ESTUDO DA DURABILIDADE DE CONCRETOS MICROFISSURADOS …

II EREEC SULFlorianópolis - SC

6 a 8 de setembro de 2018

ESTUDO DA DURABILIDADE DE CONCRETOS MICROFISSURADOS NAS PRIMEIRAS IDADES E

SUBMETIDOS A DIFERENTES TIPOS DE CURA

Gabriella Chagas Kurtz ([email protected])Naiéle Medeiros Frescura ([email protected])

Taís Vicenzi Schneider ([email protected])

Resumo: O material mais utilizado na construção civil é o concreto. Ao longo do tempo, o concreto pode sofrer danos na sua estrutura, por causas intrínsecas ou extrínsecas. As microfissuras, decorrentes desses detrimentos, influenciam na durabilidade e nas propriedades mecânicas do material, pois estes são caminhos preferenciais para passagem de água e agentes agressivos para o interior da estrutura, podendo desencadear outras patologias. Portanto, para entender melhor o comportamento do concreto, este tem sido estudado mais detalhadamente para descobrir soluções para melhorar o seu desempenho e durabilidade. O concreto possui potencial de criar mecanismos para isso, a chamada autocura do concreto (self-healing). A metodologia deste trabalho divide-se em cinco etapas: caracterização dos materiais, confecção dos concretos, pré-carregamento, cura e ensaio de absorção. A fim de verificar a influência da cura nas propriedades de autocura dos concretos, as amostras foram submetidas a dois tipos distintos de cura: cura submersa e cura ao ar. Os resultados evidenciam que a absorção ocorre de maneira inversamente proporcional à idade, sendo menor em idades maiores. Também nota-se que a absorção em corpos de prova (CPs) pré-carregados é superior aos de referência, o que justifica-se pelo fato da microfissuração causada pelo pré-carregamento do concreto criar novos caminhos para a percolação da água para o interior dos CPs, facilitando, assim, que a água seja absorvida. Ao comparar os resultados de absorção obtidos para cura úmida com os de cura ao ar, nota-se que não há discrepância entre seus valores ao longo do tempo. Palavras-chave: Concreto. Autocura. Absorção.

Abstract: The material most used in construction is concrete. Over time, concrete can suffer damage to its structure, due to intrinsic or extrinsic causes. The microcracks, due to these detriments, influence the durability and the mechanical properties of the material, since these are preferred paths for the passage of water and aggressive agents into the structure and can trigger other pathologies. Therefore, to better understand the behavior of concrete, this has been studied in more detail to discover solutions to improve its performance and durability. Concrete has the potential to create mechanisms for this, the so-called self-healing. The methodology of this work is divided into five stages: characterization of materials, confection of concretes, pre-loading, curing and absorption testing. In order to verify the influence of curing on the self-healing properties of the concretes, the samples were submitted to two distinct types of cure: submerged cure and air cure. The results show that absorption occurs inversely proportional to age, being smaller at higher ages. It is also noted that the absorption in pre-charged specimens (CPs) is higher than those of reference, which is justified by the fact that the microcracking caused by the pre-loading of the concrete creates new ways for the percolation of the water to the interior of CPs, thus facilitating the absorption of water. When comparing the absorption results obtained for wet curing with those for air curing, it is noted that there is no discrepancy between their values over time. Keywords: Concrete. Self-healing. Absorption.

INTRODUÇÃO

O principal material utilizado na indústria da construção civil é o concreto. Entretanto, por não ser um material homogêneo, faz-se necessário redobrar os cuidados nas etapas de projeto, execução e manutenção pa-ra que este apresente o desempenho esperado.

Revista FENEC - 2(2): 466-471, agosto/setembro, 2018 466


Gabriella C. K.; Naiéle M. F.; Taís V. S. Estudo da durabilidade de concretos microfissurados nas primeiras idades e submetidos a diferentes tipos de cura

Com o passar do tempo, o concreto pode sofrer danos em sua estrutura, seja por causas intrínsecas ou extrínsecas. As microfissuras, consequências desses detrimentos, tem influência na durabilidade e nas proprie-dades mecânicas do material, pois constituem caminhos preferenciais para a passagem de água e agentes agres-sivos para o interior da estrutura, podendo desencadear em outras patologias.

Desta forma, o concreto tem sido estudado mais detalhadamente com o intuito de entender o seu com-portamento, para que seja possível descobrir soluções que contribuam para melhorar seu desempenho e as-segurar sua durabilidade. Nesse contexto, por possuir um potencial de criar mecanismos que o tornem mais durável e sustentável, a autocura do concreto (self-healing), é um tema recente e que tem chamado a atenção de diversos pesquisadores. O interesse pelo estudo do tema é comprovado pelo amplo número de trabalhos ex-perimentais abordando self-healing. (TER HEIDE, 2005; YANG et al., 2009).

Um concreto que tenha sofrido danos e processo de degradação tende a se recuperar com o tempo, sem nenhuma ajuda do meio externo, e esse processo de autocura é o que define self-healing. (TER HEIDE, 2005). O tipo de autocicatrização neste caso é a natural (autógeno), que utiliza materiais já existentes na estrutura do concreto, como por exemplo os grãos de cimento anidro. Para que esse processo se efetive, devem ocorrer si-tuações específicas, e o concreto deve apresentar grãos de cimento não hidratados, para que a sua hidratação tardia cause o preenchimento das fissuras com os hidratos formados. Além disso, deve ter a presença de água para que seja possível a hidratação desses grãos.

A propriedade do concreto se auto-recuperar de danos e degradações sofridas ao longo do tempo, co-labora para o aumento da sua vida útil (TANG, KARDANI, CUI, 2015) e, consequentemente, é uma solução positiva para que haja a redução de custos com a manutenção e reparação de estruturas de concreto (WANG et al., 2014). Assim, este trabalho tem como base o estudo da autocura de concretos microfissurados nas primei-ras idades e submetidos a diferentes tipos de cura.

1. METODOLOGIA

O programa experimental foi divido em cinco etapas distintas, que são: caracterização dos materiais, confecção dos concretos, pré-carregamento, cura, e ensaio de absorção de água por sucção capilar. A microfis-suração dos corpos de prova tem por objetivo simular em laboratório situações que podem ocorrer no canteiro de obra, como, por exemplo, a desforma precoce de estruturas. Estas situações ocasionam sobrecarga na estru-tura e contribuem para a microfissuração do concreto nas primeiras idades.

A caracterização dos agregados foi executada de acordo com as prescrições das normas: NBR NM 248, NBR 9776, NBR NM 45 e NBR 9776, procurando atender os limites normativos da NBR ABNT 7211.

Para dar início ao processo de moldagem, definiu-se o traço de 1:5 com consumo de cimento intermedi-ário de 375kg/m³ e a relação de água/cimento de 0,5, objetivando obter concretos com resistência estruturais convencionais. Após determinar o traço, foi definido o número de corpos de prova necessários para realizar os ensaios, sendo eles: compressão axial, absorção e tração à compressão diametral. Para a idade de ensaio de se-te e vinte e oito dias, moldaram-se três corpos de provas (CPs) de referência e três que foram pré-carregados, enquanto para cinquenta e seis dias, foram moldados dois CPs para cada caso.

As microfissuras foram induzidas por carregamento de compressão, na idade de sete dias. Objetivando provocar o maior dano possível nas amostras (microfissuras), foi determinado que a intensidade do pré-carre-gamento seria de 75% da carga de ruptura dos concretos para a idade de sete dias.

A fim de verificar a influência da cura nas propriedades de auto cura dos concretos, as amostras foram submetidas a dois tipos distintos de cura: cura submersa e cura ao ar. Deste modo, foi realizada a cura de alguns corpos de prova em câmara úmida e outros corpos de prova submetido a cura ao ar.

Foram realizadas três moldagens de corpos de prova, para a realização dos ensaios. O ensaio de com-pressão axial foi realizado conforme a NBR 5739 e teve por objetivo a análise do comportamento dos corpos de prova em relação a compressão, comparando os resultados dos corpos de prova microfissurados com os de referência de cada idade de ensaio, além da comparação da influência dos dois tipos de cura empregados.

A segunda moldagem foi destinada para a produção dos corpos de prova que foram submetidos ao en-saio de tração por compressão diametral, seguindo a NBR 7222. Os resultados obtidos, assim como os resul-tados da análise do ensaio de compressão axial, foram usados como modo de análise comparativa dos corpos de prova de referência e microfissurados, em suas situações de cura.



O ensaio de absorção foi realizado, seguindo as recomendações da NBR 9778, nas idades de quatorze e vinte e oito dias. Para isso, foram moldados no total doze corpos de prova, seis para cada idade de ensaio, sen-do três destes de referência e três que foram submetidos ao pré-carregamento.

2. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Nesse item serão apresentados e discutidos os resultados obtidos dos seguintes ensaios: ensaios de ca-racterização dos materiais, resistência à compressão axial e absorção de água por sucção capilar.

y Caracterização dos materiais

Analisando os dados obtidos pelo ensaio de composição granulométrica da areia, foi possível determi-nar o módulo de finura (MF) desse agregado, sendo seu valor correspondente a 1,789. Já a dimensão máxima característica (Dmáx) da areia natural foi equivalente a 1,18 mm. A areia foi caracterizada como agregado mi-údo fino, pois o módulo de finura foi menor que 2,40. A Figura 1 apresenta a curva granulométrica da areia utilizada.

Figura 1. Curva granulométrica da areia

Fonte: Elaboração Própria (2017).

Em relação à brita, seu módulo de finura (MF) foi equivalente a 6,921 e sua dimensão máxima caracte-rística (Dmáx) correspondeu à 19 mm. A brita foi caracterizada como Brita 2, por apresentar diâmetro máxi-mo igual a 19 mm.

A Figura 2 apresenta a curva granulométrica da brita utilizada.



Figura 2. Curva granulométrica da brita


y Resistência à compressão axialObserva-se a partir da Figura 3 que os valores de resistência à compressão, aos vinte e oito dias foram

maiores em relação aos de sete dias, como esperado, uma vez que resistência do concreto se dá ao longo do tempo.

Figura 3. Resultados Compressão Axial nas idades de 7 e 28 dias


y Absorção de água por sucção capilar

Nas primeiras idades de ensaio a absorção é maior. Desta forma, o aumento da idade em que as solicita-ções são aplicadas no concreto faz com que haja uma redução da absorção. Essa tendência foi vinculada ao de-senvolvimento das reações de hidratação do cimento, das quais, algumas ocorrem lentamente, proporcionando maior compactação da matriz cimentícia e, assim, o aumento da resistência do concreto.



Nesse contexto, em uma matriz mais coesa e resistente, o carregamento passa a causar danos menores na estrutura. Carregamentos aplicados em idades menores provocam danos maiores e maior nível de microfis-suração (BANTHIA, BIPARVA e MINDESS, 2005; LIMA e HELENE, 2005, apud VENQUIARUTO, 2017). Na Figura 4, a seguir, estão dispostos os resultados dos ensaios de absorção nas idades de quatorze e vinte e oito dias para os corpos de prova submetidos à cura úmida e ao ar livre.

Figura 4. Resultados de absorção a) 14 dias cura úmida b) 14 dias cura ao ar c) 28 dias cura úmida d) 28 dias cura ao ar


CONCLUSÕES

Os resultados evidenciam que a absorção ocorre de maneira inversamente proporcional à idade, sen-do menor em idades maiores. Também nota-se que a absorção em CPs pré-carregados é superior aos de re-ferência, o que justifica-se pelo fato da microfissuração causada pelo pré-carregamento do concreto criar novos caminhos para a percolação da água para o interior dos CPs, facilitando, assim, que a água seja ab-sorvida.

Ao comparar os resultados de absorção obtidos para cura úmida com os de cura ao ar, nota-se que não há discrepância entre seus valores ao longo do tempo. A provável causa desta semelhança está na temperatu-ra a que os CPs foram submetidos, de 23±2 ºC para a câmara úmida, segundo a NBR ABNT 09479:1994, e de uma variação de 14,3 ºC à 28,5 ºC para cura ao ar. Além disso, os CPs submetidos à cura ao ar também sofre-ram interferência de precipitação que ocorreram no período, que chegaram a 163,3 mm no primeiro mês e a 93,6 mm no segundo.

Desta forma, uma cura adequada mostra-se relevante para a obtenção de bons resultados, e o processo em que ela ocorre influencia na determinação de uma maior ou menor absorção.



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738: Concreto – procedimento para molda-gem e cura de corpos-de-prova. Rio de Janeiro, 2016. 6 p.

______. NBR 5739: Concreto – Ensaios de compressão de corpos de prova cilíndricos: método de ensaio. Rio de Janeiro, 2007. 9 p.

______. NBR 7222: Concreto – Concreto e argamassa – Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2011. 5 p.

______. NBR 9778: Argamassa e concreto endurecidos – Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica. Rio de Janeiro, 2005. 4 p.

______. NBR 09479: Câmaras úmidas e tanques para cura de corpos-de-prova de argamassa e concreto. Rio de Janeiro, 1994, 2 p.

VENQUIARUTO, D. S. Influência da Microfissuração Causada nas Primeiras Idades na Durabilidade de Concretos ao Longo do Tempo (Self-Healing). 2017. 267p. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFRGS. Porto Alegre, 2001.

TANG, W.; KARDANI, O.; CUI, H. Robust evaluation of self-healing efficiency in cementitious materials – A review. Construction and Building Materials, v. 81, p. 233-247, 2015.

TER HEIDE, N. Crack healing in hydrating concrete. 2005. Thesis (Master of Applied Science) – Delft Uni-versity of Technology, Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Microlab, Delft, 2005.

WANG, J. et al. Cement & Concrete Composites X-ray computed tomography proof of bacterial-based self--healing in concrete. Cement and Concrete Composites, v. 53, p. 289-304, 2014.

YANG, Y. et al. Autogenous healing of engineered cementitious composites under wet-dry cycles. Cement and Concrete Research, Oxford. v. 39, p. 382-390, 2009.

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