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ÍNDICE GERAL
ÍNDICE GERAL ............................................................................................................ i
AGRADECIMENTOS ................................................................................................... i
RESUMO..................................................................................................................... ii
ABSTRACT ................................................................................................................ iii
ÍNDICE DE TEXTO .................................................................................................... iv
ÍNDICE DE TABELAS ............................................................................................... vii
ÍNDICE DE TABELAS ............................................................................................... vii
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................ ix
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................ ix
ÍNDICE DE IMAGENS................................................................................................ xi
ÍNDICE DE IMAGENS................................................................................................ xi
TERMINOLOGIA.......................................................................................................xiii
CAPITULO 1 – INTRODUÇÃO ...................................................................................1
CAPITULO 2 – BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL ........................................................5
CAPITULO 3 – RETRACÇÃO NO BETÃO................................................................34
CAPITULO 4 – ADJUVANTES REDUTORES DE RETRACÇÃO (SRA) ..................56
CAPITULO 5 – FASE EXPERIMENTAL: ESTUDO DE COMPOSIÇÕES.................61
CAPITULO 6 – FASE EXPERIMENTAL: RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-
COMPACTÁVEL .......................................................................................................80
CAPITULO 7 – ANÁLISE DE RESULTADOS ...........................................................90
CAPITULO 8 – CONCLUSÕES ................................................................................93
CAPITULO 9 – DESENVOLVIMENTOS FUTUROS .................................................95
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................97
ANEXOS .................................................................................................................102
i
ii
AGRADECIMENTOS
A elaboração deste trabalho contou, directa e indirectamente, com a preciosa
colaboração de um vasto número de pessoas.
Em primeiro lugar gostaria de expressar o meu profundo agradecimento ao
Engº Miguel Oliveira, pela sua orientação sempre disponível e de uma maneira
extraordinariamente dinâmica e eficiente.
Todo o trabalho de investigação desenvolvido contou com o directo empenho
dos técnicos do Laboratório de Materiais de Construção da Escola Superior de
Tecnologia da Universidade do Algarve, aos quais agradeço a sua colaboração.
Agradeço ao Engº. Morgado André pelo seu apoio e esclarecimento de
algumas questões de âmbito técnico.
Quero agradecer também à Drª. Georgina Narciso, pelo seu apoio em
algumas traduções de âmbito técnico.
Queria agradecer aos meus colegas de curso e em especial aos do “núcleo
duro” pelo apoio demonstrado ao longo do curso.
Pretendo agradecer de uma forma especial à minha namorada Ana, pelo
apoio e incentivo e paciência demonstrada ao longo deste trabalho.
Por último, mas de uma maneira não menos importante, pretendo agradecer
aos meus pais, irmão e toda a família o apoio e tempo que foram privados da minha
atenção.
A todos, agradeço e espero um dia poder retribuir tudo aquilo que me foi
proporcionado.
i
RESUMO
O betão auto-compactável (SCC) apresenta-se actualmente como um
material inovador, o qual tem provado possuir um elevado potencial, nas áreas da
produtividade, condições de trabalho e até mesmo nas suas características
intrínsecas. As diversas aplicações, a nível mundial, assim o demonstram.
Em Portugal, já existem estudos, que apontam para a grande vantagem
económica e tecnológica deste material. No entanto, tem existido muitos problemas
de fissuração no SCC endurecido, ao longo do tempo, mais especificamente, no que
diz respeito à retracção devido à incompleta caracterização da evolução desta
propriedade do SCC. A retracção do betão pode gerar tensões elevadas nos
elementos estruturais e conduzir à fissuração. Em certos casos é importante limitar o
valor da retracção para evitar a ocorrência de grandes fissuras.
Foi realizado um trabalho experimental para avaliação da retracção, através
da introdução de um adjuvante redutor de retracção em duas composições de SCC
com diferentes resistências.
O estudo provou que o adjuvante redutor de retracção utilizado diminuiu, de
modo significativo, o valor da retracção em ambas as composições de SCC.
ii
ABSTRACT
Self-compacting concrete (SCC) is presented in our days as an innovating
material, which has shown a high potential in the production areas, in the working
conditions and even in its intrinsics characteristics. Its various applications, at a world
level, have proved its efficiency.
There are already studies in Portugal which are proving the great economic
and technological advantage of this material. However, there have existed many
fissuration problems in the hardened SCC, along the times, more specifically, in what
concerns shrinkage due to the incomplete characterization of evolution of this
property of the SCC. Shrinkage of SCC may generate high tensions in structural
elements and lead to fissuration. In certain cases it is important to limit the value of
the shrinkage to avoid the occurrence of great fissures.
An experimental work was performed for the assessment of shrinkage though
the introduction of shrinkage reducing admixture in two composition of SCC with
different strength.
SRA used diminished, in a significant may, the value of the shrinkage in both
compositions of the SCC.
iii
ÍNDICE DE TEXTO
CAPITULO 1 – INTRODUÇÃO ...................................................................................1
1.1 - Considerações Gerais................................................................................1
1.2 - Motivações e Objectivos ............................................................................2
1.3 - Estrutura do Trabalho.................................................................................3
CAPITULO 2 – BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL ........................................................5
2.1 - Conceito de betão auto-compactável .........................................................5
2.2 - Métodos para atingir a auto-compactibilidade............................................8
...............................................................82.2.1 - Capacidade de Enchimento
.........................................102.2.2 - Resistência à ocorrência de segregação
...............................................................122.2.3 - Capacidade de passagem
2.3 – Tipos de betão auto-compactável............................................................13
2.4 - Metodologia de cálculo de composição de mistura de SCC ....................15
..................................................182.4.1 - Recomendações de carácter geral
..........182.4.1.1 - Recomendações do Comité Técnico 174-SCC da Rilem
.................................................192.4.1.2 - Recomendações da EPG SCC
2.5 - Propriedades do SCC no estado fresco ...................................................20
..................................................202.5.1 - Principais ensaios ao betão fresco
...............................202.5.1.1 - Ensaio de espalhamento (Slump flow test)
2.5.1.2 - Ensaio de escoamento (V-funnel test) ......................................22
2.5.1.3 - Ensaio na caixa L (L-box test) ..................................................25
2.5.1.4 - Outros ensaios ao betão fresco.................................................26
2.6 - Propriedades do SCC no estado endurecido ...........................................27
..........................................282.6.1 - Principais ensaios ao betão endurecido
2.7 - Classificação da Consistência..................................................................29
2.8 – Aplicações do SCC..................................................................................30
2.9 – Orientações para solucionar problemas num SCC..................................31
CAPITULO 3 – RETRACÇÃO NO BETÃO................................................................34
3.1 - Considerações Gerais..............................................................................34
3.2 - Tipos de Retracção ..................................................................................35
3.3 - Causas de Retracção...............................................................................35
...........................................................................353.3.1 - Retracção Plástica
iv
3.3.2 - Retracção Química ou de Le Chatelier ............................................38
3.3.3 - Retracção por Secagem ou Hidráulica ............................................38
3.3.4 - Retracção Autogénea ......................................................................38
3.3.5 - Retracção por carbonatação............................................................39
3.3.6 - Retracção térmica............................................................................39
3.4 - Retracção nas primeiras 24 horas............................................................40
3.5 - Factores que influenciam a retracção ......................................................41
3.5.1 - Influência do tempo e da natureza do agregado..............................41
3.5.2 - Influência da dimensão da peça ......................................................42
3.5.3 - Influência das dosagens de cimento e de água..............................44
3.5.4 - Influência da humidade relativa do ar ..............................................45
3.5.5 - Influência da conservação prévia dentro de água e dos ciclos
alternados de embebição e secagem .........................................................46
3.5.6 - Influência da percentagem da armadura .........................................48
3.5.7 - Influência dos adjuvantes e adições ................................................49
3.6 - Retracção segundo o R.E.B.A.P. .............................................................50
3.7 - Medição da Retracção em Laboratório ....................................................52
................................523.7.1 - Ensaio de determinação da retracção no SCC
CAPITULO 4 – ADJUVANTES REDUTORES DE RETRACÇÃO (SRA) ..................56
4.1 - Considerações Gerais..............................................................................56
4.2 – Desenvolvimento do produto...................................................................57
4.3 – Mecanismo de acção...............................................................................57
4.4 – Aplicação de SRA no local (Método da Impregnação) ............................58
4.5 – Considerações na utilização de SRAs.....................................................59
4.6 – Benefícios do SRA .................................................................................59
CAPITULO 5 – FASE EXPERIMENTAL: ESTUDO DE COMPOSIÇÕES.................61
5.1 - Caracterização dos materiais utilizados ...................................................61
5.1.1 - Cimentos..........................................................................................61
5.1.2 - Cinzas volantes................................................................................62
5.1.3 - Agregado fino...................................................................................63
5.1.4 - Agregado grosso..............................................................................63
5.1.5 - Adjuvantes .......................................................................................65
5.1.6 - Água ................................................................................................66
5.2 - Desenvolvimento de misturas de SCC.....................................................66
v
5.2.1 - Procedimentos de amassadura para betões ...................................67
5.2.2 - Desenvolvimento do SCC, com cimento tipo II, classe 42.5R .........68
5.2.3 - Desenvolvimento do SCC, com cimento tipo II/B-L 32.5N...............71
5.3 - Ensaios de resistência relativos às misturas de SCC desenvolvidas.......76
.............................................765.3.1 – Ensaios de resistência à compressão
.......................................................775.3.2 – Ensaios de resistência à flexão
..........................785.3.3 – Ensaios de resistência à tracção por compressão
CAPITULO 6 – FASE EXPERIMENTAL: RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-
COMPACTÁVEL .......................................................................................................80
6.1 – Considerações gerais..............................................................................80
6.2 - SCC com resistência à compressão de 44 MPa ......................................80
.......................................................................806.2.1 - Composição do SCC
.......................................................................................826.2.2 - Resultados
..................................................................................826.2.2.1 - Retracção
........................................................846.2.2.2 - Resistência à compressão
6.3 - SCC com resistência à compressão de 25 MPa ......................................84
.......................................................................846.3.1 - Composição do SCC
.......................................................................................866.3.2 - Resultados
..................................................................................866.3.2.1 - Retracção
........................................................886.3.2.2 - Resistência à compressão
CAPITULO 7 – ANÁLISE DE RESULTADOS ...........................................................90
CAPITULO 8 – CONCLUSÕES ................................................................................93
CAPITULO 9 – DESENVOLVIMENTOS FUTUROS .................................................95
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................97
ANEXOS .................................................................................................................102
vi
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 – Recomendações do Comité técnico 174-SCC da Rilem .........................19
Tabela 2 – Recomendações da EPG SCC ...............................................................19
Tabela 3 – Classes de Espalhamento.......................................................................29
Tabela 4 – Classes de escoamento ..........................................................................29
Tabela 5 – Classes de capacidade de passagem.....................................................29
Tabela 6 - Classes de resistência à segregação.......................................................30
Tabela 7 – Localização de falhas em caso de resultados demasiados baixos,
(EFNARC, 2002) ................................................................................................32
Tabela 8 – Localização de falhas em caso de resultados elevados, (EFNARC, 2002)
...........................................................................................................................32
Tabela 9 – Possíveis medidas de correcção a partir das falhas identificadas,
(EFNARC, 2002) ................................................................................................33
Tabela 10 – Influência das dosagens de cimento e de água na retracção do betão ao
fim de 24h, (Coutinho, 1988)..............................................................................41
Tabela 11 – Influência da percentagem da armadura na variação de dimensões
devida á retracção, (Coutinho, 1988) .................................................................48
Tabela 12 – Características dos cimentos utilizados.................................................62
Tabela 13 – Características das cinzas volantes ......................................................62
Tabela 14 – Características do agregado fino (areia) ...............................................63
Tabela 15 – Granulometria do agregado fino (areia).................................................63
Tabela 16 – Características do agregado grosso......................................................64
Tabela 17 – Granulometria do agregado grosso .......................................................64
Tabela 18 – Características do superplastificante.....................................................65
Tabela 19 – Características do adjuvante redutor de retracção (SRA) .....................66
Tabela 20 – Composição da mistura em SCC, com cimento tipo II, classe 42.5R....68
Tabela 21 - Resultados obtidos ao betão fresco das misturas em SCC, com cimento
tipo II, classe 42,5R............................................................................................68
Tabela 22 - Vários parâmetros da composição SCC,cII 42.5 R ................................69
Tabela 23 – Classificação da consistência................................................................69
Tabela 24 – Composição da mistura em SCC, com cimento tipo II/B-L, classe 32.5N
...........................................................................................................................71
vii
Tabela 25 - Resultados obtidos ao betão fresco das misturas em SCC, com cimento
tipo II/B-L, classe 32.5N .....................................................................................72
Tabela 26 - Vários parâmetros da composição SCC,sf,cII/B-L 32.5N......................72
Tabela 27 – Classificação da consistência................................................................73
Tabela 28 – Resultados do ensaio de determinação da resistência à compressão
aos 28 dias.........................................................................................................76
Tabela 29 – Resultados do ensaio de determinação da resistência à flexão............78
Tabela 30 – Resultados do ensaio de determinação da resistência à tracção por
compressão........................................................................................................79
Tabela 31 – Composição do SCC de 44 MPa com e sem SRA................................80
Tabela 32 – Valores da retracção no SCC - 44 MPa ................................................83
Tabela 33 – Valores da resistência à compressão aos 14 dias.................................84
Tabela 34 – Composição do SCC 25 MPa com e sem SRA....................................85
Tabela 35 – Valores da retracção no SCC 25 MPa...................................................87
Tabela 36 – Valores da resistência à compressão....................................................88
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
Fig. 1 - Modelo reológico de Bringham........................................................................6
Fig. 2 – Modelo reológico de um fluído newtoniano ....................................................7
Fig. 3 – Comportamento reológico comparado de um SCC adaptada de David (1999)
.............................................................................................................................7
Fig. 4 – Mecanismo de bloqueio (Nunes, 2001) ........................................................12
Fig. 5 – Metodologia para alcançar a auto-compactabilidade ...................................14
Fig. 6 – Ensaio de espalhamento do betão ...............................................................21
Fig. 7 – Ensaio de Fluidez do betão ..........................................................................23
Fig. 8 – Ensaio na Caixa L ........................................................................................25
Fig. 9 – Faixas de aplicação do SCC em relação às.................................................31
Fig. 10 – Fissuras por retracção plástica em pavimentos e lajes contínuas, (Coutinho,
1988) ..................................................................................................................36
Fig. 11 – Fissuras por assentamento plástico (CEB,1992) .......................................37
Fig. 12 – Retracção da pasta de cimento e do betão nas primeiras 24 horas,
(Coutinho, 1988) ................................................................................................40
Fig. 13 – Influência da natureza petrográfica do agregado na retracção, (Coutinho,
1988) ..................................................................................................................42
Fig. 14 – Retracção em função da variação axial das dimensões de prismas de
betão, (Coutinho, 1988)......................................................................................43
Fig. 15 – Retracção superficial dos prismas da figura 13, (Coutinho, 1988) .............44
Fig. 16 – Influência das dosagens de água e cimento, (Coutinho, 1988)..................45
Fig. 17 – Influência da humidade relativa na variação de dimensões do betão
exposto desde a desmoldagem na atmosfera respectiva, (Coutinho, 1988)......46
Fig. 18 – Influência da humidade relativa na variação de dimensões do betão depois
de uma cura em água, (Coutinho, 1988)............................................................47
Fig. 19 – Influência da secagem e embebição na retracção e expansão, (Coutinho,
1988) ..................................................................................................................48
Fig. 20 – Gráfico com os valores de retracção no betão corrente, segundo o
R.E.B.A.P. ..........................................................................................................52
Fig. 21 – Molde utilizado para a determinação da retracção no SCC .......................53
Fig. 22 – Pernos em aço inoxidável ..........................................................................53
ix
Fig. 23 – Comparador constituído por deflectómetro e suporte em aço....................54
Fig. 24 – Determinação da retracção ........................................................................55
Fig. 25 – Mecanismo de acção (D’Souza, 1996).......................................................58
Fig. 26 - Curvas granulométricas dos agregados......................................................65
Fig. 27 – Betoneira de eixo vertical utilizada no fabrico dos betões ..........................67
Fig. 28 – Ensaio de resistência à compressão dos provetes ....................................76
Fig. 29 – Gráfico das resistências à compressão das 2 composições de SCC.........77
Fig. 30 – Ensaio de resistência à flexão dos provetes aos 28 dias ...........................77
Fig. 31 – Gráfico das resistências à flexão das 2 composições de SCC...................78
Fig. 32 – Ensaio de resistência à tracção por compressão dos provetes..................78
Fig. 33 – Gráfico das resistências à tracção por compressão das 2 composições de
SCC....................................................................................................................79
Fig. 34 – Gráfico com os valores médios de retracção do SCC 44 - MPa ................83
Fig. 35 – Gráfico de resultados da resistência à compressão (14 dias) do SCC 44
MPa com e sem SRA.........................................................................................84
Fig. 36 – Gráfico com os valores médios de retracção do SCC 25 MPa ................. 88
Fig. 37 – Gráfico de resultados da resistência à compressão (14 dias) do SCC 25
MPa com e sem SRA ............................................................................................ …89
x
ÍNDICE DE IMAGENS
Imagem 1 - Amassadura da composição SCC,cII 42.5R ..........................................70
Imagem 2 - Ensaio de espalhamento, SCC,cII 42.5R ...............................................70
Imagem 3 – Pormenor do ensaio de espalhamento, composição SCC,cII 42.5R.....70
Imagem 4 - Ensaio na caixa L, vista lateral, composição SCC,cII 42.5R ..................70
Imagem 5 – Ensaio na caixa L, vista frontal, SCC,cII 42.5R .....................................70
Imagem 6 – Ensaio no V-funnel, SCC,cII 42.5R ......................................................70
Imagem 7 – Ensaio de espalhamento, ......................................................................73
Imagem 8 - Pormenor do ensaio espalhamento, SCC,cII/B-L 32.5N ........................73
Imagem 9 - Enchimento do funil, SCC,cII/B-L 32.5N ...............................................74
Imagem 10 – Ensaio V-funnel, SCC,cII/B-L 32.5N....................................................74
Imagem 11 – Enchimento da caixa L, .......................................................................74
Imagem 12 - Ensaio da caixa L, ................................................................................74
Imagem 13 – Ensaio da caixa L, vista de cima, SCC,cII/B-L 32.5N.........................74
Imagem 14 – Vista do obstáculo da caixa L, SCC,cII/B-L 32.5N...............................74
Imagem 15 – Medição H1 na caixa L, SCC,cII/B-L 32.5N.........................................75
Imagem 16 – Medição H2 na caixa L, SCC,cII/B-L 32.5N.........................................75
Imagem 17 – Amassadura sem SRA, .......................................................................81
Imagem 18 – Amassadura com SRA, .......................................................................81
Imagem 19 – Amassadura sem SRA, SCC 44 MPa ................................................81
Imagem 20 – Amassadura com SRA, SCC – 44 MPa .............................................81
Imagem 21 – Colocação do SCC – 44 MPa no molde múltiplo, sem SRA................81
Imagem 22 – Colocação do SCC – 44 MPa no molde múltiplo, com SRA................81
Imagem 23 – Provetes SCC – 44 MPa, sem SRA ....................................................82
Imagem 24 – Provetes SCC – 44 MPa com SRA, ...................................................82
Imagem 25 – Provetes SCC – 44 MPa sem SRA .....................................................82
Imagem 26 – Provetes SCC – 44 MPa com SRA .....................................................82
Imagem 27 – Amassadura sem SRA, SCC – 25 MPa ..............................................85
Imagem 28 – Amassadura com SRA, SCC –25 MPa ...............................................85
Imagem 29 – Amassadura sem SRA, SCC – 25 MPa ..............................................85
Imagem 30 – Amassadura com SRA, SCC – 25 MPa ..............................................85
Imagem 31 – Colocação de SCC – 25 MPa no molde múltiplo, sem SRA................86
xi
Imagem 32 –Colocação de SCC – 25 MPa no molde mútiplo, com SRA ................86
Imagem 33 – Provetes SCC – 25 MPa, sem SRA ....................................................86
Imagem 34 – Provetes SCC – 25 MPa, com SRA ....................................................86
Imagem 35 – Provetes SCC – 25 MPa, sem SRA ....................................................87
Imagem 36 – Provetes SCC – 25 MPa, com SRA ....................................................87
xii
TERMINOLOGIA
L-box test ensaio da caixa em L
Self-Compacting Concrete betão auto-compactável
Slump-flow test ensaio de espalhamento do betão
Shrinkage reducing admixture adjuvante redutor de retracção
V-funnel test ensaio de fluidez do betão
xiii
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 1 – INTRODUÇÃO
1.1 - Considerações Gerais
Nos últimos anos, os trabalhos de investigação relacionados com o material
betão estrutural têm ajudado na melhoria de algumas características importantes, de
forma a produzir variedades de betão que exibam propriedades mecânicas e físicas
superiores às definidas nas normas e regulamentos. São os designados betões de
elevado desempenho. O seu objectivo é o de melhorar as características mecânicas
e de durabilidade. No que diz respeito à durabilidade trata-se de um tema que tem
constituído motivo de grande interesse devido aos elevados custos de reparação e
reabilitação das estruturas de betão armado e pré-esforçado. Porém, a durabilidade
das estruturas de betão é em grande medida o resultado da qualidade da produção.
Como é sabido, a durabilidade das estruturas de betão depende da
compacidade da mistura, na qual tem elevada importância a eficiência da
compactação. Por outro lado, cada vez mais as estruturas de betão são sujeitas a
níveis de exigência mais elevados, o que se reflecte na produção de peças (ou
zonas de peças) densamente armadas.
Praticamente todo o betão, correntemente aplicado na construção actual,
exige compactação forçada (principalmente pelo método do vibrador de agulha) para
atingir grande compacidade. Esta vibração mecânica exige a utilização de
equipamento e de mão-de-obra, que representam um custo além de provocar ruído
e poder provocar problemas de saúde.
Recentemente, foi desenvolvido um novo betão sob o nome de “self-
compacting concrete” (betão auto-compactável). Com este novo material a
necessidade de vibração foi completamente eliminada. Assim sendo, os custos
devidos ao equipamento e mão-de-obra diminuem e o ruído extingue-se.
- 1 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
1.2 - Motivações e Objectivos
O betão auto-compactável (Self Compacting Concrete – SCC) apareceu no
final da década de oitenta no Japão e, desde então, despertou mundialmente
interesse da comunidade cientifica, dedicada ao estudo do material betão.
O betão auto-compactável responde à necessidade de se desenvolver um
betão que não seja afectado pela qualificação da mão de obra durante a sua
colocação em obra e que não requeira qualquer tipo de vibração ou compactação
mecânica. O betão auto-compactável é compactado somente devido ao seu peso
próprio, em qualquer tipo ou forma de cofragem e sem segregação ou agregação
[Okamura, 1997].
Assim sendo, a utilização do betão auto-compactável traduz-se em mais
valias, nomeadamente:
• Diminuição de custos de mão de obra;
• Redução de prazos;
• Diminuição dos níveis de ruído;
• Diminuição de custos nos equipamentos de vibração e seus
acessórios;
• Melhoria da homogeneidade do betão;
• Não dependência do factor mão de obra para garantir a qualidade da
compactação;
• Possibilidade de enchimento de zonas densamente armadas onde a
compactação por vibrador de agulha é impossível.
• Melhoria da qualidade das superfícies de acabamento.
• Betão mais adequado para trabalhos de reparação.
- 2 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
As vantagens associadas à utilização deste novo material tem levado a uma
aplicação crescente em diversos países. No nosso país as aplicações não têm
praticamente significado, reduzindo-se a casos muito pontuais. Este tipo de betão
tem sido utilizado no reforço de estruturas de betão, tais como, no reforço de lajes
em que é feita uma betonagem sobre o suporte existente.
Sabe-se que têm existido muitos problemas de fissuração no SCC
endurecido, ao longo do tempo, mais especificamente, no que diz respeito à
retracção devido à incompleta caracterização da evolução desta propriedade do
SCC. A retracção do betão pode gerar tensões elevadas nos elementos estruturais e
conduzir à fissuração. Em certos casos é importante limitar o valor da retracção para
evitar a ocorrência de grandes fissuras.
A retracção em idades mais avançadas pode ser controlada através da
introdução de armaduras específicas no betão, da introdução de adjuvantes
redutores de retracção (Shrinkage Reducing Admixtures - SRA ), e por último
utilizando adições expansivas.
Neste contexto, pretende-se com a realização deste estudo, avaliar o efeito
de um adjuvante redutor de retracção (SRA) no betão auto-compactável. De modo a
que, a composição de SCC a utilizar possa ter uma aplicação na prática não foi
introduzido fíler, tendo apenas, como materiais finos, cimento e cinzas volantes,
disponíveis na maioria das centrais de betão pronto. Os restantes materiais
utilizados são correntes e disponíveis no mercado Português.
1.3 - Estrutura do Trabalho
O presente trabalho encontra-se organizado em nove capítulos, com os
conteúdos que se apresentam em seguida.
O CAPÍTULO 1, Introdução, está reservado à motivação e objectivos que
levaram ao desenvolvimento do trabalho. Descreve ainda a estrutura deste
documento.
O CAPÍTULO 2, é designado por betão auto-compactável e apresenta o
estado da arte desta nova tecnologia. Este capítulo é aqui descrito de forma
- 3 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
resumida, pois tem apenas como objectivo rever o trabalho realizado neste âmbito.
Entre as matérias mais importantes para este trabalho estão os estudos
relacionados com o método para atingir a auto-compactibilidade, as propriedades e
os métodos de ensaio do betão fresco.
No CAPÍTULO 3, dedicado à retracção dos betões, apresentam-se as
propriedades e parâmetros considerados mais importantes no fenómeno da
retracção para o betão em geral.
No CAPÍTULO 4, dedicado aos adjuvantes redutores de retracção (SRA) para
betões, apresentam-se os mecanismos de acção e os benefícios induzidos no betão.
Este capítulo descreve, um dos temas chave deste trabalho.
O CAPÍTULO 5, é dedicado ao estudo de composições para realização deste
trabalho. Este capítulo dá inicio à fase experimental. É efectuada uma caracterização
dos materiais utilizados, desenvolve-se as misturas de SCC e valida-se estas
misturas.
O CAPÍTULO 6 é dedicado à avaliação da retracção no betão auto-
compactável, ou seja, refere-se à continuação da fase experimental, em que, é
avaliado e analisado o fenómeno da retracção no SCC com classes de betão
diferentes e utilizando um adjuvante redutor de retracção.
No CAPÍTULO 7, designado por análise conclusiva dos resultados, são
apresentados os resultados e avaliados os efeitos dos adjuvantes redutores de
retracção no betão auto-compactável.
O CAPÍTULO 8, é reservado para a apresentação das conclusões deste
estudo.
No CAPÍTULO 9, são indicadas várias matérias, que na opinião do autor, são
merecedoras de futuros desenvolvimentos.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 2 – BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
2.1 - Conceito de betão auto-compactável
O betão auto-compactável (SCC) é considerado como um dos
desenvolvimentos mais importantes na técnica da construção com betão.
Entende-se por betão auto-compactável o betão capaz de se mover, libertar o
ar e preencher os espaços no interior da cofragem envolvendo as armaduras, sem
receber qualquer energia adicional de compactação, estando sujeito apenas à acção
da gravidade, mantendo sempre a homogeneidade.
As principais exigências funcionais de um betão auto-compactável são: a
capacidade de enchimento; a resistência à segregação e a facilidade de passagem
[Skarendahl, 2001].
Relativamente à capacidade de enchimento, é entendida como a facilidade
com que o betão preenche o interior da cofragem e envolve as armaduras.
A resistência à ocorrência de segregação é definida como a capacidade das
partículas em suspensão manterem a homogeneidade durante a mistura, transporte
e colocação. A exsudação e o assentamento de partículas mais grossas são
exemplos de falta de resistência à segregação.
Quanto à facilidade de passagem, esta é entendida como a capacidade do
betão de passar por espaços estreitos resultantes da cofragem e das armaduras.
O comportamento do betão fresco durante a colocação e consolidação é
influenciado pelas suas características reológicas. O betão fresco pode ser descrito
como uma suspensão de partículas, com uma granulometria extensa, em que as
suas propriedades variam ao logo do tempo de devido às reacções de hidratação.
Segundo J. David, (2001), o comportamento reológico do betão fresco é
caracterizado através da “tensão de cedência” e “viscosidade plástica” definidas de
acordo com um modelo de Bringham (Fig. 1). Este modelo não inclui os betões de
consistência seca ou outros como sejam os drenantes, ciclópicos, entre outros.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 1 - Modelo reológico de Bringham
Como se pode observar, existe uma resistência inicial ao movimento ( 0τ –
tensão de cedência), que depende principalmente do volume de pó da mistura
seguido pelo aumento da tensão de corte (τ ) aplicada a uma velocidade de corte
(ω ) crescente. O declive da recta corresponde à viscosidade plástica ( plµ ). Os
principais mecanismos que influenciam a reologia são o atrito interno das partículas
e a quantidade de água livre, os quais dependem da tensão superficial e da
dispersão das partículas. Estas, por sua vez, podem ser modificadas utilizando
adjuvantes redutores de água.
David (1999) refere que betões que apresentam alguma fluidez revelam
comportamentos que se aproximam dos fluidos newtonianos. Num fluído newtoniano
existe uma relação linear entre a tensão de corte aplicada ao fluído e a
correspondente velocidade (Fig. 2). O declive da recta corresponde à viscosidade do
fluído. São exemplos de fluidos newtonianos muitos solventes e certos óleos.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 2 – Modelo reológico de um fluído newtoniano
O campo correspondente ao betão auto-compactável encontra-se na zona de
valores baixos da tensão de cedência, isto é, aproximando-se de um fluído
Newtoniano.
Um material com alguma viscosidade, o suficiente para minimizar os riscos de
segregação e com uma resistência ao movimento reduzida, apresenta-se como um
material homogéneo que flui facilmente. São estas características que se exigem
aos betões auto-compactáveis.
A figura 3, representa o comportamento reológico de um betão auto-
compactável comparativamente com outros tipos de betão.
Fig. 3 – Comportamento reológico comparado de um SCC adaptada de David (1999)
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Muitas vezes o conceito de betão auto-compactável é confundido com um
betão fluído. Um betão auto-compactável é um betão com elevada fluidez mas com
suficiente coesão. Distingue-se dum betão fluído porque é mais coeso e flui mais
lentamente.
Um betão auto-compactável não é necessariamente auto-nivelante, já que
pode apresentar alguma coesão.
Os betões auto-compactáveis podem ser utilizados na maioria das aplicações
onde se usa o betão convencional. Intencionalmente, pode incorporar um volume de
ar residual assim como fibras. Tanto pode ser aplicado em betonagens “in situ” como
em betonagens de elementos pré fabricados.
2.2 - Métodos para atingir a auto-compactibilidade
Em termos de trabalhabilidade, a auto-compactação traduz-se na capacidade
que o betão apresenta de fluir após a sua descarga, apenas pela acção da
gravidade, enchendo completamente os espaços pretendidos, não apresentando
defeitos iniciais e mantendo uma boa homogeneidade.
Conforme já referido em 2.1, a auto-compactação é obtida respeitando três
requisitos fundamentais: a capacidade de enchimento, a resistência à ocorrência de
segregação e a capacidade de passagem.
2.2.1 - Capacidade de Enchimento
No que respeita à capacidade de enchimento, existem duas propriedades que
devem ser tidas em conta: a capacidade de deformação, que esta relacionada com a
distância a que o betão pode fluir, e a velocidade de deformação.
Para se conseguir uma capacidade de enchimento adequada, o betão deve
apresentar uma redução do atrito entre as partículas e uma pasta com uma boa
deformabilidade.
Para se tornar o betão deformável é necessário reduzir a fricção entre as
partículas sólidas (agregados grossos, agregados finos e materiais finos). Para
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
reduzir o atrito entre as partículas de agregado é necessário reduzir a possibilidade
de contacto entre as mesmas. Um modo de o obter consiste na diminuição da
dosagem de agregado, aumentando a dosagem da pasta. O atrito entre os materiais
finos não é possível de ser reduzido com o recurso ao aumento da dosagem de
água na pasta, porque o uso de dosagens de água elevadas conduz à segregação e
origina, no betão endurecido, uma diminuição das resistências e da durabilidade.
A pasta deve também apresentar uma elevada deformabilidade, o que obriga
ao uso de adjuvantes tenso-activos, como é o caso dos superplastificantes. A forma
das partículas finas tem um efeito bastante significativo nas dosagens requeridas de
água e superplastificante. A utilização de materiais finos com formato esférico, como
é o caso das cinzas volantes, é considerado bastante benéfico para o aumento da
deformabilidade das pastas.
A redução do atrito entre os agregados e a maior deformabilidade da pasta
tende a diminuir a resistência à segregação, pelo que em certos casos, pode não ser
conveniente a implementação simultânea dos dois parâmetros.
Conforme já indicado, reduzir só o atrito entre as partículas sólidas não é
suficiente, porque a pasta deve também apresentar uma boa capacidade de
deformação, traduzida numa baixa resistência ao movimento e uma boa resistência
à ocorrência de segregação.
A deformabilidade do betão está bastante relacionada com a deformabilidade
da pasta, a qual pode ser aumentada com o uso dos superplastificantes. O uso
adicional de água reduz a coesão e a viscosidade, enquanto que o uso dos
superplastificantes reduz principalmente a coesão, causando um ligeiro decréscimo
na viscosidade.
A razão água/finos deve ser controlada, de modo a se obter uma adequada
capacidade e velocidade de deformação. Por exemplo, uma pasta com uma
dosagem adequada de superplastificante e um quociente água/finos muito baixo vai
apresentar uma elevada deformabilidade, mas baixa a velocidade de deformação.
Desse modo, os finos devem ser ajustados de modo a equilibrar o quociente
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
água/finos, visando a obtenção de uma adequada deformabilidade e velocidade de
deformação.
De modo resumido, para se atingir uma boa capacidade de enchimento
podem-se considerar os seguintes procedimentos:
Para reduzir o atrito entre as partículas;
• Diminuir o volume de agregado grosso (aumentando o volume da
pasta)
• Optimizar a granulometria da fase sólida
Para aumentar a deformabilidade da pasta;
• Adicionar um superplastificante
• Controlar a razão água/finos
2.2.2 - Resistência à ocorrência de segregação
A segregação do betão fresco é caracterizada pela falta de homogeneidade
na distribuição dos materiais constituintes. Um SCC não deve apresentar nenhum
dos tipos de segregação seguintes, tanto em repouso como em movimento:
• Exsudação;
• Segregação da pasta e agregados;
• Segregação do agregado grosso, originando bloqueio;
• Não uniformidade da distribuição dos poros.
Para evitar a exsudação é fundamental reduzir a quantidade de água livre na
composição. Para tal pode-se reduzir a dosagem de água, e portanto o quociente
água/finos, ou utilizar materiais finos com elevada superfície mássica aumentando
assim a água adsorvida à superfície das partículas dos finos. A resistência à
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
ocorrência de exsudação pode também ser melhorada com a utilização de um
agente de viscosidade.
Os outros três tipos de segregação podem ser diminuídos com a utilização de
uma pasta adequada, capaz de transportar os agregados. Para tal deve existir uma
força de interacção elevada entre as fases, para o que contribuem o atrito e a
coesão.
O aumento da resistência à ocorrência de segregação, com base no aumento
do atrito, não é aconselhável, pois diminui a capacidade de deformação e aumenta a
possibilidade de bloqueio. É preferível aumentar a coesão entre as fases, o que se
consegue reduzindo o quociente água/finos.
Assim, para se conseguir uma boa resistência à ocorrência de segregação,
podem ser considerados os seguintes procedimentos:
No sentido de diminuir a exsudação;
• Diminuir a dosagem de água
• Diminuir o quociente água/finos
• Utilizar materiais com maior superfície mássica
• Utilizar um agente de viscosidade
No sentido de diminuir a separação dos sólidos;
• Limitar o conteúdo de agregados
• Reduzir a máxima dimensão do agregado
• Diminuir o quociente água/finos
• Utilizar um agente de viscosidade
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
2.2.3 - Capacidade de passagem
Conforme já referido, um SCC deve possuir uma elevada fluidez, e, ao
mesmo tempo, uma adequada resistência à segregação. Na maioria das aplicações
é ainda necessário um requisito extra, que consiste na capacidade de passar entre
os espaços reduzidos, resultantes da configuração da cofragem e das armaduras,
sem a ocorrência de bloqueio por parte dos agregados grossos. Assim, deve haver
uma compatibilização entre a máxima dimensão do agregado e a quantidade de
agregado grosso, com os espaçamentos entre armaduras e as aberturas da
cofragem.
Na figura 4 é representado o mecanismo de bloqueio. Pretende-se traduzir o
escoamento do betão através do espaço entre dois varões de armadura. A
existência de obstáculos provoca uma alteração do percurso das partículas,
provocando o contacto entre elas, crescendo a probabilidade de se formar um arco
estável.
A formação de um arco estável é facilitada com o uso de agregados grossos
de maior dimensão e com o uso de dosagens elevadas de agregado. O risco de
formação do arco estável aumenta também se a composição possuir uma tendência
para a segregação das partículas grossas. Nestes casos o bloqueio pode-se
verificar, mesmo se a máxima dimensão do agregado grosso não for excessiva.
Para um mesmo espaçamento, as armaduras de diâmetros maiores
aumentam o risco de bloqueio, porque os varões de maior diâmetro conferem um
suporte mais estável para a formação do arco de agregados.
Fig. 4 – Mecanismo de bloqueio (Nunes, 2001)
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
De modo resumido, para se conseguir uma boa capacidade de passagem,
podem-se considerar os seguintes procedimentos:
No sentido de se melhorar a coesão para reduzir o risco de segregação dos
agregados;
• Diminuir o quociente água/finos
• Introduzir um agente de viscosidade
No sentido de compatibilizar as dimensões dos espaços abertos, com as
características dos agregados grossos;
• Diminuir o volume de agregado grosso
• Diminuir a máxima dimensão dos agregados
2.3 – Tipos de betão auto-compactável
Um betão auto-compactável exige a combinação das três propriedades
fundamentais, no estado fresco (capacidade de enchimento, resistência à ocorrência
de segregação e capacidade de passagem).
A utilização de dosagens limitadas de agregado grosso reduz a colisão entre
essas partículas, o que facilita a capacidade de passagem, e, naturalmente, obriga
ao aumento do volume da pasta.
A combinação de um superplastificante com uma baixa razão água/finos
permite reduzir a quantidade de água livre (água de amassadura menos a água
utilizada no processo de hidratação e água absorvida pelos agregados), condição
necessária para a obtenção da viscosidade capaz de garantir a uniforme suspensão
das partículas sólidas e a redução das tensões internas devidas à colisão entre as
partículas dos agregados [Khayat, 1999].
A figura seguinte (Fig. 5) apresenta, de uma forma resumida, o processo para
alcançar essas propriedades.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Betão Auto-compactável
Fig. 5 – Metodologia para alcançar a auto-compactabilidade
Em função do método utilizado para evitar a ocorrência de segregação,
distinguem-se três tipos de SCC:
• SCC do tipo finos – apresenta um elevado volume de finos.
• SCC do tipo agente de viscosidade – para o qual é utilizado um
agente de viscosidade.
• SCC do tipo misto – apresenta uma combinação dos dois tipos
anteriores.
A primeira composição de SCC desenvolvida apresentava as características
do tipo finos. Neste tipo, a dosagem de finos é aumentada significativamente,
traduzindo-se num aumento da tensão de cedência e da viscosidade. O uso
adicional dos superplastificantes origina uma diminuição significativa da tensão de
cedência e um ligeiro decréscimo na viscosidade. A razão água/finos é ajustado de
modo a conferir uma coesão e uma viscosidade adequadas, de modo a evitar a
ocorrência de segregação. A necessidade de dosagens de finos elevadas é
normalmente materializada com o recurso a várias adições, como por exemplo, fíler,
cinzas volantes, escórias de alto forno, etc.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
O SCC do tipo agente de viscosidade apresenta, como característica
principal, uma elevada deformabilidade, mesmo com a utilização de dosagens
pequenas de finos. Este tipo de SCC é considerado como uma derivação do betão
submerso. Neste último, a ocorrência de segregação é evitada com o uso de
grandes quantidades de agente de viscosidade, o que vai diminuir significativamente
a possibilidade de dissolução das partículas de cimento na água. Este betão
submerso não é aplicável nas estruturas correntes, devido ao facto de apresentar
uma elevada viscosidade que impede a libertação do ar e dificulta a passagem em
zonas congestionadas.
O SCC do tipo misto é baseado na combinação dos dois tipos anteriores.
Neste tipo de SCC, muitas vezes, o agente de viscosidade tem como objectivo
“atenuar” possíveis variações ocorridas durante a produção, principalmente no teor
em água superficial e nas granulometrias das areias.
2.4 - Metodologia de cálculo de composição de mistura de SCC
A diversidade de aplicações dos SCC mostra que existe uma grande
variedade deste tipo de betões. Muitos materiais foram utilizados com sucesso no
fabrico dos SCC, na sua grande maioria iguais aos usados no betão convencional.
É também consensual que não existe uma única solução para uma aplicação
particular. Por outro lado, é impossível elaborar um método de cálculo de SCC
universal, devido à grande variedade de materiais disponíveis. Um procedimento
adequado de cálculo deverá ter em conta a variedade de requisitos, e a necessidade
de usar materiais disponíveis localmente. [Domone, (2001)].
Até ao momento, foram desenvolvidos vários métodos de cálculo de
composições de SCC, os quais são baseados em diferentes princípios.
Fundamentalmente, eles apresentam duas grandes diferenças, em relação aos
métodos de cálculo de betão convencional. A primeira grande preocupação na
produção de SCC é obter auto-compactação, não sendo normalmente
condicionantes as propriedades exigidas ao betão no estado endurecido. A
necessidade de auto-compactação é que determina o conteúdo da pasta e o
quociente água/finos. A resistência à segregação é numa segunda fase optimizada,
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
através de uma combinação apropriada dos diferentes finos. Por outro lado, o
número de possíveis combinações dos materiais (cimentos, adições,
superplastificantes, agentes de viscosidade, etc) obriga a que uma grande parte das
variáveis sejam definidas através de ensaios preliminares, uma vez que as suas
interacções são difíceis de prever com alguma certeza. Assim, depois de
caracterizados os materiais, é indispensável a realização de vários ensaios. Quando
alcançados os vários parâmetros pretendidos, são executados os ensaios finais ao
betão. Estes últimos são sempre considerados indispensáveis.
Todos os métodos têm limitações inerentes, ou nos materiais em que foram
desenvolvidos, ou na gama de betões que são capazes de produzir. Por exemplo,
uma das maiores restrições consiste no facto que a maioria dos métodos de cálculo
não contempla o uso de agentes de viscosidade [Domone, (2001)].
Os diferentes métodos são de complexidade variada, e obrigam ao
conhecimento de informações diversas sobre os materiais que utilizam. Todos
consideram composições volumétricas, com a consequente conversão para
proporções em massas.
Uma grande parte dos métodos consiste em sequências, em que a etapa
seguinte depende da precedente. Outros métodos baseiam-se em recomendações,
traduzidas por limites para os vários componentes das misturas.
A descrição exaustiva de todos os métodos de cálculo das composições
existentes não é objectivo do presente trabalho, no entanto, muitos desses métodos
de cálculo já foram publicados. De qualquer modo, é apresentado a seguir a
bibliografia mais importante referente a esses métodos de cálculo:
• Okamura, H. & Ozawa, K., (1994), “Self-compactable high perfomance
concrete”, International Workshop on High Perfomance Concrete,
American Concrete Institute, pp. 31-44, Detroit.
• Ouchi, M., Hibino, M., Ozawa, K. & Okamura, H., (1998), “A rational
mix-design method for mortar in self-compacting concrete”,
Proceedings of Sixth South-East Asia Pacific Conference of Structural
Engineering and Construction, pp. 1307-1312, Taiwan.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
• Nawa, T., Izumi, T. & Edamatsu, Y., (1998), “State-of-the-art report on
materials and design of self-compacting concrete”, Proceedings of
International Workshop on Self-compacting Concrete, pp. 160-190,
Japan.
• Domone, P., Chai, H. & Jin, j., (1999), “Optimum mix proportioning of
self-compacting concrete”, Proceedings of International Conference on
Innovation in Concrete Structures: Design and Construction, pp. 277-
285, Dundee.
• Billberg, P., (1999) “Self-compacting concrete for civil engineering
strutures – The Swedish Experience”, Swedish Cement and Concrete
Research Institute, Stockholm.
• Su, N., Hsu, K-C & Chai, H-W, (2001), “ A simple mix design method for
self-compacting Concrete Cement and Concrete Research, pp. 1799-
1807.
• Gomes, P.C.C., Gettu, R., Agullo, L., Bernad, C., (2002), “Mixture
proportioning of high strength”, Self-Compacting concrete: Perfomance
and Quality of concrete structures”, 3º CANMET/ACI., Brazil, pp. 12.
• Bennenk ,H. W. & J. Van Schiindel, (2002), “The mix design of SCC,
suitable for the precast concrete industry”, Proceedings of the BIBM
congress, Istambul, Turkey.
• Billberg, P., (2002), “Mix design model for SCC (the block criteria)”,
Proceedings of the 1º north American conference on the design and
use of SCC, Chicago.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
2.4.1 - Recomendações de carácter geral
2.4.1.1 - Recomendações do Comité Técnico 174-SCC da Rilem
Domone (2001) refere que a experiência de várias aplicações demonstrou
que existem variadas proporções da mistura, capazes de originar SCC. No entanto,
existem alguns parâmetros chave, que se situam dentro de determinados limites.
Em termos volumétricos, tem-se:
• Volume de agregado grosso entre 30 a 34% do volume de betão. Este
valor é significativamente menor que os correspondentes ao betão
corrente (40 a 45%);
• Razão água/finos, de 0,8 a 1,2. Misturas com valores acima deste
limite geralmente contêm agentes de viscosidade;
• Dosagens de água entre 155 e 175 l/m3, se não forem usados
agentes de viscosidade, e entre 175 e 200 l/m3, com o uso de agentes
de viscosidade;
• Volume de pasta de 34 a 40% do volume de betão;
• Volume de agregados finos de 40 a 50% do volume da argamassa.
Em termos de massas, os valores anteriores são aproximadamente os
seguintes:
• Agregado grosso, de 750 a 920 Kg/m3;
• Agregado fino, de 710 a 900 Kg/m3;
• Finos, de 450 a 600 Kg/m3;
• Água, de 150 a 200 Kg/m3.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Assim, na tabela 1 é apresentado, de uma forma resumida, as
recomendações do Comité Técnico 174-SCC da Rilem para obter um SCC.
Parâmetro / Composição Recomendações do
Comité técnico 174-SCC da Rilem
Total de finos 450 - 600 Kg/m3 Total de agregado grosso 750 – 920 Kg/m3 Total de agregado fino 710 – 900 Kg/m3 Dosagem de água 155 – 200 Kg/m3 Volume de agregado grosso 30 – 34 % Volume de agregado fino * Razão água/finos em massa * Razão água/finos em volume 0.8 – 1.2 Volume de pasta 34 - 40 % Volume de agregado fino em relação ao volume de argamassa 40 – 50 %
* Não existe valores recomendados. Tabela 1 – Recomendações do Comité técnico 174-SCC da Rilem
2.4.1.2 - Recomendações da EPG SCC
A associação europeia de investigação do betão auto-compactável
(European Group Project of Self-Compacting Concrete - EPG SCC), que realizou o
“The European Guidelines for Self-Compacting Concrete – Specification, Prodution
and Use” (2005), sugere uma indicação de valores limite de massa e de volume de
cada componente que deve conter a mistura de SCC. Estes valores apresentam-se
na tabela 2.
Variação de Massa Variação de Volume Componente (kg/m3) (l/m3)
Finos (pó) 380 – 600 * Pasta * 300 - 380 Água 150 – 210 150 - 210 Agregado grosso 750 – 1000 270 - 360 Agregado fino 48% - 55% do peso total do agregado Razão Água/finos * 0.85 - 1.10
* Não existe valores recomendados Tabela 2 – Recomendações da EPG SCC
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
2.5 - Propriedades do SCC no estado fresco
O desenvolvimento do SCC obrigou a que se idealizassem vários métodos de
ensaio para avaliar as propriedades do betão no estado fresco. Estes foram
desenvolvidos isoladamente, não existindo ainda, actualmente, normalização
específica para este tipo de betão. Seria conveniente harmonizar os ensaios que
reúnem consenso na comunidade científica e aperfeiçoar ou estabelecer novos
métodos de ensaio, de forma a generalizar o uso de SCC na construção em geral.
As três propriedades essenciais de um SCC, já referidas por várias vezes,
capacidade de enchimento, resistência à ocorrência de segregação e capacidade de
passagem, devem, em geral, ser sempre avaliadas. No entanto, elas são
dependentes entre si, apresentando um maior ou menor grau de relacionamento.
A capacidade de enchimento depende da componente relativa à viscosidade,
que por sua vez está bastante relacionada com a resistência à ocorrência de
segregação.
O mecanismo relativo à capacidade de passagem é bastante complexo.
Como principais factores condicionantes, podemos referir: a granulometria dos
agregados, a deformabilidade e resistência à segregação do betão e as condições
de fronteira das estruturas onde o betão é colocado.
Devido à relação existente entre as três propriedades base, não é possível a
determinação das mesmas isoladamente.
2.5.1 - Principais ensaios ao betão fresco
2.5.1.1 - Ensaio de espalhamento (Slump flow test)
Este é o método mais conhecido para avaliar as propriedades do SCC,
devendo-se ao facto do equipamento necessário e do procedimento de ensaio, ser
muito simples.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Este método de ensaio permite a avaliação da deformabilidade do SCC fresco
a partir da observação da velocidade de deformação e diâmetro de espalhamento de
uma amostra deformada por acção do peso próprio.
Para realizar este ensaio, é necessário dispor de um cone de Abrams; uma
placa/superfície plana, não absorvente e rígida; uma fita métrica e um cronómetro.
O procedimento adoptado é o seguinte: humedece-se o interior do cone e a
superfície da placa de espalhamento, passando com um pano húmido; coloca-se a
placa sobre uma superfície firme, plana e nivelada; e posiciona-se o cone no centro
da mesma. Logo após o final da amassadura, enche-se o cone de uma vez, sem
qualquer tipo de compactação, nivela-se o betão no topo do cone e, em seguida,
levanta-se de forma cuidadosa e contínua o cone na direcção vertical. No final do
movimento do betão, mede-se o diâmetro aparentemente máximo da área de
espalhamento do betão e o diâmetro perpendicular a este (Fig. 6). Para o valor do
diâmetro de espalhamento da amostra de betão testada toma-se a média dos dois
diâmetros registados. O tempo que o betão demora a atingir o diâmetro de 500 mm
(T50, segundos) é medido com um cronómetro desde o inicio do levantamento do
cone até o diâmetro máximo da área de betão atingir a circunferência dos 500mm. O
tempo final de escoamento (T segundos) é medido com um cronómetro desde o
início do levantamento do cone até ao final do movimento da amostra de betão.
,final
Fig. 6 – Ensaio de espalhamento do betão
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Este ensaio traduz a capacidade de enchimento. A resistência à ocorrência de
segregação pode, até um certo grau, ser também visualmente examinada. A
capacidade de passagem não é avaliada.
O tempo para atingir os 500 mm, ou o tempo final de espalhamento, é
normalmente utilizado para avaliar a viscosidade. O tempo final de espalhamento é
mais afectado pelo valor do espalhamento e é mais difícil de se determinar do que o
tempo em que atinge os 500 mm. Assim, o tempo em que atinge os 500 mm é mais
indicado para avaliar a viscosidade, apesar de este valor também ser afectado pelo
valor do espalhamento. Por exemplo, para misturas com viscosidades iguais,
observa-se um valor mais reduzido do tempo em que se atinge os 500 mm, nas
misturas com maior espalhamento. Desta maneira, o tempo em que atinge os 500
mm não representa, por si só, a viscosidade do betão fresco. Só em misturas que
apresentam valores idênticos de espalhamento é que esse indicador pode ser aceite
com um grau de correlação bastante significativo.
Misturas que apresentam grande deformabilidade e uma baixa viscosidade
registam tempos, em que atingem os 500 mm, bastante reduzidos, tornando difícil a
realização das leituras.
O ensaio de espalhamento é ainda o método mais fácil de avaliar a
resistência à ocorrência de segregação. A avaliação visual pode, desde logo,
fornecer indicações sobre a homogeneidade do betão. Nas misturas em que a
resistência à ocorrência de segregação não é suficiente, existe uma tendência dos
agregados grossos, em ficar próximos do centro, ao mesmo tempo que no bordo do
espalhamento se pode verificar uma separação da pasta ou da argamassa do resto
dos agregados. Apesar disto, a observação visual não é, em geral, suficiente para
avaliar correctamente a resistência à ocorrência de segregação de um betão.
2.5.1.2 - Ensaio de escoamento (V-funnel test)
Este ensaio, também referido como ensaio de fluidez, permite avaliar a
capacidade do SCC fresco passar através de pequenas aberturas, o que envolve a
viscosidade, através da observação da velocidade de escoamento de uma amostra
de betão num funil, por acção do peso próprio.
- 22 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
O equipamento necessário para a realização deste ensaio, consiste num funil,
em forma de “V”, com uma pequena abertura na parte inferior e um cronómetro para
a medição do tempo.
O procedimento adoptado é o seguinte: humedece-se o interior do funil com
um pano húmido; coloca-se o funil numa posição vertical (com a parte superior
horizontal) numa superfície plana, nivelada e firme; posiciona-se um recipiente para
receber o betão e fecha-se a comporta inferior. Depois, enche-se completamente o
funil com uma amostra representativa do betão de forma contínua e sem qualquer
tipo de vibração. Nivela-se o betão na parte superior. Em seguida, abre-se a
comporta e inicia-se a contagem de tempo, simultaneamente. Observando o
movimento pela parte superior pára-se a contagem do tempo logo que aparece a
claridade na abertura inferior, olhando de cima para baixo pela parte superior do funil
(Fig 7).
t R R
Fig. 7 – Ensaio de Fluidez do betão
As principais informações que se obtêm com este ensaio são o tempo de
fluidez, (em segundos) ou a velocidade relativa, . Em que , é calculado a
partir do tempo de fluidez pela seguinte expressão:
c c
tRc
10= (eq. 1)
- 23 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
O significado desses valores depende da quantidade e da máxima dimensão
do agregado grosso. Nos casos em que a quantidade e a máxima dimensão do
agregado grosso são suficientemente pequenos em relação à abertura do funil,
considera-se que as colisões e as interacções entre os agregados grossos são
negligenciáveis durante o ensaio de determinação da fluidez do betão. Nessas
condições, o tempo de escoamento pode representar a viscosidade da mistura. No
entanto, o tempo de fluidez também é afectado pela deformabilidade do betão. Um
betão com um grande espalhamento tende a apresentar um tempo de fluidez curto,
mesmo se comparado com misturas de igual viscosidade. Assim, o tempo de fluidez
não deve ser utilizado como representação da viscosidade da mistura,
independentemente da deformabilidade da mesma. Pode-se, em termos relativos,
avaliar a viscosidade, apenas para valores constantes do ensaio de espalhamento.
Nessas situações, um tempo de fluidez maior representa uma maior viscosidade, o
que está relacionado com uma melhor resistência à ocorrência de segregação.
Nos casos em que a quantidade e o tamanho dos agregados grossos possam
ser considerados grandes em relação ao tamanho da abertura do funil, existe uma
colisão e interacção entre as partículas grossas, que dominam as características de
viscosidade desses betões. Nessas condições o ensaio de determinação da fluidez
é bastante útil para avaliar a capacidade de passagem desse betão. Para este tipo
de misturas, uma menor viscosidade, pode ocasionalmente resultar num maior
tempo de fluidez, devido à grande interacção das partículas grossas. Por outras
palavras, o ensaio de escoamento não avalia só a fluidez, mas também a
capacidade de passagem.
A viscosidade da mistura, quando esta apresenta uma elevada dosagem de
agregados grossos, condiciona bastante o comportamento neste ensaio. Uma
viscosidade alta resulta num tempo de escoamento alto, enquanto que uma
viscosidade baixa, pode também resultar num tempo de escoamento alto, se ocorrer
algum efeito de bloqueio. Nestes casos é aconselhável uma viscosidade moderada.
- 24 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
2.5.1.3 - Ensaio na caixa L (L-box test)
Este método permite avaliar a auto-compactibilidade do SCC fresco. Com
uma caixa em forma de L é possível avaliar diferentes propriedades, tais como, a
capacidade de enchimento, resistência ao bloqueio e resistência à segregação.
O equipamento necessário para a realização deste ensaio, consiste na caixa
em forma de L, ver Fig. 8, um cronómetro para a medição do tempo e uma fita
métrica.
Comporta
3 Varões de 12mm afastados de 34mm
Fig. 8 – Ensaio na Caixa L
Para este ensaio o procedimento a utilizar é o seguinte: monta-se a caixa com
os varões de obstáculo e a comporta fechada; humedecem-se as suas paredes
interiores; enche-se a parte vertical da caixa com betão sem qualquer compactação,
e deixa-se repousar durante 60 segundos. Este tempo de espera permite avaliar a
estabilidade da amostra (segregação). Em seguida, abre-se a comporta vertical e
deixa-se o betão fluir da parte vertical para a horizontal atravessando os varões
verticais. Após a remoção da comporta é possível medir o tempo que o betão
demora a percorrer 200mm, e regista-se T20 (segundos), e o tempo que o betão
demora a percorrer 400mm, e regista-se T40 (segundos). No final, depois de cessar
o movimento, mede-se as alturas H1 e H2, em mm, e calcula-se H2/H1. Um dos
critérios de aceitação propostos é H2/H1 0.8. ≥
- 25 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
O ensaio na caixa L avalia a capacidade de deformação numa dimensão, em
condições de escoamento restritas. No entanto, nos casos em que o betão
apresenta uma forte tendência para segregar e/ou a quantidade de agregado grosso
na mistura é relativamente grande, é possível que ocorra algum bloqueio na
passagem pelos obstáculos. Nestes casos, os resultados obtidos não se relacionam
com os valores obtidos no ensaio de espalhamento.
Os ensaios realizados com a caixa L, equipada com os obstáculos simulando
as armaduras, avaliam de modo bastante eficaz a capacidade que o betão
apresenta em escoar por espaços reduzidos. Uma grande descida do betão indica
uma boa capacidade de passagem.
A medição dos tempos em que o betão atinge determinadas distâncias
(normalmente 200 e 400 mm) é útil para avaliar a capacidade de deformação. A
razão entre as diferentes alturas, depois e antes da colocação do obstáculo,
designada por coeficiente de bloqueio, é utilizada na avaliação da capacidade de
passagem do betão por espaços estreitos, o que inclui a capacidade de deformação
e a tendência ou não de bloqueio dessa mistura.
2.5.1.4 - Outros ensaios ao betão fresco
Diversos autores desenvolveram e adaptaram outros tipos de ensaios ao
betão fresco. Devido ao facto de não terem sido utilizados no presente trabalho, os
mesmos apenas são referidos para informação.
Exemplos de outros ensaios ao betão fresco são referidos de seguida:
• Ensaio na caixa U (U-box test), destinado a avaliar a capacidade de
passagem do betão por espaços estreitos, quando sujeito a uma
determinada pressão. Reflecte, principalmente, a deformabilidade e a
resistência à formação de bloqueio [RILEM, (2001)];
• Ensaios “Filling Vessel”, destinado a avaliar simultaneamente a
capacidade de passagem em espaços estrangulados e a capacidade
de auto-nivelação;
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
• Reómetros, destinados a avaliar a coesão e a viscosidade plástica.
[Wallevik &Nielsson, (1998)];
• Ensaio de determinação do assentamento do betão fresco,
destinado a avaliar a estabilidade da mistura em termos dimensionais
até ao endurecimento da mesma [RILEM, (2001)];
• Ensaio “Orimet”, destinado a avaliar a capacidade de escoamento
[Bartos, (1998)];
• Ensaio do anel, desenvolvido no Japão, destina-se a avaliar o
possível bloqueio do betão, em condições de escoamento dinâmicas
[Bartos, (1998)];
• Ensaio de Penetração no betão fresco, destina-se a avaliar a
resistência à ocorrência de segregação. É de fácil e rápida execução,
deve ser executado em conjunto com outros ensaios capazes de
avaliar a deformabilidade e a capacidade de passagem [Van et al,
(1998)];
• Ensaio na coluna de segregação, destinado a avaliar a resistência à
ocorrência de segregação [Rooney e Bartos, (2001)].
2.6 - Propriedades do SCC no estado endurecido
Em relação às propriedades do SCC no estado endurecido, pode-se citar
(Klug; Holschemacher, 2003; Skarendalh, 2003):
• Microestrutura: homogénea, devido ao uso de grande quantidade de
finos, que vão proporcionar uma boa distribuição granulométrica dos
sólidos aumentando o acondicionamento das partículas, promover o
aumento da retenção de água, favorecer o processo de hidratação do
cimento, e aumentar a densidade da zona interfacial de transição entre
a pasta e os agregados.
- 27 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
• Resistência à compressão: melhor em relação ao betão corrente de
mesma relação água/cimento, sendo favorecida pelas baixas relações
água/finos, e pelo emprego de superplastificantes.
• Módulo de elasticidade: tende a sofrer uma redução pois é muito
influenciado pelo módulo de elasticidade de cada material,
especialmente dos agregados, que no SCC são empregados em
menor quantidade.
• Aderência: pode ser melhor ou igual á do betão corrente, sendo
favorecida pela baixa tendência de segregação e pela melhor retenção
de água do SCC, mas ainda não está completamente compreendida.
• Durabilidade: Devido ao melhoramento promovido na microestrutura
do betão, espera-se que o SCC apresente boas características de
durabilidade.
2.6.1 - Principais ensaios ao betão endurecido
• Ensaio de verificação da ocorrência de segregação, no estado
endurecido, por visualização do agregado grosso, este método permite
verificar a distribuição dos agregados grossos no enchimento de
colunas, o qual pode também ser utilizado para averiguar qual o
comportamento de um determinado SCC quando colocado a diferentes
alturas de queda [Khayat, K., (1998)];
• Ensaios em caixas U de maiores dimensões tendo, parcialmente, no
interior da caixa, uma armadura longitudinal e respectivos estribos,
destina-se a avaliar a capacidade de enchimento e observar a
capacidade de passagem. Posteriormente ao enchimento da caixa, são
retiradas várias carotes, permitindo a execução dos ensaios de
determinação da resistência à compressão, absorção de água por
capilaridade e resistência à penetração dos cloretos [Nunes, (2001 a)];
- 28 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
• Ensaios em caixas U de maiores dimensões e com 3 obstáculos
sucessivos, constituidos por 3 varões cada, destina-se a avaliar a
capacidade de enchimento, observar a capacidade de passagem e a
resistência à ocorrência de segregação pela avaliação de várias
propriedades das carotes posteriormente retiradas [Ribeiro e
Gonçalves, (2001)];
2.7 - Classificação da Consistência
Segundo a Associação Europeia de Investigação do Betão Auto-
Compactável (European Group Project of Self-Compacting Concrete – EPG SCC),
que realizou o “The European Guidelines for Self-Compacting Concrete –
Specification, Prodution and Use” (2005), os principais ensaios ao betão fresco são
classificados de acordo com as tabelas 3, 4, 5 e 6.
Espalhamento (Slump-flow) Classes (mm)
SF1 550 a 650 SF2 660 a 750 SF3 760 a 850
Tabela 3 – Classes de Espalhamento
T500 Tempo (V-funnel) Classe (s) (s)
VS1/VF1
VS2/VF2 9 a 25
8≤2≤
2>
Tabela 4 – Classes de escoamento
Classe Capacidade de Passagem (L-box) H2/H1
PA1 com 2 barras
PA2 com 3 barras 80,0≥
80,
0≥
Tabela 5 – Classes de capacidade de passagem
- 29 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Classe Resistência à segregação ( * ) (%)
SR1
SR2
20≤15≤
* Ver Anexo B.4 do documento da EPG SCC, 2005 Tabela 6 - Classes de resistência à segregação
2.8 – Aplicações do SCC
As características do SCC fazem com que o seu campo de aplicação consista
especialmente em zonas onde há dificuldade de compactar. De entre as principais
estruturas que se enquadram neste aspecto podem ser citados os elementos
estruturais de formas complexas, de alta densidade de armadura ou zonas de difícil
acesso do betão. A aplicação do SCC também pode ser muito viável em obras muito
grandes, aumentando a velocidade de construção, ou ainda quando é necessária
uma redução no ruído nas zonas urbanas (Melo, 2005)
Em geral, o SCC pode ser aplicado em (Nunes,2001 ; Okamura ; Ouchi,
2003a) :
• Elementos de construção vertical (paredes estruturais ou não, pilares,
etc.);
• Regiões de elevado risco sísmico;
• Trabalhos de reabilitação em áreas de difícil acesso e secções
congestionadas;
• Indústria de pré-fabricados;
• SCC reforçado com fibras de aço, como é o caso dos elementos de
fundação, muros e lajes;
• Pontes (ancoragens, arcos, vigas, torres, juntas);
• Túneis;
- 30 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
• Barragens;
• Paredes de diafragma;
• Tanques.
A figura 9, representa exemplos de aplicações nos elementos estruturais em
relação às classes de consistência.
Lajes
Rampas
Estr. Altas Esbeltas
Paredes
Fig. 9 – Faixas de aplicação do SCC em relação às classes de consistência (Walraven, 2003)
2.9 – Orientações para solucionar problemas num SCC
A especificação da European Federation of National Trade Associations
Representing Producers and Applicators of Specialist Building Products (EFNARC),
entidade Europeia, com sede no Reino Unido, descreve as causas do não
cumprimento dos requisitos especificados nos ensaios do betão fresco. Nas tabelas
7 e 8, é apresentado uma lista das possíveis causas do incumprimento das
exigências destes ensaios.
Quando um ensaio apresenta resultados fora dos limites pode ser devido a
vários motivos. A possibilidade da causa pode averiguar-se com maior certeza,
comprovando o valor com os outros métodos de ensaio e verificando
- 31 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
subjectivamente as características de trabalhabilidade. Desde modo, pode descobrir-
se a melhor medida para resolver um problema. A tabela 9 oferece uma lista de
possíveis correcções e efeitos que podem produzir no betão. É evidente que esses
efeitos dependerão do alcance da medida e da composição e trabalhabilidade real
da mistura do betão. Todas as acções podem ter efeitos positivos e negativos nas
diferentes características do betão.
O uso de um agente de viscosidade pode eliminar, em certa medida, algumas
dessas variações.
Ensaio Unid Resultado inferior a Causa possível
A Viscosidade elevada 1 Espalhamento mm 650 C Tensão de corte elevada
2 EspalhamentoT500 s 2 B Viscosidade baixa 4 V-funnel s 6 B Viscosidade baixa
A Viscosidade elevada C Tensão de corte elevada 6 Caixa em L (h2/h1) -- 0,8 F Bloqueio
Tabela 7 – Localização de falhas em caso de resultados demasiados baixos, (EFNARC, 2002)
Ensaio Unid Resultado superior a Causa possível
B Viscosidade baixa 1 Espalhamento mm 750 D Segregação B Viscosidade elevada 2 EspalhamentoT500 s 5 C Tensão de corte elevada A Viscosidade alta C Tensão de corte elevada 4
V-funnel
s
12 F Bloqueio
6 Caixa em L (h2/h1) -- 1 G Resultado falso Tabela 8 – Localização de falhas em caso de resultados elevados, (EFNARC, 2002)
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Efeito em:
Acção possível Capacidade
de enchimento
Capacidade de
passagem
Resistência à
segregação
Resistência mecânica Retracção Fluência
a Viscosidade elevada
a1 Aumento da quantidade de água + + - - - -
a2 Aumento do volume da pasta + + + + - -
a3 Aumento do superplastificante + + - + 0 0
b Viscosidade baixa
b1 Redução da quantidade de água - - + + + +
b2 Redução do volume
da pasta - - - - + +
b3 Redução do
superplastificante - - + - 0 0
b4 Aumento do agente
de viscosidade
- - + o 0 0
b5 Uso de pó mais fino + + + o - - b6 Uso de areia mais fina + + + o - 0
c Tensão de corte elevada
c1 Aumento da quantidade da água + + - + 0 0
c2 Aumento do volume da pasta + + + + - -
c3 Aumento do superplastificante + + + + - -
d Segregação
d1 Aumento do volume da pasta + + + + - -
d2 Aumento do volume da argamassa + + + + - -
d3 Redução da quantidade da água - - + + + +
d4 Uso de pó mais fino + + + 0 - - f Bloqueio
f1 Redução da máxima
dimensão do agregado fino
+ + + - - -
f2 Aumento do volume da pasta + + + + - -
f3 Aumento do volume da argamassa + + + + - -
g Resultado falso
Condições de comprovação n.p. n.p. n.p. n.p. n.p. n.p.
Tabela 9 – Possíveis medidas de correcção a partir das falhas identificadas, (EFNARC, 2002)
Legenda:
+ Oferece um melhor resultado para o betão 0 Não tem um resultado significativo - Oferece um pior resultado para o betão
n.p. Não procede
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 3 – RETRACÇÃO NO BETÃO
3.1 - Considerações Gerais
Os métodos e técnicas de ensaio que têm vindo a ser utilizados para
caracterizar e avaliar os novos produtos que têm surgido na construção civil ainda
não estão plenamente uniformizados, o que dificulta a recolha de informação e a
definição de campos de desempenho para estes materiais, sobretudo no que se
refere aos materiais de reparação ou de reforço, neste caso, o betão auto-
compactável.
Os elementos de betão estão sujeitos a variação de volume, desde a sua
amassadura até ao estado limite de equilíbrio com o ambiente. Estas variações,
resultantes da interacção de vários fenómenos, traduzem-se, geralmente, em
contracções ou retracções (diminuição de volume) durante a maior parte desse
período.
O conhecimento do fenómeno da retracção e da sua evolução é
extremamente importante para controlar as suas causas e tentar minimizar os seus
efeitos, que vão desde a microfendilhação e fendilhação de elementos de betão –
com as consequências habituais de perda de capacidade de impermeabilização e
redução de durabilidade, entre outras.
A retracção é um fenómeno complexo dependendo de vários factores, entre
os quais o meio ambiente que circunda a estrutura e, portanto, da temperatura, da
humidade, do vento, da natureza e quantidade de agregado, da natureza e
quantidade de cimento, da quantidade de água, dos adjuvantes, isto é, da
composição do betão e ainda da colocação, compactação, cura e protecção, e da
quantidade de armadura.
Assim, a retracção é ainda um fenómeno incompletamente conhecido, não
quantificável com rigor – excepto, eventualmente, em alguns casos muito bem
definidos em que foi possível estabelecer fórmulas empíricas.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
3.2 - Tipos de Retracção
Como foi dito no ponto anterior, a retracção é uma variação das dimensões
das peças de betão após a sua colocação. A retracção mede-se por meio de uma
deformação numa dada direcção. É portanto, o quociente da variação dum
comprimento pelo valor desse comprimento antes da deformação.
Os tipos de retracção são os seguintes:
a) Antes da presa
• Retracção Plástica
b) Após a presa
• Retracção Química ou de Le Chatelier
• Retracção por Secagem, Hidráulica ou simplesmente Retracção
• Retracção Autogénea
• Retracção por Carbonatação
• Retracção Térmica
3.3 - Causas de Retracção
3.3.1 - Retracção Plástica
Este tipo de retracção ocorre antes da presa, ainda no estado fresco do
betão, após 2 a 4 horas da betonagem. É causada por tensões capilares nos poros,
resultando no aparecimento de fissuras superficiais, facilmente observáveis (Fig. 10).
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 10 – Fissuras por retracção plástica em pavimentos e lajes contínuas, (Coutinho, 1988)
A fissuração neste estado é provocada por duas causas:
a) Assentamento;
A mistura dos componentes do betão é essencialmente heterogénea, dado
que os três elementos principais que compõem o betão, a água, os agregados e o
cimento apresentarem densidades muito diferentes sendo a água o mais leve e,
portanto, o que mais facilmente se separa.
A fissuração devida ao assentamento dos sólidos que compõem o betão dá-
se normalmente nos primeiros minutos após a colocação e observa-se mesmo
debaixo da película de água exsudada. Se o assentamento das partículas do betão
não é uniforme devido a obstáculos como as armaduras, podem-se desenvolver
fissuras longitudinais ao longo das armaduras, na parte superior das vigas ou lajes
de grande espessura, ou em torno dos estribos, nas faces laterais dos pilares. As
fissuras que podem ocorrer em betão armado com armaduras muito próximas, pois,
podem provocar delaminação do betão de recobrimento pela face superior das
armaduras e, em situações desfavoráveis, pode mesmo ocorrer delaminação
inferior. No caso de se verificarem mecanismos de degradação posteriores, como
expansões (corrosão) pode mesmo levar ao despreendimento, sem aviso, de
fragmentos de betão da estrutura, com as respectivas consequências (Fig. 11).
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 11 – Fissuras por assentamento plástico (CEB,1992)
b) Evaporação demasiadamente rápida da água de amassadura;
As fendas devidas à evaporação da água podem chegar a ter profundidades
razoáveis, atingindo toda a espessura da peça, se esta for delgada, como no caso
de lajes.
As fendas desenvolvem-se rapidamente logo que desaparece a água livre,
superficial, o que é fácil de reconhecer quando a superfície deixa de ter o brilho
característico de presença da água. Podem começar por ser devidas ao
assentamento e agravarem-se depois pela evaporação demasiada ou por exagerada
absorção dos agregados ou dos moldes. Estas fendas não são progressivas.
Relativamente à absorção dos agregados, ou dos moldes, o aparecimento de
fendas é fácil de combater pela prévia saturação daqueles. Este tipo de fissuração
aparece quando a velocidade de evaporação da água de amassadura é superior à
de chegada à superfície. Daqui resulta o aparecimento de uma compressão que se
exerce da massa devido ao aparecimento de tensões capilares. A massa fica sujeita
a uma pressão hidrostática, que tem como consequência uma deformação vertical e
outra lateral; quando esta última é impedida, ou pelas ligações aos moldes, ou pelas
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
armaduras ou ainda pelas grandes partículas do agregado, dá-se a inevitável
fissuração.
As causas que provocam a rápida evaporação da água à superfície podem
actuar separadamente ou em conjunto e são:
• Grande velocidade do ar;
• Baixa humidade relativa;
• Temperatura ambiente superior à do betão.
3.3.2 - Retracção Química ou de Le Chatelier
Neste tipo de retracção verifica-se uma diminuição dimensional pelo facto do
volume dos produtos da reacção dos componentes do cimento com a água ser
inferior ao volume desta com o dos componentes anidros. Também é denominada
de contracção Le Chatelier, autor da descoberta.
3.3.3 - Retracção por Secagem ou Hidráulica
Este tipo de retracção acontece depois do fim da presa em ambientes secos,
e ocorre devido à redução dimensional causada pela evaporação da água do betão.
Este tipo de retracção é causado pela perda da humidade para o ambiente, ou seja,
é o movimento da água, que pode sair por evaporação ou entrar por capilaridade,
permeabilidade ou ainda por condensação capilar.
3.3.4 - Retracção Autogénea
É a retracção que ocorre sem saída de água. Este tipo de retracção é
particularmente relevante em betões de elevada resistência, que contêm elevadas
dosagens de ligante, devido ao consumo de água interior durante a hidratação.
Define-se como a passagem da água livre do interior das pastas de cimento,
argamassas e betões, a combinada, adsorvida e intersticial, devido à hidratação
- 38 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
contínua do cimento, e que se verifica na ausência de trocas de humidade com o
exterior.
3.3.5 - Retracção por carbonatação
A retracção por carbonatação deve-se à combinação do dióxido de carbono
da atmosfera com os componentes hidratados do cimento, especialmente com o
hidróxido de cálcio, que origina produtos sólidos, como o carbonato de cálcio, cujo
volume total é inferior à soma dos volumes dos componentes do cimento que
entraram na reacção, mas cuja massa é superior. Estas reacções dão-se com
libertação de água.
A velocidade de carbonatação é influenciada pela higrometria do ar,
verificando-se um máximo a 50% de humidade relativa [Coutinho, 1994]; propaga-se
a velocidade decrescente, uma vez que a permeabilidade ao dióxido de carbono
diminui com a carbonatação.
Por exemplo, os rebocos estão muito sujeitos à carbonatação, pois as
pequenas espessuras com que são aplicados e a sua elevada permeabilidade aos
gases favorecem a combinação com o dióxido de carbono do ar.
A retracção por carbonatação soma-se à parcela irreversível da retracção, ou
seja, não há recuperação das dimensões iniciais por imersão em água ou colocação
em atmosfera húmida.
3.3.6 - Retracção térmica
Os autores que estudam o betão referem também a importância de uma
parcela de retracção de origem térmica, provocada pelo calor de hidratação
desenvolvido durante as reacções de hidratação, principalmente quando se inicia a
presa. Com efeito, as reacções dos componentes do cimento com água são
exotérmicas, desenvolvendo uma quantidade apreciável de calor que, quando se
trata de grandes massas de betão, não pode libertar-se rapidamente e contribui para
a retracção.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
3.4 - Retracção nas primeiras 24 horas
Os fenómenos de retracção nesta fase são pouco conhecidos porque as
medições da retracção, na generalidade dos casos, começam depois da 24 horas,
quando os provetes podem começar a ser manuseados.
No entanto, observa-se que, ao expor ao ar uma pasta de cimento ou um
betão recém-fabricados e devidamente compactados, estes iniciam uma retracção,
mesmo antes de começar a presa (Fig. 12). Neste período pode até observar-se
uma pequena expansão provocada pela dilatação térmica resultante da libertação do
calor produzido pela reacção química da água com os componentes do cimento.
A retracção plástica, antes da presa, depende dos parâmetros que afectam a
evaporação da água como já vimos (3.3.1). Como nesta fase o ligante só tem
coesão que resulta das tensões capilares, a retracção pode originar fissuração.
A retracção designa-se por rápida, quando se manifesta geralmente entre 1 a
3 horas (Fig. 12). Após 4 a 6 horas, isto é, depois da presa, a retracção começa a
mostrar o andamento habitual do cimento endurecido.
Fig. 12 – Retracção da pasta de cimento e do betão nas primeiras 24 horas, (Coutinho, 1988)
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
A tabela 10 indica a influência das dosagens de cimento e de água nas
retracções ao fim das primeiras 24 horas à temperatura de 20 ºC, humidade relativa
de 50% e ventilação de 1 m/s.
Tabela 10 – Influência das dosagens de cimento e de água na retracção do betão ao fim de 24h, (Coutinho, 1988)
3.5 - Factores que influenciam a retracção
3.5.1 - Influência do tempo e da natureza do agregado
Troxell, Raphael e Davis, referidos por Sousa Coutinho, (1994) estudaram o
fenómeno da retracção de argamassas e betões a longo prazo. Além do tempo,
outro parâmetro que também consideraram foi a natureza petrográfica do agregado.
Num estudo publicado em 1958 estes investigadores divulgaram curvas de
retracção ao longo de 30 anos de betões com agregados de diferentes naturezas
petrográficas. Verificaram que ao fim desse tempo a retracção prosseguia ainda e
que, nas condições do estudo, o seu valor podia variar com a natureza do agregado,
por exemplo de cerca de 0,5 x 10-3 para um betão com agregado de quartzo e de
calcário, para valores mais de duas vezes superiores para betão com agregado de
godo ou grés Fig. 13).
- 41 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 13 – Influência da natureza petrográfica do agregado na retracção, (Coutinho, 1988)
3.5.2 - Influência da dimensão da peça
A retracção do betão é geralmente medida em laboratório sobre prismas com
pequenas dimensões (5 cm de lado por cerca de 20 cm de comprimento, de acordo
com a nova norma NP EN 1367-4 ) e no estaleiro, à superfície da peça, o que
conduz a uma boa concordância entre os resultados obtidos. Mas na estrutura o que
interessa é a retracção em profundidade, da peça. Como a retracção está
condicionada pela evaporação de uma parte da água de amassadura, esta
evaporação torna-se tanto mais lenta quanto mais longe da superfície se dá, levando
a retracção mais tempo para se produzir ocorrendo uma parcela da água de
amassadura que não chegará à superfície contribuindo para que a retracção de uma
peça de maiores dimensões apresente uma retracção inferior à das peças de
menores dimensões.
Não é certo que a retracção final dum elemento de uma estrutura seja igual à
medida em laboratório, a longo prazo.
L’Hermite (1968), dá os valores indicados (Fig. 14) para a retracção axial de
prismas de secção quadrada e altura igual a 4 vezes o lado do quadrado, secando
por todas as faces. O betão dos prismas tem uma composição de 350 kg de cimento
por metro cúbico, relação A/C = 0,51 e apresenta uma máxima dimensão do
agregado de 25 mm.
- 42 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Nos primeiros dias as grandes peças podem mesmo sofrer expansão, devido
à libertação do calor de hidratação do cimento e também, muito especialmente, ao
facto de, no interior, tudo se passar como se a peça fosse conservada dentro de
água, quando esta existia em excesso sobre a necessária para a hidratação do
cimento. No caso do betão com A/C mais reduzido que o das experiências (< 0,5)
esta expansão inicial tende a desaparecer.
Fig. 14 – Retracção em função da variação axial das dimensões de prismas de betão, (Coutinho, 1988)
A evolução da retracção medida à superfície das mesmas peças é indicada
na figura 15. A diferença entre a retracção axial e a superficial só é desprezível para
prismas com lado da secção transversal igual ou inferior a 20 cm. No prisma com
100 cm a diferença é de 0,34 × 10 –3 a 50 dias, e a 800 dias ainda está em 0,27 ×
10 –3. Isto mostra como devem ser elevadas as tensões internas devidas à retracção
no prisma.
A retracção final de uma peça de betão é influenciada pelo valor das tensões
internas nela instaladas devidas à variação da humidade (e portanto da retracção)
ao longo da secção da peça, as quais são reduzidas devidas ao fenómeno da
relaxação.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 15 – Retracção superficial dos prismas da figura 13, (Coutinho, 1988)
Assim, conclui-se que a retracção é função das dimensões das peças,
diminuindo quando aumenta a sua espessura fictícia, definida como o quociente
entre a área da secção transversal e o semi-perímetro em contacto com o ambiente.
Nas peças delgadas, a retracção é maior.
3.5.3 - Influência das dosagens de cimento e de água
Os diagramas da figura 16, mostram o valor da retracção final do betão em
função das dosagens de cimento e de água. Como se observa, a dosagem de água
é muito mais importante do que a de cimento.
- 44 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
O tipo de cimento influi bastante, mas não é possível prever a retracção a
partir das suas características.
A retracção relativa da pasta, da argamassa e do betão é da ordem de 5 para
2 e para 1, (Coutinho, 1988).
A retracção é tanto maior quanto maiores forem a quantidade e a finura do
cimento e, principalmente, o volume de água de amassadura.
Fig. 16 – Influência das dosagens de água e cimento, (Coutinho, 1988)
3.5.4 - Influência da humidade relativa do ar
A variação da retracção com a humidade relativa da atmosfera de
conservação é aproximadamente linear entre 100% e 75% (Fig. 17).
Quando a humidade relativa diminui aquém dos 75%, verifica-se que o
aumento da retracção é sensivelmente menor.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 17 – Influência da humidade relativa na variação de dimensões do betão exposto desde a
desmoldagem na atmosfera respectiva, (Coutinho, 1988)
3.5.5 - Influência da conservação prévia dentro de água e dos ciclos alternados de embebição e secagem
As experiências de L'Hermite e seus colaboradores mostraram a influência na
retracção da conservação inicial e prolongada dentro de água e das embebições
periódicas das peças em água, alternadas com períodos de secagem. Os estudos
mostraram que a conservação inicial em água permite reduzir o valor da retracção,
contada a partir da desmoldagem, embora com o tempo a diferença tenda a esbater-
se, (Fig. 18). As embebições periódicas em água de peças secas ao ar mostraram
uma recuperação total da massa inicial e uma redução imediata e substancial – mas
não total - da retracção de secagem.
- 46 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 18 – Influência da humidade relativa na variação de dimensões do betão depois de uma
cura em água, (Coutinho, 1988)
L'Hermite concluiu que o coeficiente de reversibilidade é inferior a 1 (da ordem
de 0,33 a 0,7 para H=50%), ou seja, mantém-se uma retracção residual. Por outro
lado, a amplitude do movimento vai-se reduzindo com a continuação dos ciclos e o
avanço do endurecimento, (Fig. 19). Na verdade, o betão, quando seco ao ar é
submetido a tensões de compressão locais, que originam deformações plásticas
irreversíveis. Se se mergulhar a peça em água após algum tempo de secagem ao ar,
as ligações cristalinas que se formam com o prosseguimento da hidratação tendem
a preencher parte dos vazios e a reduzir o diâmetro dos poros, a água entra neles e
as forças de Van der Walls tendem a aumentar os poros mais finos. O resultado é
um empolamento. No entanto, a contracção nunca é totalmente anulada, devido às
deformações plásticas irreversíveis referidas atrás, e também devido às parcelas de
retracção por hidratação e por carbonatação, em que a causa da retracção não é a
perda de água.
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 19 – Influência da secagem e embebição na retracção e expansão, (Coutinho, 1988)
3.5.6 - Influência da percentagem da armadura
Matsumoto, referido por Sousa Coutinho, (1994) realizou uma série de
experiências relacionando a percentagem de aço numa secção com a retracção total
obtida e com as tensões desenvolvidas no aço e no betão. Assim, na tabela 11
estão indicados de uma forma sintética, os resultados dessas experiências.
Tensões devidas á retracção Percentagem
da armadura %
Retracção10-3 Compressão
no aço MPa
Tracção no betão
MPa 0
0.55 1.23 2.18
-0.64 -0.54 -0.42 -0.29
0 133.5 109.0 84.5
0 0.7 1.4 1.8
Tabela 11 – Influência da percentagem da armadura na variação de dimensões devida á
retracção, (Coutinho, 1988)
Neste estudo verifica-se que quando a percentagem da armadura excede
1,5%, há perigo de fissuração do betão, pois, as tensões de tracção neste começam
a ser elevadas.
Pelo contrário, no caso de baixas percentagens de aço, as tensões nas
armaduras são muito elevadas.
- 48 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
3.5.7 - Influência dos adjuvantes e adições
a) Adjuvantes
Em geral os adjuvantes introdutores de ar e os hidrófugos não alteram a
retracção de secagem.
Os plastificantes e superplastificantes podem influir na retracção se forem
usados para aumentar a trabalhabilidade ou para obter elevadas resistências. No
primeiro caso, observa-se um aumento da retracção, enquanto na segunda hipótese
a retracção diminui.
Os aceleradores de presa ou do endurecimento fazem crescer a retracção
inicial. A retracção final, no entanto, parece não ser afectada.
Os retardadores de presa têm comportamento semelhante, embora menos
acentuado.
No que diz respeito aos adjuvantes redutores de retracção (Shrinkage
Reducing Admixture .- SRA), estes serão tratados no capítulo 4.
b) Adições
A substituição de cimento por pozolana faz aumentar a retracção nas
primeiras idades. Embora, a longo prazo, só com percentagens superiores a 20% se
continuem a obter maiores extensões devidas à retracção.
A escória granulada de alto-forno parece não afectar a retracção, embora, no
caso de a relação A/C ser baixa ou a cura húmida inicial de curta duração, se possa
observar um pequeno acréscimo de retracção.
Finalmente, as cinzas volantes reduzem ligeiramente a retracção,
considerando-se que tal é devido, por um lado, à diminuição da água de
amassadura e, por outro, a uma porosidade mais fina da pasta, dificultando a saída
da água. É preciso, no entanto, atender à carbonatação que, se for importante, por
ser maior nos betões com cinzas volantes, poderá actuar em sentido contrário à
tendência referida.
- 49 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
3.6 - Retracção segundo o R.E.B.A.P.
À semelhança do que se verifica para a fluência, o Regulamento de estruturas
de Betão e Pré-Esforço (R.E.B.A.P.) aborda o fenómeno da retracção para o
projecto de estruturas de betão armado e pré-esforçado.
Assim, a extensão devida à retracção ou expansão, ),( 01cs ttε , pode ser
calculada a partir da seguinte expressão:
[ ])((),( 0)101 tttt sscsocs ββεε −×= (eq. 2)
onde:
csoε - extensão nominal de retracção;
)(),( 01 ss tt ββ - coeficiente que descreve o desenvolvimento da retracção com
a idade do betão;
A extensão nominal de retracção, por sua vez, é o produto de dois factores,
ηεε ×= 1cscso (eq. 3)
onde:
1csε - extensão em função da humidade relativa do ambiente;
η - coeficiente em função da espessura fictícia do elemento estrutural.
A extensão nominal da retracção aumenta quando:
• A resistência à compressão do betão diminui, (ver 3.5.3);
• Se se utiliza cimentos de endurecimento rápido e de elevada
resistência;
• A humidade relativa diminui, (ver 3.5.4).
O desenvolvimento da retracção com o tempo, por seu lado, é tanto maior
quanto:
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
• Maior a duração real da retracção;
• Menor a espessura equivalente, (ver 3.5.2).
Dado que o betão auto-compactável apresenta uma retracção mais elevada
do que o betão corrente, foi determinado o valor da retracção para um betão
corrente até aos 14 dias, de acordo com o R.E.B.A.P..
Assim, foram realizados os seguintes cálculos:
O coeficiente )(λ depende das condições higrométricas do ambiente. Assim,
para uma humidade relativa média (70%), o valor a utilizar é 5;
O valor da área da secção transversal do provete é de 25 e o perímetro
da secção transversal do provete em contacto com o ambiente é de 20 . O valor
da espessura fictícia segundo a fórmula do R.E.B.A.P foi de 3,75 e obtendo-se
consequentemente o coeficiente (
2
cm
)(h
)
cm
0
η igual a 1,20.
O valor da extensão )( 1csε para uma humidade relativa média (70%) é de
. Este valor refere-se a betões de consistência média. No presente caso
terá de ser aumentado de 25 % porque se trata de um betão de consistência baixa,
de acordo com o regulamento. Assim o valor a considerar é de .
6−
6−
)
10320×−
10400×−
Assim, o valor nominal da retracção ( 0csε é de -0,00048. A função )(tsβ , que
exprime a evolução da retracção com a idade do betão é a indicada no R.E.B.A.P.
Assim a extensão devida à retracção, que se verifica entre as idades
)(),( 01 tt ss do betão, por exemplo para os 14 dias é de . 3−×− 10192.0ββ
N a figura 20 é apresentado o gráfico com os valores de retracção média
num betão corrente até aos 14 dias de idade.
- 51 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 20 – Gráfico com os valores de retracção no betão corrente, segundo o R.E.B.A.P.
RETRACÇÃO BETÃO CORRENTE
0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
TEMPO (DIAS)
RET
RA
CÇ
ÃO
(10-
3
3.7 - Medição da Retracção em Laboratório
3.7.1 - Ensaio de determinação da retracção no SCC
Para a determinação da variação de comprimento sem restrição do betão
auto-compactável, no estado endurecido, é realizado o ensaio “Determinação da
retracção por secagem” de acordo com a norma NP EN 1367-4 (2002)
diferenciando-se, no entanto, a composição da mistura de betão, neste caso, betão
auto-compactável e as condições de cura. De referir que, em todos os provetes não
há compactação do betão nos moldes.
Para a determinação da retracção livre do betão auto-compactável são
utilizados moldes de aço prismáticos com dimensões de 50 20050×× (mm3), (figura
21), instrumentados no centro das faces das extremidades ( ) com
pernos de aço inoxidável, com uma extremidade de forma hemisférica com 8 mm e
providos de ranhuras na extremidade oposta para fixação aos provetes, (figura 22).
mmmm 5050 ×
- 52 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 21 – Molde utilizado para a determinação da retracção no SCC
Fig. 22 – Pernos em aço inoxidável
A medição das variações de comprimento dos provetes é efectuada através
de comparador essencialmente constituído por um deflectómetro e respectivo
suporte de aço. O deflectómetro, graduado em centésimas de milímetro, possui um
alcance de 5 mm. A ponta do deflectómetro e a base do suporte são providas de
encostos de aço reentrantes, para adaptação às cabeças dos pernos, (figura 23).
- 53 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 23 – Comparador constituído por deflectómetro e suporte em aço
Após o enchimento dos moldes, estes são colocados dentro de uma câmara
húmida com temperatura e humidade relativa superior a 90%, onde se
conservam durante 24 horas. Após as 24 horas, procede-se à desmoldagem e à
identificação de todos os provetes, realizando-se o primeiro registo de leituras
através da utilização do comparador, (figura 24). Depois da desmoldagem, os
provetes ficam conservados ao ar numa sala com as condições de temperatura de
e humidade relativa de 65
Cº220±
Cº220 ± %5± . No presente trabalho, a retracção foi
determinada com base na realização de leituras diárias, incluindo sábados e
domingos, durante um período de 14 dias.
As leituras realizam-se da seguinte maneira: coloca-se o provete a medir no
comparador, com as extremidades ajustadas aos dispositivos de encosto da base do
comparador e da haste do deflectómetro, roda-se lentamente a peça em torno do
seu eixo até estabilizar o ponteiro, e anota-se o valor mínimo indicado pelo
deflectómetro. De notar que, nos provetes devem ser marcados numa das
- 54 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
extremidades uma referência, de modo a que esta extremidade fique sempre voltada
para cima, aquando da leitura da retracção no comparador.
Fig. 24 – Determinação da retracção
A retracção de cada provete é dada pela seguinte expressão:
3100 −×
−=
lSS ttε (eq. 4)
Sendo:
tS - Deformação longitudinal na idade t, mm;
0S - Deformação longitudinal na idade inicial, , mm; 0t
l - Comprimento do provete, mm
O resultado final foi dado pela média dos valores, arredondados a 0,001%,
calculados para cada um dos provetes dentro das mesmas condições de
composição da mistura e para cada idade de ensaio.
- 55 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 4 – ADJUVANTES REDUTORES DE RETRACÇÃO (SRA)
4.1 - Considerações Gerais
A utilização dos adjuvantes é tão antiga como a do próprio cimento, ou dos
ligantes hidráulicos. Na época do império Romano, já estes utilizavam o sangue, a
clara do ovo, a banha e o leite como adjuvantes no betão de pozolana, talvez com o
fim de melhorar a trabalhabilidade. Actualmente sabe-se que estas substâncias
provocam a introdução de ar, sob a forma de bolhas, o que pode ter contribuído para
aumentar a duração do betão romano.
Quando se iniciou a fabricação industrial do cimento Portland, em meados de
1850, com o objectivo de obter presas regulares empregou-se o gesso ou o cloreto
de cálcio, que se adicionava ao cimento quer na ocasião da moedura, quer na
ocasião da preparação do betão.
A cal aérea deve ter sido o terceiro adjuvante que se utilizou com o fim de
diminuir a permeabilidade e a fissurabilidade do betão e das argamassas.
Foi por volta de 1910 que deve ter começado a comercialização dos produtos
destinados a melhorar as características do betão. Nesta época os adjuvantes eram
hidrófugos, aceleradores da presa, ou hidrófugos e aceleradores da presa
simultaneamente.
Em 1938, nos E.U.A., foi descoberta a possibilidade de aumentar a
resistência do betão à acção da congelação da água, utilizando substâncias
especiais para esse efeito.
A partir dessa época começa o emprego racional e em grande escala dos
adjuvantes, que deu origem à intensa comercialização que vem até aos nossos dias.
Até ao fim dos anos 60 os adjuvantes eram misturas complexas de
subprodutos industriais, mas, em meados da década de 70, com o inicio da crise do
petróleo passaram a responder a formulações específicas.
- 56 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Actualmente, em virtude do custo do cimento, o emprego de adjuvantes é
mesmo uma necessidade é conveniente insistir sobre o facto de que a primeira
condição para o seu emprego adequado é fabricar correctamente o betão. Não se
deve supor que a incorporação de adjuvante possa corrigir um betão mal fabricado.
Tal como foi dito atrás, o betão à medida que endurece com o tempo, tem
potencial para fissurar devido ao fenómeno da retracção. Para ir ao encontro das
exigências da indústria de construção, para reduzir a retracção por secagem,
fabricantes de produtos químicos de construção desenvolveram e introduziram os
adjuvantes redutores de retracção (shrinkage reducing admixture, SRA), que têm
demonstrado reduzir significativamente a retracção e melhorar a durabilidade.
4.2 – Desenvolvimento do produto
Os SRAs foram inicialmente desenvolvidos no Japão em 1982. Sendo o
principal componente um éter alcalino polixialcalino ( polyxyalkylene alfyether), um
adutor alcalino óxido com baixo teor de álcool. Os SRAs são líquidos solúveis na
água e com baixa viscosidade. A partir dessa invenção, o interesse na tecnologia
cresceu progressivamente, tendo sido as patentes realizadas nos Estados Unidos
em 1985. Assim, muitas construções têm sido executadas com sucesso utilizando o
SRA.
4.3 – Mecanismo de acção
A perda de água adsorvida durante uma secagem prolongada tem efeito em
três vertentes.
Em primeiro lugar, existe o volume reduzido através da perda de água
adsorvida com hidratação do cimento.
Em segundo lugar, existe uma redução do volume devido a um aumento da
tensão capilar.
Por último existe um aumento das forças de atracção entre os produtos da
hidratação (C-S-H).
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
No âmbito destas últimas fases referidas, os SRAs têm a função de reduzir a
tensão capilar e as forças de atracção que se formam dentro dos espaços dos poros
do betão à medida que este seca, (fig. 25).
Fig. 25 – Mecanismo de acção (D’Souza, 1996)
4.4 – Aplicação de SRA no local (Método da Impregnação)
Os SRAs podem ser aplicados no local, em superfícies de betão. Nestas
aplicações, pelo método da impregnação, o SRA é escovado sobre a superfície de
betão ou é aplicado com spray em proporções entre 100 a 300 ml/m2.
Para obter, através desde método, bons resultados, é necessário realizar
várias aplicações. A aplicação local de SRA pode ser realizada em qualquer altura,
- 58 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
ou seja, pode ser aplicado depois da colocação do betão ou em betões com
pequena idade.
D’Souza realizou experiências empregando o método da impregnação e
verificou que reduziu a retracção, especialmente em proporções da razão A/C >0.45.
Contudo, aplicar o SRA integralmente numa composição é mais eficiente do
que o método da impregnação.
4.5 – Considerações na utilização de SRAs
Os SRAs são compatíveis com os adjuvantes redutores de água e adjuvantes
aceleradores, (isto deve ser verificado em pormenor com o fabricante do produto).
• As reduções da retracção utilizando SRAs são geralmente duradouras
com a melhoria dos tipos de ligantes;
• Os SRAs não substituem a prática de uma boa cura do betão;
• Agregados mais finos do betão poderão precisar de dosagens mais
elevadas de SRA do que agregados mais grossos;
• Nalguns casos, as forças de compressão são reduzidas para cerca de
4% em 28 dias.
• Não tem efeito no espalhamento e na perda de ar;
• Tem poucas propriedades de reduzir a água.
4.6 – Benefícios do SRA
Incorporando o SRA, na composição do betão, poderemos ter vários
benefícios. Salienta-se os seguintes:
• Reduções significativas na retracção até 50%;
• Estruturas de betão com maior durabilidade;
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
• Estruturas de betão esteticamente mais agradáveis;
• Redução de custos de construção e de manutenção;
• Redução da permeabilidade;
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 5 – FASE EXPERIMENTAL: ESTUDO DE COMPOSIÇÕES
5.1 - Caracterização dos materiais utilizados
5.1.1 - Cimentos
No presente trabalho foram utilizados cimentos Portland do tipo II/B - L 32.5 N
e do tipo II 42.5 R, segundo a classificação da NP EN 197-1 (2001). Ambos os
cimentos foram fornecidos pela empresa Cimpor fabricados no centro de produção
de Loulé.
A tabela 12 apresenta os valores médios mensais das características
químicas, físicas e mecânicas, obtidas nos respectivos centros de produção,
relativos ao mês em que foram realizadas as colheitas usadas neste trabalho. Entre
parêntesis são apresentados alguns valores que foram obtidos no Laboratório de
Materiais de Construção da Escola Superior de Tecnologia da Universidade do
Algarve, sobre amostras do cimento utilizado nos ensaios.
Características Tipo II/B - L 32.5 N Tipo II 42.5 R
Massa Volúmica (2.98 g/cm3)
3.04 g/cm3
(3.11 g/cm3) Superfície Mássica (Blaine) ------- ------- Resíduo de peneiração (45µm) 20.3% 6.6%
Resíduo de peneiração (90µm) 3.1% (4.4%)
0.2% (0.1%)
Água de pasta normal 26.4% (26.0%)
28.1% (27.9%)
Início de presa 2h18m (2h10m)
2h28m (1h50m)
Fim de presa 3h18m (3h10m)
3h37m (2h59m)
Características Físicas
Expansibilidade 2.0mm (1.25mm)
1.1mm (0.75mm)
Resistência à flexão (2 dias) 4.1MPa 5.4MPa Resistência à flexão (7 dias) 5.5MPa 7.3 MPa
Características Mecânicas
Resistência à flexão (28 dias) 6.7MPa 8.5 MPa
- 61 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Resistência à compressão (2 dias) 21.8MPa 25.5 MPa
Resistência à compressão (7 dias) 31.8MPa 40.5 MPa
Resistência à compressão (28 dias) 38.0Mpa 49.9 MPa
SiO2 14.96% 19.07% Al2O3 4.27% 5.07% Fe2O3 2.61% 2.92% CaO total 60.84% 60.66% MgO 1.09% 1.24% SO3 2.84% 2.73% Cloretos ------ 0.014% Cal livre 1.48% 0.78% Resíduo insolúvel ------ 2.84%
Características Químicas
Perda ao fogo 12.02% 6.95% Tabela 12 – Características dos cimentos utilizados
5.1.2 - Cinzas volantes
As cinzas volantes utilizadas neste estudo têm origem na central térmica de
Compostilha (Espanha), utilizadas com frequência no nosso país. Na tabela 13 são
apresentadas as características médias, segundo a informação cedida pelo
fornecedor. Foram também realizados ensaios a algumas características
fundamentais, cujos resultados são apresentados dentro de parêntesis. Estes
últimos foram realizados no Laboratório de Materiais de Construção da Escola
Superior de Tecnologia da Universidade do Algarve.
Características Limites exigidos segundo a NP EN
450
Valores médios obtidos
Perda ao fogo 5.0% máximo 2.7 % Cloretos 0.10% máximo 0,0 % Trióxido de enxofre 3.0% máximo 0.5 %
Características Químicas
Óxido de cálcio livre 1.0% máximo 0,0 % Resíduo de peneiração (45µm) 40% máximo 12.9 %
Índice de actividade aos 28 dias 75% mínimo 96 % (nota 1)
Expansibilidade (Le Chatelier) 10 mm máximo 0 mm Superfície mássica (Blaine) ------
Características Físicas
Massa volúmica (2.25 g/cm3) (nota 1, executado com 75% de cimento tipo I 42.5R + 25% de cinzas volantes, em massa)
Tabela 13 – Características das cinzas volantes
- 62 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
5.1.3 - Agregado fino
O agregado fino utilizado no presente trabalho é rolado. A areia foi fornecida
pela empresa A. Santos & Brito do Vale Lda, cuja extracção teve lugar na ria/mar ao
largo de Tavira. Nas tabelas 14 e 15 são apresentadas as características deste
agregado. Os valores aí presentes foram determinados em ensaios realizados no
mesmo laboratório já referido.
Designação Norma seguida Areia Máxima dimensão, D ASTM 1 mm Mínima dimensão, d ASTM 0.125 mm Módulo de finura ----- 2.33 Massa volúmica das partículas secas NP EN 1097-6 2660 Kg/m3
Absorção de água NP EN 1097-6 0.9% Baridade (não compactada) NP EN 1097-3 1360 Kg/m3
Tabela 14 – Características do agregado fino (areia)
Malha (mm)Areia
(%material passado)
125 100 63 100
31.5 100 16 100 8 100 4 100 2 99.3 1 95.3
0.5 44.2 0.250 28.2 0.125 0.4 0.063 0
Tabela 15 – Granulometria do agregado fino (areia)
Na figura 25, são apresentadas as curvas granulométricas da areia.
5.1.4 - Agregado grosso
O agregado grosso utilizado no presente estudo foi fornecido pela empresa
Agrepor, Lda. A extracção teve lugar nas pedreiras da serra de Loulé e tratam-se de
agregados calcários.
- 63 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
As tabelas 16 e 17 apresentam as características deste agregado grosso,
adiante designado por brita fina. Os valores presentes, foram obtidos em ensaios
realizados no laboratório anteriormente referido.
Designação Norma seguida Brita fina Máxima dimensão, D ASTM 16 mm Mínima dimensão, d ASTM 4 mm Módulo de finura 6.44 Massa volúmica das partículas secas NP EN 1097-6 2620 Kg/m3
Absorção de água NP EN 1097-6 0.5% Baridade (não compactada) NP EN 1097-3 1410 Kg/m3
Tabela 16 – Características do agregado grosso
Malha (mm)Brita fina
(% material passado)
125 100 63 100
31.5 100 16 100 8 49,4 4 2,7 2 1,1 1 0,9
0.5 0,7 0.250 0,5 0.125 0,3 0.063 0
Tabela 17 – Granulometria do agregado grosso
Na figura 26, apresentam-se as curvas granulométricas do agregado grosso
(brita fina), juntamente com a do agregado fino (areia) referidos em 5.1.3.
- 64 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Fig. 26 - Curvas granulométricas dos agregados
5.1.5 - Adjuvantes
a) Superpastificante
Neste estudo foi utilizado um superplastificante, com a designação comercial
de “GLENIUM SKY 510”. Foi fornecido pela empresa Bettor MBT Portugal, S.A.. (ver
anexo 1)
A tabela 18, apresenta a massa volúmica e a dosagem recomendada, de
acordo com a informação fornecida pelo fabricante.
Designação Superplastificante (“GLENIUM SKY 510”)
Massa volúmica 1,060 g/cm3
Dosagem recomendada 0,8 a 1,5% do teor de ligante
Tabela 18 – Características do superplastificante
b) Adjuvante redutor de retracção (SRA)
Neste estudo foi utilizado um adjuvante redutor de retracção com designação
comercial de “RHEOCURE SFR-2”. Foi fornecido pela empresa Bettor MBT Portugal,
S.A.. (ver anexo 2)
- 65 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
A tabela 19 apresenta as respectivas massas volúmicas e dosagens
recomendadas, de acordo com as informações fornecidas pelo fabricante.
Designação SRA (“RHEOCURE SFR-2”)
Massa volúmica 0.99 g/cm3
Dosagem recomendada 7,5 l/m3
Tabela 19 – Características do adjuvante redutor de retracção (SRA)
5.1.6 - Água
A água utilizada no presente estudo foi obtida da rede pública, em Faro. Por
esse motivo não se fizeram quaisquer ensaios a este componente.
5.2 - Desenvolvimento de misturas de SCC
Para a realização deste trabalho foi necessário desenvolver duas misturas de
betão auto-compactável sem fíler e sem agentes de viscosidade, com diferentes
classes de resistência de cimento.
A metodologia para o cálculo de composições de SCC aplicada foi a do
Comité Técnico 174-SCC da RILEM e do EPG SCC, grupo de investigadores que
realizou o “The European Guidelines for Self-Compacting Concrete – Specification,
Prodution and Use”, (2005), (ver 2.4). Esta metodologia estabelece alguns limites
para vários componentes da composição, que foram tidos em consideração.
Tendo como referência o estudo desenvolvido por Oliveira, (2003), com
materiais nacionais, intitulado “Betão Auto-Compactável sem Fíler e Económico”, foi
realizada uma aproximação da composição de SCC sem fíler e sem agentes de
viscosidade, primeiro com um cimento tipo II, classe 42.5 R e depois com um
cimento tipo II/B-L, classe 32.5 N.
- 66 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
5.2.1 - Procedimentos de amassadura para betões
Durante as várias amassaduras realizadas neste trabalho foi sempre utilizada
uma betoneira de eixo vertical com capacidade de 50 litros (figura 27). Os
procedimentos adoptados foram os seguintes:
• Humedecer as superfícies do equipamento em contacto com o betão;
• Introdução de todos os agregados;
• Introdução do pó (cimento, cinzas);
• Inicio da rotação da betoneira, juntamente com a introdução de cerca
de 50% da dosagem de água durante 1 minuto;
• Introdução de 10% da dosagem de água misturada com o adjuvante
(superplastificante), durante o minuto seguinte;
• Colocação da restante dosagem de água (40%), durante 1 minuto;
• Paragem da betoneira durante meio minuto;
• Continuação da amassadura durante mais três minutos.
Fig. 27 – Betoneira de eixo vertical utilizada no fabrico dos betões
- 67 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
5.2.2 - Desenvolvimento do SCC, com cimento tipo II, classe 42.5R
O desenvolvimento da composição de SCC com resistência superior, com
cimento tipo II, classe 42.5R, é referenciada pelas siglas SCC,cII42.5R, (Self-
Compacting Concrete com cimento tipo II, classe 42.5R).
A tabela 20, apresenta a composição da mistura de SCC estudada.
Componete/betão SCC,cII42.5R Cimento (cII 42.5R) 211.9 Kg/m3
Cinzas volantes 173.4 Kg/m3
Areia 770.5 Kg/m3
Brita fina 849.9 Kg/m3
Água 192.6 Kg/m3
Adj. Superplastificante 3.9 Kg/m3
Tabela 20 – Composição da mistura em SCC, com cimento tipo II, classe 42.5R
Com as composições acima apresentadas foram obtidos os resultados de
ensaios ao betão fresco, presentes na tabela 21.
Ensaio /Betão SCC,cII 42.5 R Diâmetro final de espalhamento 69 cm Tempo final de espalhamento 8 s Tempo de fluidez 2 s Altura H1 na caixa L 9 cm Altura H2 na caixa L 8,5 cm Coeficiente de bloqueio na caixa L (H2/H1) 0,94
Tabela 21 - Resultados obtidos ao betão fresco das misturas em SCC, com cimento tipo II, classe 42,5R
A metodologia utilizada revelou-se adequada, pois a composição SCC,cII 42.5
R, de um modo geral, apresentou resultados aceitáveis no estado fresco.
Na tabela 22, são apresentados os principais parâmetros da composição
desenvolvida nesta fase, em comparação com as recomendações do Comité técnico
174-SCC da Rilem [RILEM (2001d)] (ponto 2.4.1.1) e as recomendações da EPG
SCC [The European Guidelines for SCC, (2005)] (ponto 2.4.1.2).
- 68 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Parâmetro / Composição
Recomendações do Comité
técnico 174-SCC da Rilem
Recomendações da EPG SCC SCC,cII
42.5 R
Total de finos 450 - 600 Kg/m3 380 – 600 Kg/m3 385.3 Kg/m3
Total de agregado grosso 750 – 920 Kg/m3 750 – 1000 Kg/m3 849.9 Kg/m3
Total de agregado fino 710 – 900 Kg/m3 778 – 891 Kg/m3 770.7 Kg/m3
Dosagem de água 150 – 200 Kg/m3 150 – 210 Kg/m3 192.6 Kg/m3
Volume de agregado grosso 30 – 34 % 27 – 36% 32 % Volume de agregado fino * 28 – 32% 29 % Razão água/finos em massa * * 0.50% Razão água/finos em volume 0.8 – 1.2 0.85 -1.10 1.32 Volume de pasta 34 - 40 % 30 – 38% 34 % Volume de agregado fino em relação ao volume de argamassa
40 – 50 % * 43 %
* Não existe valores recomendados Tabela 22 - Vários parâmetros da composição SCC,cII 42.5 R
Na tabela 22, observa-se que existem alguns parâmetros que se situam fora
dos limites recomendados. Relativamente ao total de finos, constata-se que a
composição apresenta um valor inferior ao exigido pela recomendação do Comité
Técnico 174-SCC da Rilem. Quanto ao total de agregado fino, verifica-se que o
valor é inferior ao limite imposto pela recomendação EPG SCC. No que se refere ao
parâmetro razão água/finos (volume), observa-se que a composição de SCC tem um
valor superior ao limite exigido por ambas as recomendações.
De acordo com o EPG SCC, grupo de investigadores que desenvolveu a “The
European Guidelines for SCC”, na tabela 23, o SCC é classificado quanto á sua
consistência.
Parâmetro Classificação Espalhamento (Slump–flow) SF2 Escoamento (V-funnel) VS1/VF1 Capacidade de passagem (L-box) PA2
Tabela 23 – Classificação da consistência
Relativamente à classificação da resistência à segregação não foi realizado
nenhum tipo de ensaio específico para obter um valor de resistência à segregação.
Assim, esta foi feita visualmente através dos ensaios realizados. Nas imagens
seguintes são visíveis alguns dos ensaios realizados a esta composição no estado
fresco.
- 69 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Imagem 1 - Amassadura da composição SCC,cII 42.5R
Imagem 2 - Ensaio de espalhamento, SCC,cII 42.5R
Imagem 3 – Pormenor do ensaio de espalhamento, composição SCC,cII 42.5R
Imagem 4 - Ensaio na caixa L, vista lateral, composição SCC,cII 42.5R
Imagem 5 – Ensaio na caixa L, vista frontal, SCC,cII 42.5R
Imagem 6 – Ensaio no V-funnel, SCC,cII 42.5R
- 70 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Na imagem 2, que apresenta o ensaio de espalhamento, observa-se uma boa
distribuição dos agregados grossos, não se notando uma concentração dos mesmos
no centro. A imagem 3 confirma a observação anteriormente referida pois, no limite
do espalhamento do betão, é perfeitamente visível a presença de agregados
grossos. Por outro lado não se nota uma separação da pasta ou argamassa dos
agregados grossos.
Nas imagens 4 e 5 visualiza-se o ensaio realizado na caixa L, no qual não se
nota qualquer tipo de segregação. A imagem 4 salienta ainda um bom nivelamento
do betão. Na imagem 6, em que se visualiza a superfície do betão no funil, nota-se
perfeitamente a presença dos agregados grossos.
Desde modo, a composição SCC,cII 42.5R foi considerada satisfatória em
termos de resultados obtidos no estado fresco, faltando ainda a confirmação das
propriedades mecânicas (resistência à compressão, flexão e tracção por
compressão) no estado endurecido.
5.2.3 - Desenvolvimento do SCC, com cimento tipo II/B-L 32.5N
O desenvolvimento da composição de SCC, com resistência inferior, com
cimento tipo II/B-L, classe 32.5N, é referenciada pelas siglas SCC,cII/B-L 32.5N,
(Self-Compacting Concrete, com cimento tipo II/B-L ,classe 32.5 N)
A tabela 24 apresenta a composição da mistura de SCC estudada.
Componete/betão SCC,cII/B-L 32.5N Cimento (II/B-L 32.5N) 199.3 Kg/m3
Cinzas volantes 169.4 Kg/m3
Areia 756.4 Kg/m3
Brita fina 847.1 Kg/m3
Água 202.9 Kg/m3
Adj. Superplastificante 2.9 Kg/m3
Tabela 24 – Composição da mistura em SCC, com cimento tipo II/B-L, classe 32.5N
Com as composições acima apresentadas foram obtidos os resultados ao
betão fresco, presentes na tabela 25.
- 71 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Ensaio /Betão SCC,cII/B-L 32.5N Diâmetro final de espalhamento 68 cm Tempo final de espalhamento 13 s Tempo de fluidez 3 s Altura H1 na caixa L 10.2 cm Altura H2 na caixa L 8.9 cm Coeficiente de bloqueio na caixa L (H2/H1) 0.87
Tabela 25 - Resultados obtidos ao betão fresco das misturas em SCC, com cimento tipo II/B-L, classe 32.5N
A metodologia utilizada revelou-se adequada, pois a composição SCC,cII/B-L
32.5N, de um modo geral, apresentou resultados aceitáveis no estado fresco.
Na tabela 26, são apresentados os principais parâmetros da composição
desenvolvida nesta fase, em comparação com as recomendações do Comité técnico
174-SCC da Rilem [RILEM (2001d)] (ponto 2.4.1.1) e as recomendações da EPG
SCC [The European Guidelines for SCC, (2005)] (ponto 2.4.1.2).
Parâmetro / Composição
Recomendações do Comité
técnico 174-SCC da Rilem
Recomendações da EPG SCC SCC,sf,cII/B-
L 32.5N
Total de finos 450 - 600 Kg/m3 380 – 600 Kg/m3 368.7 Kg/m3
Total de agregado grosso 750 – 920 Kg/m3 750 – 1000 Kg/m3 847.1 Kg/m3
Total de agregado fino 710 – 900 Kg/m3 770 – 882 Kg/m3 756.4 Kg/m3
Dosagem de água 150 – 200 Kg/m3 150 – 210 Kg/m3 202.9 Kg/m3
Volume de agregado grosso 30 – 34 % 27 – 36% 32 % Volume de agregado fino * 28 – 32% 28 % Razão água/finos em massa * * 0.55% Razão água/finos em volume 0.8 – 1.2 0.85 -1.10 1.35 Volume de pasta 34 - 40 % 30 – 38% 35 % Volume de agregado fino em relação ao volume de argamassa
40 – 50 % * 45 %
* Não existe recomendação. Tabela 26 - Vários parâmetros da composição SCC,sf,cII/B-L 32.5N
Na tabela 26 observa-se que existem alguns parâmetros que se situam fora
dos limites recomendados. Relativamente ao total de finos constata-se que a
composição apresenta um valor inferior ao exigido por ambas as recomendações.
Quanto ao total de agregado fino, verifica-se que o valor é inferior ao limite imposto
pela recomendação. A dosagem de água apresenta um valor superior ao exigido
pela recomendação do Comité Técnico 174-SCC da Rilem. No que se refere ao
- 72 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
parâmetro razão água/finos (volume), observa-se que a composição de SCC tem um
valor superior ao limite exigido por ambas as recomendações.
De acordo com a EPG SCC, grupo de investigadores que desenvolveu a “The
European Guidelines for SCC”, na tabela 27, o SCC é classificado quanto á sua
consistência.
Parâmetro Classificação Espalhamento (Slump–flow) SF2 Escoamento (V-funnel) VS2/VF2 Capacidade de passagem (L-box) PA2
Tabela 27 – Classificação da consistência
Relativamente à classificação da resistência à segregação não foi realizado
nenhum tipo de ensaio específico para obter um valor de resistência à segregação.
Assim, a resistência à segregação foi feita visualmente através dos ensaios
realizados.
Nas imagens seguintes são visíveis alguns dos ensaios realizados a esta
composição no estado fresco.
Imagem 7 – Ensaio de espalhamento, SCC,cII/B-L 32.5N
Imagem 8 - Pormenor do ensaio espalhamento, SCC,cII/B-L 32.5N
- 73 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Imagem 9 - Enchimento do funil, SCC,cII/B-
L 32.5N
Imagem 10 – Ensaio V-funnel, SCC,cII/B-L 32.5N
Imagem 11 – Enchimento da caixa L, SCC,cII/B-L 32.5N
Imagem 12 - Ensaio da caixa L, SCC,cII/B-L 32.5N
Imagem 13 – Ensaio da caixa L, vista de cima, SCC,cII/B-L 32.5N
Imagem 14 – Vista do obstáculo da caixa L, SCC,cII/B-L 32.5N
- 74 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Imagem 15 – Medição H1 na caixa L, SCC,cII/B-L 32.5N
Imagem 16 – Medição H2 na caixa L, SCC,cII/B-L 32.5N
Na imagem 7, que apresenta o ensaio de espalhamento, observa-se uma boa
distribuição dos agregados grossos, não se notando uma concentração dos mesmos
no centro. A imagem 8, confirma a observação anteriormente referida pois no limite
do espalhamento do betão é perfeitamente visível a presença de agregados
grossos. Por outro lado não se nota uma separação da pasta ou argamassa dos
agregados grossos.
Nas imagens 9 e 10, observa-se o ensaio V-funnel , no qual verificou-se uma
boa velocidade de escoamento deste betão.
Nas imagens 11, 12, 13, 14, 15 e 16, visualiza-se o ensaio realizado na caixa
L, no qual não se nota qualquer tipo de segregação. As imagens 12 e 13 salientam
ainda a existência de um bom nivelamento do betão.
Desde modo, a composição SCC,cII/B-L 32.5N foi considerada satisfatória,
em termos de resultados obtidos no estado fresco, faltando ainda a confirmação das
propriedades mecânicas (resistência à compressão, flexão e tracção por
compressão) no estado endurecido.
- 75 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
5.3 - Ensaios de resistência relativos às misturas de SCC desenvolvidas
5.3.1 – Ensaios de resistência à compressão
Para cada composição de SCC foram preparados 3 provetes para determinar
a resistência à compressão. O ensaio foi realizado de acordo com a norma NP EN
12390-3 (2002), (figura 28).
Fig. 28 – Ensaio de resistência à compressão dos provetes
A tabela 28 e o gráfico da figura 29 apresentam os resultados obtidos no
ensaio de determinação da resistência à compressão, obtidos aos 28 dias de idade.
Resistência à compressão (28 dias) Provetes SCC,cII42.5R
(MPa) SCC,cII/B-L 32.5N
(MPa) Provete 1 44.4 25.3 Provete 2 45.3 25.3 Provete 3 42.7 24.4
Média 44.1 25.0 Tabela 28 – Resultados do ensaio de determinação da resistência à compressão aos 28 dias
- 76 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Resistência à compressão (28 dias)
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
Provete 1 Provete 2 Provete 3
Provetes
Tens
ão (M
Pa)
SCC,cII42.5R SCC,cII/B-L 32.5N
Fig. 29 – Gráfico das resistências à compressão das 2 composições de SCC
A partir desta fase o SCC com cimento tipo II,classe 42.5R será designado
através da sua resistência à compressão média, ou seja, por SCC 44 MPa. No caso
do SCC com cimento tipo II/B-L, classe 32.5N, este será designado por SCC 25
MPa.
5.3.2 – Ensaios de resistência à flexão
Para cada composição de SCC foi preparado 1 provete para determinar a
resistência à flexão. O ensaio foi realizado de acordo com a norma NP EN 12390-5
(2002), (figura 30).
Fig. 30 – Ensaio de resistência à flexão dos provetes aos 28 dias
- 77 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
A tabela 29 e o gráfico da figura 31 apresentam os resultados obtidos no
ensaio de determinação da resistência à flexão, aos 28 dias de idade.
Resistência à flexão (28 dias) Provetes SCC,cII42.5R
(MPa) SCC,cII/B-L 32.5N
(MPa) Provete 1 8.0 5.0
Tabela 29 – Resultados do ensaio de determinação da resistência à flexão
Resistência à flexão aos 28 dias
Provete 1 Provete 10,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00
Provete 1
Provetes
Tens
ão(M
Pa)
SCC,cII42.5R SCC,CII/B-L 32.5N
Fig. 31 – Gráfico das resistências à flexão das 2 composições de SCC
5.3.3 – Ensaios de resistência à tracção por compressão
Para cada composição de SCC foi preparado 1 provete para determinar a
resistência à tracção por compressão. O ensaio foi realizado de acordo com a norma
NP EN 12390-6 (2002), (figura 32).
Fig. 32 – Ensaio de resistência à tracção por compressão dos provetes
- 78 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
A tabela 30 e o gráfico da figura 33 apresentam os resultados obtidos no
ensaio de determinação da resistência à tracção por compressão, aos 28 dias de
idade.
Resistência à flexão (28 dias) Provetes SCC,cII42.5R
(MPa) SCC,cII/B-L 32.5N
(MPa) Provete 1 4.25 2.55
Tabela 30 – Resultados do ensaio de determinação da resistência à tracção por compressão
Resistência à tracção por compressão aos 28 dias
Provete 1 Provete 10,000,501,001,502,002,503,003,504,004,50
Provete 1
Provetes
Tens
ão(M
Pa)
SCC,cII42.5R SCC,CII/B-L 32.5N
Fig. 33 – Gráfico das resistências à tracção por compressão das 2 composições de SCC
- 79 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 6 – FASE EXPERIMENTAL: RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
6.1 – Considerações gerais
As duas composições de SCC formuladas no capítulo anterior irão ser
utilizadas nesta fase. Em cada composição será estudado o efeito da retracção com
e sem adjuvante redutor de retracção (SRA). Para isso, foi necessário efectuar duas
amassaduras para cada composição de SCC, uma amassadura sem o SRA e outra
amassadura com o SRA. Relativamente à dosagem de adjuvante redutor de
retracção utilizada foi a recomendada pelo fabricante (7.5 l/m3).
6.2 - SCC com resistência à compressão de 44 MPa
6.2.1 - Composição do SCC
A amassadura desta composição de SCC foi efectuada de acordo com o
procedimento do ponto 5.2.1.
A tabela 31, apresenta a composição da mistura de SCC com resistência à
compressão de 44 MPa com e sem adjuvante redutor de retracção (SRA).
SCC 44MPa Componente/betão Sem SRA Com SRA
Cimento (II 42.5R) 211.9 Kg/m3 211.9 Kg/m3
Cinzas volantes 173.4 Kg/m3 173.4 Kg/m3
Areia 770.5 Kg/m3 770.5 Kg/m3
Brita fina 849.9 Kg/m3 849.9 Kg/m3
Água 192.6 Kg/m3 192.6 Kg/m3
Adj. Superplastificante 3.9 Kg/m3 3.9 Kg/m3
Adj. Redutor de retracção (SRA) ------ 7.4 Kg/m3
Tabela 31 – Composição do SCC de 44 MPa com e sem SRA
As imagens seguintes apresentam o aspecto da composição de SCC com
resistência à compressão de 44 MPa, com e sem SRA.
- 80 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Imagem 17 – Amassadura sem SRA, SCC – 44 MPa
Imagem 18 com SRA, – Amassadura
SCC – 44 MPa
Imagem 19 – Amassadura sem SRA, SCC 44 MPa
Imagem 20 – Amassadura com SRA, SCC –
44 MPa
Nas imagens seguintes são apresentados o betão colocado no molde
múltiplo.
Imagem 21 – Colocação do SCC – 44 MPa no molde múltiplo, sem SRA
Imagem 22 – Colocação do SCC – 44 MPa no molde múltiplo, com SRA
- 81 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
6.2.2 - Resultados
6.2.2.1 - Retracção
A determinação da retracção foi realizada de acordo com o ponto 3.7. Nas
imagens 23 à 26 mostram os provetes e medição da retracção do SCC – 44 MPa
com e sem SRA.
Imagem 23 – Provetes SCC – 44 MPa, sem SRA
Imagem 24 – Provetes SCC – 44 MPa com SRA,
Imagem 25 – Provetes SCC – 44 MPa sem SRA
Imagem 26 – Provetes SCC – 44 MPa com SRA
- 82 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Na tabela 32, é apresentado os valores da retracção de cada provete com e
sem SRA e respectivo valor médio de retracção.
Betão Auto-compactável (SCC - 44MPa) Retracção (10-3) Retracção (10-3) Tempo
Sem SRA Com SRA
Dia Provete S1
Provete S2
Provete S3 Média Provete
C1 Provete
C2 Provete
C3 Média
1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
2 0,04 0,04 0,05 0,04 0,06 0,05 0,05 0,05
3 0,10 0,09 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,07
4 0,12 0,09 0,13 0,11 0,08 0,07 0,07 0,07
5 0,15 0,14 0,17 0,15 0,13 0,11 0,11 0,11
6 0,20 0,19 0,22 0,20 0,17 0,14 0,14 0,15
7 0,24 0,23 0,27 0,24 0,19 0,17 0,17 0,17
8 0,26 0,25 0,26 0,25 0,20 0,19 0,18 0,19
9 0,29 0,28 0,32 0,30 0,21 0,20 0,18 0,20
10 0,30 0,29 0,33 0,31 0,21 0,22 0,20 0,21
11 0,33 0,30 0,34 0,32 0,24 0,24 0,23 0,24
12 0,35 0,32 0,37 0,35 0,27 0,29 0,25 0,27
13 0,40 0,36 0,40 0,39 0,31 0,33 0,30 0,31
14 0,46 0,43 0,45 0,44 0,34 0,35 0,32 0,34
Tabela 32 – Valores da retracção no SCC - 44 MPa
Na figura 34 são apresentados graficamente, os valores da retracção média
com e sem SRA.
RETRACÇÃO - SCC 44 MPa
0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
TEMPO (DIAS)
RET
RAC
ÇÃO
(10-
3)
Sem SRACom SRA
Fig. 34 – Gráfico com os valores médios de retracção do SCC 44 - MPa
- 83 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
6.2.2.2 - Resistência à compressão
A determinação da resistência à compressão dos provetes com e sem SRA
foi efectuada para a idade de 14 dias.
Na tabela 33 são apresentados os valores da resistência à compressão de
cada provete e respectiva média.
Provete Força aplicada (kN)
Área (mm2)
Tensão (MPa)
Sem SRA 590 22500 26,2
Com SRA 490 22500 21,8 Tabela 33 – Valores da resistência à compressão aos 14 dias
A figura 35 representa os valores da resistência à compressão de forma
gráfica.
Resistência à compressão do SCC - 44 MPa com e sem SRA, aos 14 dias
05
1015202530
Provetes
Tens
ão (M
Pa)
Sem SRA Com SRA
Fig. 35 – Gráfico de resultados da resistência à compressão (14 dias) do SCC 44 MPa com e
sem SRA
6.3 - SCC com resistência à compressão de 25 MPa
6.3.1 - Composição do SCC
A amassadura desta composição de SCC foi efectuada de acordo com o
procedimento do ponto 5.2.1.
- 84 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
A tabela 34 apresenta a composição da mistura de SCC com resistência à
compressão de 25 MPa com e sem adjuvante redutor de retracção (SRA).
SCC 25 MPa Componente/betão Sem SRA Com SRA
Cimento (II/B-L 32.5N) 199.3 Kg/m3 199.3 Kg/m3
Cinzas volantes 169.4 Kg/m3 169.4 Kg/m3
Areia 756.4 Kg/m3 756.4 Kg/m3
Brita fina 847.1 Kg/m3 847.1 Kg/m3
Água 202.9 Kg/m3 202.9 Kg/m3
Adj. Superplastificante 2.9 Kg/m3 2.9 Kg/m3
Adj. Redutor de retracção (SRA) ------ 7.4 Kg/m3
Tabela 34 – Composição do SCC 25 MPa com e sem SRA
As imagens seguintes apresentam o aspecto do SCC com resistência à
compressão de 25 MPa com e sem SRA.
Imagem 27 – Amassadura sem SRA, SCC – 25 MPa
Imagem 28 – Amassadura com SRA, SCC –25 MPa
Imagem 29 – Amassadura sem SRA, SCC – 25 MPa
Imagem 30 – Amassadura com SRA, SCC – 25 MPa
- 85 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Nas imagens seguintes, é apresentada a colocação do betão no molde
múltiplo.
Imagem 31 – Colocação de SCC – 25 MPa no molde múltiplo, sem SRA
Imagem 32 –Colocação de SCC – 25 MPa no molde mútiplo, com SRA
6.3.2 - Resultados
6.3.2.1 - Retracção
A determinação da retracção foi realizada de acordo com o ponto 3.7. As
imagens 33 a 36 mostram os provetes e medição da retracção do SCC – 44 MPa
com e sem SRA.
Imagem 33 – Provetes SCC – 25 MPa, sem SRA
Imagem 34 – Provetes SCC – 25 MPa, com SRA
- 86 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Imagem 35 – Provetes SCC – 25 MPa, sem SRA
Imagem 36 – Provetes SCC – 25 MPa, com
SRA
Na tabela 35, são apresentados os valores da retracção de cada provete com
e sem SRA, e respectivo valor médio de retracção.
Betão Auto-compactável (SCC - 25 MPa) Retracção (10-3) Retracção (10-3) Tempo
Sem SRA Com SRA
Dia Provete S1
Provete S2
Provete S3 Média Provete
C1 Provete
C2 Provete
C3 Média
1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
2 0,05 0,05 0,05 0,05 0,04 0,03 0,03 0,03
3 0,08 0,07 0,08 0,07 0,05 0,04 0,03 0,04
4 0,11 0,10 0,12 0,11 0,07 0,07 0,03 0,06
5 0,12 0,11 0,18 0,14 0,10 0,09 0,07 0,09
6 0,13 0,15 0,24 0,17 0,18 0,09 0,08 0,09
7 0,19 0,18 0,20 0,19 0,15 0,11 0,10 0,12
8 0,21 0,21 0,24 0,22 0,16 0,12 0,12 0,13
9 0,28 0,27 0,29 0,28 0,18 0,13 0,14 0,15
10 0,34 0,33 0,33 0,33 0,22 0,18 0,19 0,19
11 0,41 0,39 0,38 0,39 0,26 0,21 0,22 0,23
12 0,43 0,42 0,41 0,42 0,31 0,25 0,27 0,27
13 0,46 0,44 0,43 0,44 0,33 0,29 0,31 0,31
14 0,49 0,46 0,46 0,47 0,35 0,31 0,32 0,33
Tabela 35 – Valores da retracção no SCC 25 MPa
- 87 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Na figura 36 são apresentados, graficamente, os valores da retracção média
com e sem SRA.
RETRACÇÃO - SCC 25 MPa
0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
TEMPO (DIAS)
RE
TRA
CÇ
ÃO
(10-
3)
Sem SRACom SRA
Fig. 36 – Gráfico com os valores médios de retracção no SCC - 25 MPa
6.3.2.2 - Resistência à compressão
A determinação da resistência à compressão dos provetes com e sem SRA
foi efectuada para a idade de 14 dias.
Na tabela 36 são apresentados os valores da resistência à compressão de
cada provete, e respectiva média.
Provete Força aplicada (kN)
Área (mm2)
Tensão (MPa)
Sem SRA 310 22500 13,8 Com SRA 260 22500 11,6
Tabela 36 – Valores da resistência à compressão
A figura 37 representa os valores da resistência à compressão de forma
gráfica.
- 88 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Resistência à compressão do SCC - 25 MPa com e sem SRA, aos 14 dias
0
5
10
15
Provetes
Tens
ão (M
Pa)
Sem SRA Com SRA
Fig. 37– Gráfico de resultados da resistência à compressão (14 dias) do SCC - 25 MPa com e sem SRA
- 89 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 7 – ANÁLISE DE RESULTADOS
Sempre que se considerou oportuno, ao longo dos capítulos anteriores, foram
apresentadas observações e comentários de tipo conclusivo relativamente a cada
fase de desenvolvimento do trabalho.
Apresentam-se a seguir a análise de resultados do trabalho subdividida em
dois grupos, o primeiro referente ao desenvolvimento da composição do SCC e o
segundo referente à avaliação da retracção utilizando um adjuvante redutor de
retracção.
No que se refere à análise de resultados do desenvolvimento da composição
de SCC salienta-se o seguinte:
- É possível fabricar SCC com parâmetros fora dos limites recomendados pelo
Comité Técnico 174-SCC da RILEM e pelo grupo de investigadores que formam o
EPG SCC. Assim, relativamente ao total de finos no SCC 25 MPa, este foi inferior
em relação às recomendações da EPG SCC e do Comité Técnico 174-SCC da
Rilem; no SCC 25 MPa, a dosagem de água apresenta um valor superior ao exigido
pela recomendação do Comité Técnico 174-SCC da Rilem. Relativamente ao SCC
44 MPa, o total de agregado fino foi inferior ao valor das recomendações da EPG
SCC. No que se refere ao parâmetro, razão água/finos (volume), observa-se que as
duas composições de SCC apresentam um valor superior ao limite exigido por
ambas as recomendações.
- A metodologia para desenvolver as composições de SCC foi com base na
bibliografia revista, realizando-se apenas o acerto da quantidade de água. Assim,
este método revelou-se adequado, pois estas composições apresentaram resultados
aceitáveis no estado fresco. Isto pode ser visto através dos resultados dos ensaios.
- Em relação às propriedades mecânicas, tais como, resistência à
compressão, resistência à flexão e resistência à tracção por compressão do betão
no estado endurecido, verificou-se que se obtiveram valores aceitáveis em
concordância com as composições desenvolvidas.
- 90 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
As dosagens de adjuvante redutor de retracção (SRA) utilizadas foram as
recomendadas pela ficha técnica para ambas as composições de SCC. No que se
refere à avaliação da retracção utilizando um adjuvante redutor de retracção
evidencia-se para cada composição de SCC, o seguinte:
- SCC 44 MPa
De acordo com a figura 33, verificou-se que a composição de referência, ou
seja, sem adjuvante redutor de retracção (sem SRA) atingiu um valor de retracção
aos 14 dias de . Quanto à composição com SRA observou-se que obteve
um valor de retracção aos mesmos dias de . Portanto, utilizando a
composição com SRA verifica-se uma diminuição significativa da retracção. Assim
ocorre uma variação de 23%.
3−×
3−
3−
3−
3−
1044,0
1034,0 ×
De acordo com a figura 34, observa-se que a resistência à compressão aos
14 dias do provete de SCC sem SRA é de 26,2 MPa e do provete de SCC com
SRA é de 21,8 MPa. Assim, há uma diminuição da resistência na ordem dos 17%.
- SCC 25 MPa
De acordo com a figura 35, verificou-se que a composição de referência, ou
seja, sem adjuvante redutor de retracção (sem SRA) atingiu um valor de retracção
aos 14 dias de . Quanto à composição com SRA observou-se que obteve
um valor de retracção aos mesmos dias de . Portanto, utilizando a
composição com SRA verifica-se uma diminuição significativa da retracção. Assim
ocorre uma variação de cerca de 30%.
1047,0 ×
1033,0 ×
De acordo com a figura 36, observa-se que a resistência à compressão aos
14 dias do provete de SCC sem SRA é de 13,8 MPa e do provete de SCC com
SRA é de 11,6 MPa. Assim, há uma diminuição da resistência na ordem dos 16%.
- Betão Corrente
De acordo com a figura 20, verificou-se que a retracção média de um betão
corrente aos 14 dias é de . Verifica-se deste modo que, a retracção no
betão auto-compactável atinge um valor maior do que no betão corrente. Pode-se
10192.0 ×
- 91 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
observar que no SCC 44 MPa sem SRA, a retracção aos 14 dias aumenta cerca de
44% em relação à retracção média do betão corrente.
No que se refere ao SCC 25 MPa sem SRA, a retracção aos 14 dias, ocorre
um aumento no valor de 41% face ao betão corrente.
- 92 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 8 – CONCLUSÕES
O trabalho desenvolvido permitiu enunciar algumas conclusões de carácter
geral:
O SCC oferece muitas vantagens, tais como: possibilidade de enchimento de
zonas densamente armadas onde a compactação por vibrador de agulha é
impossível; melhoria da qualidade das superfícies de acabamento; diminuição de
custos dos equipamentos de vibração e seus acessórios; é mais adequado para
trabalhos de reparação, entre outros, mas apresenta uma grande desvantagem, pois
tem retracções mais elevadas do que o betão corrente.
Segundo a ficha técnica do adjuvante redutor de retracção (SRA) utilizado,
normalmente, o uso deste tipo de adjuvantes pode provocar uma ligeira diminuição
da resistência no betão. Verificou-se que, efectivamente, com a utilização do SRA
em ambas as composições , houve diminuição de resistência.
Os valores de resistência à compressão obtidos, neste trabalho, aos 14 dias,
são mais baixos do que o previsto. Isto deve-se à elevada quantidade de cinzas
volantes incorporadas em ambas as composições, pois, no betão endurecido, o uso
de cinzas reduz as resistências iniciais.
Pode-se concluir que para os 14 dias de medições da retracção, o betão
menos resistente neste trabalho (SCC 25 MPa), sem SRA, atingiu um valor de
retracção mais elevado ( ). Esta variação foi na ordem dos 6% em relação
ao SCC 44 MPa, sem SRA ( ).
3−
3−
3−
3−
1047,0 ×
1044,0 ×
Pode-se referir ainda que o betão menos resistente, mas agora, contendo
SRA, alcançou aos 14 dias, um valor de retracção mais baixo ( ) em
relação ao SCC mais resistente, atingindo . Assim houve uma variação de
cerca de 3% em relação ao SCC mais resistente.
1033,0 ×
1034,0 ×
No SCC 44 MPa verificou-se que, introduzindo o SRA, reduz-se o fenómeno
da retracção em 23%. No que diz respeito ao SCC 25 MPa, observou-se que,
aplicando o SRA, diminui a retracção em 30%.
- 93 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Aos 14 dias, pode-se concluir que no SCC 44 MPa, o efeito do adjuvante
redutor de retracção é menor do que no SCC 25 MPa.
Em Portugal, ainda não existem estudos da retracção em betão auto-
compactável, pois, contactaram-se vários investigadores desta área, nas
Universidades e Institutos mais prestigiados do país, para saber se tinham algum
trabalho sobre esta problemática. De notar que houve investigadores muito
interessados neste trabalho.
Na realidade existem trabalhos sobre retracção mas em betões correntes e
argamassas. Gonçalves et al.(2004) realizou um estudo sobre retracção, em betões
correntes, utilizando o mesmo SRA deste trabalho, com dosagem recomendada pelo
fabricante.
Este autor indica que, na ausência de resultados experimentais, a redução da
retracção pode ser estimada até valores da ordem de 30%, aos 6-9 meses. Também
permitiu concluir que a eficiência dos SRAs depende da dosagem absoluta de SRA,
da relação A/C e da dosagem de ligante. O uso de SRAs em dosagens correntes
não altera a velocidade de secagem do betão.
Este trabalho apenas permitiu determinar a retracção, para os betões SCC
indicados, aos 14 dias, devido ao tempo disponível para realização do projecto e
outros factores, tais como, falta de cumprimento de prazos do fornecedor de
equipamento.
Comparativamente com betões correntes, a retracção no caso dos SCC
apresenta-se com valores superiores.
Para uma melhor avaliação de resultados, há intenção de prosseguir com
este trabalho de pesquisa, realizando ensaios para determinação dos valores de
retracção, nomeadamente, para outras idades.
Por último, espero que este estudo ajude a compreender e a dar a conhecer
algumas informações úteis para outros trabalhos.
- 94 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
CAPITULO 9 – DESENVOLVIMENTOS FUTUROS
No desenvolvimento deste trabalho foram encontradas grandes dificuldades,
devido à falta de informação especifica na bibliografia sobre: o fenómeno da
retracção, relativamente a alguns conceitos e à aplicação de adjuvantes redutores
de retracção (SRA) no betão auto-compactável. Trabalhos neste âmbito são úteis
para a maior utilização de SCC.
Embora o conhecimento sobre os SCC tenha evoluído significativamente nos
últimos anos, de uma maneira geral reconhece-se que existem muitas matérias que
devem ser objecto de estudo mais aprofundado, no sentido de se poder tirar partido
de todo o potencial que o betão auto-compactável apresenta.
Para uma tecnologia que surgiu recentemente, não é difícil identificar
assuntos que necessitam de investigação. Através da pesquisa bibliográfica
realizada, foi possível identificar vários assuntos, muitos deles já com várias
abordagens. De entre eles, destacamos os que se consideram principais para uma
rápida expansão e adopção pela indústria da construção:
Estudo das propriedades deste novo betão no estado endurecido
(fluência, fendilhação, durabilidade, etc) e suas implicações.
Estabelecimento de critérios consensuais de aceitação do betão fresco,
de acordo com as condições de aplicação (espaçamentos, densidades
de armaduras, dimensões mínimas das peças, etc).
Estudo de técnicas especiais de reparação, possíveis de executar com
este tipo de betão.
Concretamente, em relação aos assuntos abordados neste trabalho, existem
vários temas que poderão ser objecto de estudo mais detalhado. Salientamos os
seguintes:
Avaliação do efeito de outros adjuvantes redutores de retracção no
betão auto-compactável.
- 95 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
Avaliação do efeito de armaduras específicas para controlar a
retracção no betão auto-compactável.
Avaliação do efeito de adições expansivas para controlar a retracção
do betão auto-compactável.
Avaliação dos efeitos referidos atrás para várias classes de betão auto-
compactável.
- 96 -
AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
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AVALIAÇÃO DO EFEITO DE UM ADJUVANTE REDUTOR DE RETRACÇÃO NO BETÃO AUTO-COMPACTÁVEL
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ANEXOS
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