroso representa uma situao em que duas ou mais reaes eletroqumicas distintas ocorrem simultaneamente e de forma espontnea, sendo pelo menos uma de natureza andica e outra de natureza catdica.Porm, as reaes andicas e catdicas so somente um primeiro passo no processo de formao dos produtos de corroso. Vrios estgios devem ocorrer para a sua formao, conforme as equaes mostradas a seguir.

Fe + 2(OH) Fe(OH)2 (hidrxido ferroso)4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 (hidrxido frrico)2Fe(OH)3 Fe2O3.3H2O (xido frrico hidratado)Segundo Broomfield (1997) os produtos de corroso tm uma colorao marrom - avermelhada e so expansivos. O xido frrico ocupa um volume de 2 a 10 vezes maior que o do ao da armadura. Tal aumento de volume causa tenses internas de trao no concreto, podendo atingir valores da ordem de at 15 MPAA formao desses xidos e hidrxidos heterogneos, porosos, solveis, de baixa aderncia e que provocam expanses levam fissurao do concreto, acelerando a entrada de agentes agressivos. H o destacamento do concreto de cobrimento, deixando a armadura exposta e comprometendo a estrutura.- TemperaturasOutro fator que tambm influencia na velocidade de corroso, porm com menor intensidade, a temperatura. Com o aumento da temperatura, h uma maior agitao das molculas e, portanto, uma maior mobilidade, favorecendo o seu transporte para o interior do concreto.Em CAD, a influncia da temperatura menor, segundo Al-Khaja (1997). Em seu trabalho, concretos convencionais e de alto desempenho foram expostos a solues de 5% de NaCl em temperaturas de 20 C e 40C. Com o aumento da temperatura para 40 C, os concretos apresentaram quantidade maior de ons cloreto, 2,06 vezes, em relao aos concretos expostos temperatura de 20 C. Nos CAD, foram encontrados teores de 1,87 e 2,08 vezes menores que nos concretos convencionais, expostos a temperaturas de 20 C e 40 C, respectivamente.BIBLIOGRAFIA Concebras, Concreto do Brasil http://www.concrebras.com.br/tipos-concreto-cad.htmlPortal do Concreto, http://www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/desempenho.htmlCortesia Concreto, http://cortesiaconcreto.com.br/servicos/prod-concreto-especial/concreto-de-alto-desempenho.htmlATCIN, P. C. Concreto de Alto Desempenho. Traduo Geraldo Serra. Pini. So Paulo, 2000 b.AL-KHAJA, W. A. Influence of temperature, cement type and level of concrete consolidation on chloride ingress in conventional an high-strength concretes. Construction and Building Materials. v. 11. n 1. p. 9-13, 1997.AITCIN, Pierre-Claude. Concreto de Alto Desempenho. Trad. Geraldo G. Serra. So Paulo: Pini, 2000.

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