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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

RELATÓRIO CONVÊNIO

CAMARGO CORRÊA INDUSTRIAL - NORIE/CPGEC/UFRGS

1996/1997

Porto Alegre1997

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................................................................................32. ENSAIO DE AGRESSÃO QUÍMICA E ABRASÃO....................................................................................................4

2.1. Variáveis ..........................................................................................................................................................................42.2. Planejamento do experimento......................................................................................................................................42.3. Materiais empregados ...................................................................................................................................................42.4. Proporcionamento dos materiais .................................................................................................................................62.5. Resistência à compressão.............................................................................................................................................62.6. Agressão Química ..........................................................................................................................................................7

2.6.1. Agentes químicos empregados e concentrações:..............................................................................................72.6.2. Método.....................................................................................................................................................................72.6.3. Resultados...............................................................................................................................................................82.6.4. Análise e discussão dos resultados ...................................................................................................................24

2.7. Resistência à Abrasão .................................................................................................................................................732.7.1. Método...................................................................................................................................................................732.7.2. Resultados.............................................................................................................................................................742.7.3. Análise e discussão dos resultados ...................................................................................................................75

3. DURABILIDADE CONFERIDA PELO CIMENTO ARI..........................................................................................773.1. Variáveis ........................................................................................................................................................................773.2. Planejamento dos experimentos................................................................................................................................773.2. Materiais empregados .................................................................................................................................................783.4. Proporcionamento dos materiais ...............................................................................................................................783.5. Resistência à compressão...........................................................................................................................................793.6. Absorção de água pelo concreto - Método Kelham...............................................................................................80

3.6.1. Método...................................................................................................................................................................803.6.2. Resultados obtidos...............................................................................................................................................833.6.3. Análise e discussão dos resultados ...................................................................................................................86

3.7. Penetração de íon Cloreto...........................................................................................................................................893.7.1. Método...................................................................................................................................................................893.7.2. Resultados obtidos...............................................................................................................................................893.7.3. Análise e discussão dos resultados ...................................................................................................................91

4. RESISTIVIDADE DE CONCRETOS COM ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA ..........................................................924.1. Variáveis ........................................................................................................................................................................924.2. Planejamento.................................................................................................................................................................924.3. Materiais ........................................................................................................................................................................924.4. Proporcionamento dos materiais ...............................................................................................................................934.5. Método de ensaio .........................................................................................................................................................934.6. Resultados e discussão................................................................................................................................................944.7. Considerações finais ....................................................................................................................................................97

5. ENSAIOS ACELERADOS E ENSAIOS DE CAMPO................................................................................................985.1. Corrosão de armaduras................................................................................................................................................99

5.1.1. Método...................................................................................................................................................................995.1.2. Resultados obtidos............................................................................................................................................ 1035.1.3. Análise e discussão dos resultados ................................................................................................................ 109

5.2. Carbonatação............................................................................................................................................................. 1115.2.1. Método................................................................................................................................................................ 1125.2.2. Resultados obtidos............................................................................................................................................ 1165.2.3. Análise e discussão dos resultados ................................................................................................................ 121

6. PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS E PUBLICAÇÕES TÉCNICAS...................................................................... 1217. RESUMOS ENVIADOS-APROVADOS.................................................................................................................... 123BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................................................... 124

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1. INTRODUÇÃO

O segundo convênio firmado entre a Camargo Corrêa Industrial S.A. e o

NORIE/UFRGS contemplou um estudo bastante abrangente, diretamente relacionado à

durabilidade de concretos com adição de sílica ativa e com cimentos Eldorado CP V-ARI e

CP II-F, comparando o desempenho destes cimentos com outros, como o CP II-E, o CP V-

ARI RS e o CP IV.

O programa experimental proposto desenvolvido foi dividido em quatro estudos

principais, sendo eles estudo de agressão química, envolvendo sete soluções agressivas, e

estudo de abrasão; durabilidade conferida pelo cimento CP V-ARI; ensaios acelerados e

ensaios de campo. Salienta-se que nos estudos de durabilidade do cimento CP V-ARI com

adição de sílica ativa foram desenvolvidos ensaios de resistividade elétrica do concreto, que

não estavam especificados na proposta do convênio.

O presente relatório tem por objetivo descrever os métodos empregados na

realização da parte experimental do convênio firmado entre a Camargo Corrêa Industrial e o

NORIE/CPGEC/UFRGS, os resultados obtidos, análise e discussão dos resultados,

esclarecendo a influência da sílica ativa e dos cimentos empregados nas propriedades

estudadas.

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2. ENSAIO DE AGRESSÃO QUÍMICA E ABRASÃO

Este programa experimental tem como objetivo avaliar a resistência à abrasão e à

ação de agentes químicos, através da análise do desempenho de concretos com cimento

CP II-F e CP V-ARI, com e sem adição de sílica ativa, nos teores de 0, 6, 9, 12 e 18%. Para o

ensaio de agressão química foram utilizadas sete tipos de soluções, simulando o ambiente

agressivo.

2.1. Variáveis

As variáveis utilizadas neste programa experimental foram:

• Relação água/aglomerante (a/agl) - 0,37, 0,59 e 0,81;

• Teor de sílica ativa - 0, 6, 9, 12 e 18%;

• Tipo de cimento - CP II-F e CP V-ARI.

2.2. Planejamento do experimento

Os dados apresentados neste trabalho foram obtidos a partir de um programa

experimental bastante extenso, onde foi estudado o comportamento do concreto com adição

de sílica ativa frente a ação sete soluções agressivas. Desta forma, o planejamento foi

realizado de forma a proporcionar um programa enxuto, fracionando o experimento, o que

permitiu abranger um número de variáveis maior, representadas em diversos níveis.

Este tipo de planejamento exige uma análise estatística mais apurada do que a

normalmente utilizada que, na maioria das vezes, contempla apenas média, desvio padrão e

coeficiente de variação, não fornecendo a significância dos diversos fatores envolvidos e das

suas interações. O planejamento e análise estatística permite detectar comportamentos não

observados em análises simples.

2.3. Materiais empregados

Os materiais utilizados na confecção dos corpos de prova, comercializados

usualmente, estão descritos na seqüência.

Cimento

No programa experimental foi utilizado cimento Portland composto com fíler

(CP II-F) e cimento Portland de alta resistência inicial (CP V-ARI), oriundos do mesmo lote

de fabricação.

5

Areia

Foi utilizada areia quartzosa, encontrada no comércio local , proveniente de

afluentes do estuário do Guaíba. As características físicas da areia estão apresentadas na

tabela 2.1.

Tabela 2.1. Características físicas da areia

Peneira Massa retida porpeneira (g)

% Retida porpeneira

Massa acumulada(g)

% Acumulada

4.8 2.7 0.08 2.7 0.082.4 178.1 5.04 180.8 5.121.2 335.3 9.49 516.1 14.610.6 749.8 21.22 1265.9 35.830.3 1695.5 47.99 2961.4 83.820.15 553.4 15.66 3514.8 99.48

Fundo 15.8 0.45 3530.6 99.93Dimensão máxima característica: 4.8 mmMódulo de finura: 2.39Zona 2 - Areia fina.

Agregado Graúdo

Utilizou-se um agregado graúdo de origem basáltica, britado, com diâmetro

máximo de 25 mm. As características físicas do agregado graúdo encontram-se na tabela 2.2.

Tabela 2.2. Características físicas do agregado graúdo

Peneira Massa retida porpeneira (g)

% Retida porpeneira

Massa acumulada(g)

% Acumulada

19 400.1 7.36 400.1 7.3612.5 3093.9 56.87 3494.1 64.239.5 1603.8 29.48 5097.8 93.716.3 316.4 5.82 5414.2 99.534.8 20.4 0.38 5434.6 99.912.4 0 0 5434.6 99.91

Fundo 2.5 0.05 5437.1 99.96Dimensão máxima característica = 25 mmMódulo de finura = 7.01BRITA 1

Sílica Ativa

A sílica ativa utilizada no programa experimental é do tipo não densificada,

oriunda de um mesmo lote de fabricação.

Aditivo superplastificante

Utilizou-se um aditivo superplastificante a base de naftaleno sulfonado.

6

2.4. Proporcionamento dos materiais

Os traços dos concretos utilizados na confecção dos corpos de prova estão

descritos na tabela 2.3.

Tabela 2.3. Proporcionamento dos materiais

a/agl cimento : areia : brita (em massa)

0,37 1 : 1,2 : 2,34

0,59 1 : 2,19 : 3,74

0,81 1 : 3,38 : 5,14

2.5. Resistência à compressão

O ensaio de resistência à compressão, conforme NBR 5739, foi realizado para

fins de controle dos traços de concretos moldados. Os resultados são apresentados na

figura 2.1.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 6 9 12 18

Teor de Sílica Ativa (%)

Res

istê

ncia

à c

ompr

essã

o (M

Pa)

CP V-ARI - 0,37

CP V-ARI - 0,59

CP V-ARI - 0,81

CP II-F - 0,37

CP II-F - 0,59

CP II-F - 0,81

Figura 2.1. Resistência à compressão dos concretos estudados

7

2.6. Agressão Química

2.6.1. Agentes químicos empregados e concentrações:

As soluções para os experimentos de agressão química, definidas pela Camargo

Corrêa Industrial, estão relacionadas na seqüência. A concentração de 5% das soluções ácidas

empregadas foi estabelecida baseada em dados da literatura.

• Solução de ácido acético;

• Solução de ácido cítrico;

• Solução de ácido fórmico;

• Solução de ácido lático;

• Solução de ácido sulfúrico;

• Refrigerante base cola;

• Água pura.

2.6.2. Método

O método de ensaio para ataque químico seguiu o apresentado por CAMPS et al.

(1990).As dimensões dos corpos de prova e avaliação de propriedades físicas dos materiais,

após sofrerem o ataque, seguem a prescrição da norma americana ASTM C1012 - Test for

lenght change of hydraulic-cement mortars exposed to sulfate solution.

Os corpos de prova empregados para a realização deste ensaio foram prismáticos,

com dimensão de 4 x 4 x 16 cm. Após a moldagem, os corpos de prova foram submetidos à

cura submersa por 28 dias, a partir do qual iniciaram-se os ciclos de agressão de 14 dias.

Os ciclos de agressão consistiram em períodos de sete dias de imersão e sete dias

de secagem. Ao iniciar os ciclos de ataque químico os corpos de prova foram previamente

pesados. Após o período de imersão os corpos de prova foram lavados com jatos de água com

o objetivo de simular a ação mecânica de desgaste e para remover os produtos de corrosão da

superfície do corpo de prova, sendo colocados para secar em ambiente de laboratório. Ao

final do período de secagem, os corpos de prova foram pesados, completando o ciclo de 14

dias. A cada novo ciclo a solução de agente agressivo foi renovada, medindo-se o pH da

solução antes de imergir os corpos de prova e após retirá-los da solução. Foram previstos

cinco ciclos de agressão. A figura 2.2 apresenta o esquema do ciclo de agressão.

8

Figura 2.2. Esquema dos ciclos de agressão (CAMPS, et al., 1990).

Foram utilizados 2 corpos de prova por traço moldado. O volume das soluções

agressivas correspondeu a 4 vezes o volume total dos corpos de prova.

Os corpos de prova, após o ciclo final de agressão, e os corpos de prova de

referência foram submetidos ao ensaio de resistência à tração na flexão, segundo a norma

NBR 12.142 “Concreto - Determinação da resistência à tração na flexão em corpos de prova

prismáticos - Método de ensaio”.

2.6.3. Resultados

As medidas de perda de massa e resistência à tração dos corpos de prova, após a

realização dos ciclos de agressão, podem ser observados nas tabelas 2.4 a 2.18, bem como nas

figuras 2.3 a 2.17.

9

Tabela 2.4. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em soluçãode ácido acético.

Identificação(a/agl) / (% s.a.) / (cimento)

Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total

Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g)

0,37/0/V – 1 647,7 645,3 618,8 598,6 580,1 548,4 -99,3

0,37/0/V – 2 657,5 654,9 627,5 608,0 589,2 560,0 -97,5

0,37/6/II – 1 626,0 609,2 587,5 573,1 558,7 540,5 -85,5

0,37/6/II – 2 619,2 602,2 580,8 565,4 552,1 528,7 -90,5

0,37/18/V – 1 631,4 629,5 604,5 587,7 574,2 560,9 -70,5

0,37/18/V – 2 652,3 650,3 624,6 607,0 592,3 582,7 -69,6

0,59/0/II – 1 634,6 616,9 597,5 582,2 566,3 538,7 -95,9

0,59/0/II – 2 617,5 598,7 579,8 563,0 546,9 520,6 -96,9

0,59/9/II – 1 636,8 633,1 614,7 600,7 590,1 580,6 -56,2

0,59/9/II – 2 639,1 635,8 616,4 602,8 589,3 577,5 -61,6

0,59/9/V – 1 627,0 609,5 590,1 576,4 563,3 539,5 -87,5

0,59/9/V – 2 625,2 608,2 588,4 573,9 561,7 542,5 -82,7

0,59/18/II – 1 614,9 597,8 579,8 567,7 554,7 536,1 -78,8

0,59/18II – 2 623,4 605,9 587,7 576,2 568,1 550,1 -73,3

0,81/0/V – 1 629,2 623,7 606,8 594,2 577,9 561,2 -68,0

0,81/0/V – 2 623,1 618,0 601,1 585,8 570,1 545,3 -77,8

0,81/12/II – 1 620,2 616,1 599,9 585,7 568,2 557,0 -63,2

0,81/12/II – 2 618,2 612,9 597,3 582,0 564,6 556,4 -61,8

0,81/18/V – 1 607,1 589,9 573,1 559,8 548,7 514,8 -92,3

0,81/18/V – 2 609,0 591,3 572,8 561,2 548,1 521,0 -88,0

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

Acético - Perda de Massa (g) 37/0/V

37/6/II

37/18/V

59/0/II

59/9/V

59/9/II

59/18/II

81/0/V

81/12/II

81/18/V

Figura 2.3. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido acético.

10

Tabela 2.5. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos submetidos àsolução de ácido acético.

Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)

0,37/0/V – 1 2,95 0,59/9/V – 1 1,09

0,37/0/V – 2 3,13 0,59/9/V – 2 Inválido

0,37/6/II – 1 2,07 0,59/18/II – 1 0,39

0,37/6/II – 2 3,10 0,59/18/II – 2 1,43

0,37/18/V – 1 1,03 0,81/0/V – 1 0,91

0,37/18/V – 2 2,88 0,81/0/V – 2 0,46

0,59/0/II- 1 0,99 0,81/12/II – 1 0,21

0,59/0/II – 2 1,44 0,81/12/II – 2 0,02

0,59/9/II – 1 1,52 0,81/18/V – 1 1,12

0,59/9/II – 2 1,81 0,81/18/V - 2 1,16

0

1

2

3

4

Acético - Resistência à Tração (MPa)

37/0/V

37/6/II

37/18/V

59/0/II

59/9/V

59/9/II

59/18/II

81/0/V

81/12/II

81/18/V

Figura 2.4. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido acético.

11

Tabela 2.6. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em solução de ácido cítrico.




0,37/0/V – 1 646,9 641,8 608,3 572,2 538,8 503,6 -143,3

0,37/0/V – 2 637,3 631,8 600,7 562,8 530,1 495,0 -142,3

0,37/12/II – 1 642,7 640,1 620,8 584,9 547,1 514,4 -128,3

0,37/12/II – 2 644,2 641,4 619,5 583,3 547,7 517,7 -126,5

0,37/18/V – 1 639,2 637,2 609,2 570,1 534,2 503,1 -136,1

0,37/18/V – 2 641,4 639,2 611,0 572,7 537,5 509,0 -132,4

0,59/0/II – 1 648,8 641,5 595,7 558,2 527,5 496,7 -152,1

0,59/0/II – 2 641,3 633,9 590,9 553,8 521,9 491,1 -150,2

0,59/0/V – 1 610,7 603,3 559,7 523,4 489,6 455,8 -154,9

0,59/0/V – 2 633,4 626,5 584,7 544,2 509,3 478,9 -154,5

0,59/9/II – 1 639,8 634,1 584,0 531,1 485,7 443,2 -196,6

0,59/9/II – 2 632,3 626,9 577,6 524,3 482,1 445,3 -187,0

0,59/18/II – 1 620,4 616,2 560,6 504,9 462,2 430,1 -190,3

0,59/18II – 2 618,1 613,5 559,0 502,7 460,2 428,1 -190,0

0,81/0/V – 1 611,9 604,9 554,8 506,1 466,8 436,2 -175,7

0,81/0/V – 2 626,3 619,4 567,2 520,1 484,2 456 -170,3

0,81/6/II – 1 609,5 602,1 515,5 460,1 409,2 358,8 -250,7

0,81/6/II – 2 623,8 616,0 536,5 482,4 440,4 397,4 -226,4

0,81/18/V – 1 607,9 600,5 508,7 450,8 405,6 364,9 -243,0

0,81/18/V – 2 609,5 601,9 509,5 454,9 413,2 373,3 -236,2

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

Cítrico - Perda de Massa (g) B37/0/V

A37/12/II

A37/18/V

B59/0/II

B59/0/V

A59/9/II

A59/18/II

A81/0/V

B81/6/II

B81/18/V

Figura 2.5. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido cítrico.

12

Tabela 2.7. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por soluçãode ácido cítrico.


0,37/0/V – 1 5,47 0,59/9/II – 1 1,53

0,37/0/V – 2 Inválido 0,59/9/II – 2 2,66

0,37/12/II – 1 6,12 0,59/18/II – 1 1,96

0,37/12/II – 2 6,09 0,59/18II – 2 2,01

0,37/18/V – 1 Inválido 0,81/0/V – 1 0,83

0,37/18/V – 2 Inválido 0,81/0/V – 2 1,37

0,59/0/II – 1 2,45 0,81/6/II – 1 0,74

0,59/0/II – 2 3,18 0,81/6/II – 2 1,5

0,59/0/V – 1 2,52 0,81/18/V – 1 0,78

0,59/0/V - 2 5,58 0,81/18/V - 2 1,13

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Cítrico - Resistência à tração (MPa)

B37/0/V

A37/12/II

B59/0/II

B59/0/V

A59/9/II

A59/18/II

A81/0/V

B81/6/II

B81/18/V

Figura 2.6. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido cítrico.

13

Tabela 2.8. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em soluçãode ácido fórmico.




0,37/0/II – 1 661,9 658,0 618,2 590,1 542,9 469,6 -192,3

0,37/0/II – 2 659,9 656,0 615,8 574,7 553,0 471,7 -188,2

0,37/6/V – 1 652,7 650,1 610,3 577,6 563,6 518,8 -133,9

0,37/6/V – 2 641,4 639,0 601,1 578,1 554,7 511,5 -129,9

0,37/18/II – 1 638,3 630,4 597,2 576,7 562,0 536,4 -101,9

0,37/18/II – 2 630,2 622,8 588,3 566,3 548,2 521,0 -109,2

0,59/0/V – 1 616,9 606,4 574,5 539,1 480,2 405,3 -211,6

0,59/0/V – 2 635,7 625,5 592,5 531,1 482,7 416,6 -219,1

0,59/9/II – 1 634,8 625,2 595,5 570,1 546,5 494,2 -140,6

0,59/9/II – 2 628,9 619,4 589,3 565,6 544,0 437,8 -191,1

0,59/9/V – 1 642,5 638,6 607,3 585,1 564,6 517,1 -125,4

0,59/9/V – 2 640,0 635,7 604,0 584,7 563,0 509,4 -130,6

0,59/18/V – 1 634,0 630,2 599,9 582,4 562,4 531,1 -102,9

0,59/18/V – 2 618,0 614,0 583,6 564,8 548,2 528,1 -89,9

0,81/0/II – 1 657,8 642,0 617,5 588,8 544,9 468,0 -189,8

0,81/0/II – 2 648,5 642,0 617,6 586,7 536,0 471,3 -177,2

0,81/12/V – 1 610,3 598,8 568,7 504,9 454,6 368,3 -242,0

0,81/12/V – 2 622,6 611,0 582,7 510,7 445,3 398,1 -224,5

0,81/18/II – 1 619,9 609,3 580,5 553,0 528,7 475,4 -144,5

0,81/18/II – 2 635,3 624,4 597,3 570,3 539,6 479,3 -156,0

-250

-200

-150

-100

-50

0

Fórmico - Perda de Massa (g) A37/0/II

A37/6/V

B37/18/II

B59/0/V

A59/9/V

B59/9/II

A59/18/V

A81/0/II

B81/12/V

B81/18/II

Figura 2.7. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido fórmico.

14

Tabela 2.9. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por soluçãode ácido fórmico.


0,37/0/II – 1 1,7 0,59/9/V – 1 1,00

0,37/0/II – 2 Inválido 0,59/9/V – 2 0,75

0,37/6/V – 1 0,90 0,59/18/V – 1 0,26

0,37/6/V – 2 1,39 0,59/18/V – 2 0,56

0,37/18/II – 1 2,11 0,81/0/II – 1 0,04

0,37/18/II – 2 3,06 0,81/0/II – 2 0,04

0,59/0/V – 1 3,64 0,81/12/V – 1 0,15

0,59/0/V – 2 1,70 0,81/12/V – 2 0,05

0,59/9/II – 1 1,04 0,81/18/II – 1 0,04

0,59/9/II – 2 1,11 0,81/18/II - 2 0,03

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Fórmico - Resistência à tração (MPa)

A37/0/II

A37/6/V

B37/18/II

B59/0/V

A59/9/V

B59/9/II

A59/18/V

A81/0/II

B81/12/V

B81/18/II

Figura 2.8. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido fórmico.

15

Tabela 2.10. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão emsolução de ácido lático.




0,37/0/II – 1 626,0 624,1 603,9 582,4 558,5 524,6 -101,4

0,37/0/II – 2 626,1 624,3 603,5 580,5 554,4 514,2 -111,9

0,37/6/V – 1 643,6 641,7 615,6 590,5 565,0 523,0 -120,6

0,37/6/V – 2 646,4 644,7 618,3 595,7 574,5 522,7 -123,7

0,37/18/II – 1 631,3 629,9 606,8 588,6 573,2 554,1 -77,2

0,37/18/II – 2 626,7 625,4 602,0 583,4 568,4 543,8 -82,9

0,59/0/V – 1 635,2 632,3 614,2 595,1 571,6 538,9 -96,3

0,59/0/V – 2 628,7 626,6 606,8 585,3 553,8 518,4 -110,3

0,59/9/II – 1 625,4 623,7 606,8 592,1 572,2 551,1 -74,3

0,59/9/II – 2 604,9 603,5 586,0 569,1 549,5 519,1 -85,8

0,59/9/V – 1 628,1 625,3 605,2 574,2 564,4 533,6 -94,5

0,59/9/V – 2 632,3 629,6 608,5 587,5 566,1 512,6 -119,7

0,59/18/V – 1 633,1 633,0 614,9 601,9 586,9 570,5 -62,6

0,59/18/V – 2 623,6 623,5 603,7 590,7 577,0 559,6 -64,0

0,81/0/II – 1 612,7 611,5 595,8 581,0 559,8 529,1 -83,6

0,81/0/II – 2 608,7 606,7 591,9 576,9 565,8 536,3 -72,4

0,81/12/V – 1 619,0 617,9 602,0 585,4 568,3 522,4 -96,6

0,81/12/V – 2 638,2 635,7 620,9 603,9 578,5 531,8 -106,4

0,81/18/II – 1 602,9 597,4 573,7 562,7 547,0 482,6 -120,3

0,81/18/II – 2 616,0 610,8 597,2 577,7 532,7 502,2 -113,8

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

Lático - Perda de Massa (g)B37/0/II

A37/6/V

A37/18/II

B59/0/V

A59/9/V

B59/9/II

B59/18/V

A81/0/II

B81/12/V

A81/18/II

Figura 2.9. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido lático.

16

Tabela 2.11. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados porsolução de ácido lático.


0,37/0/II – 1 3,89 0,59/9/V – 1 3,41

0,37/0/II – 2 Inválido 0,59/9/V – 2 4,30

0,37/6/V – 1 3,78 0,59/18/V – 1 3,35

0,37/6/V – 2 4,22 0,59/18/V – 2 4,02

0,37/18/II – 1 4,02 0,81/0/II – 1 3,06

0,37/18/II – 2 4,66 0,81/0/II – 2 1,81

0,59/0/V – 1 2,57 0,81/12/V – 1 3,33

0,59/0/V – 2 Inválido 0,81/12/V – 2 1,84

0,59/9/II – 1 2,68 0,81/18/II – 1 0,77

0,59/9/II - 2 3,23 0,81/18/II - 2 1,64

0

1

2

3

4

5

Lático - Resistência à tração (MPa)

B37/0/II

A37/6/V

A37/18/II

B59/0/V

A59/9/V

B59/9/II

B59/18/V

A81/0/II

B81/12/V

A81/18/II

Figura 2.10. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido lático.

17

Tabela 2.12. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão emsolução de ácido sulfúrico.




0,37/0/V – 1 639,7 637,0 560,7 497,0 439,8 393,2 -246,5

0,37/0/V – 2 656,0 653,4 577,7 522,2 477,1 422,9 -233,1

0,37/12/II – 1 650,4 649,7 576,9 493,0 441,4 373,0 -277,4

0,37/12/II – 2 640,4 640,2 572,9 487,5 433,9 370,3 -270,1

0,37/18/V – 1 639,2 638,9 599,8 508,6 449,7 388,4 -250,8

0,37/18/V – 2 629,0 628,7 590,3 499,0 438,4 363,3 -266,7

0,59/0/II – 1 634,1 628,4 579,0 503,9 461,3 426,3 -207,8

0,59/0/II – 2 634,4 628,2 576,5 502,7 454,1 415,7 -218,7

0,59/9/II – 1 610,2 608,4 574,6 423,0 445,0 382,4 -227,8

0,59/9/II – 2 632,3 630,2 600,3 517,8 476,1 428,0 -204,3

0,59/9/V – 1 626,6 622,6 587,9 520,7 477,8 421,6 -205,0

0,59/9/V – 2 618,9 615,1 580,5 511,6 476,7 421,7 -197,2

0,59/18/II – 1 624,1 623,3 615,3 504,0 447,6 389,1 -235,0

0,59/18/II – 2 632,9 632,1 620,8 514,6 466,3 411,7 221,2

0,81/0/V – 1 632,3 628,8 623,8 607,8 587,7 545,2 -87,1

0,81/0/V – 2 634,9 631,3 626,7 616,6 597,6 551,5 -83,4

0,81/6/II – 1 610,1 602,9 603,1 587,1 563,3 519,8 -90,3

0,81/6/II – 2 615,4 608,1 604,9 586,0 560,7 526,7 -88,7

0,81/18/V – 1 607,9 602,3 610,9 589,3 553,8 507,4 -100,5

0,81/18/V – 2 593,6 588,2 596,4 580,1 541,1 500,7 -92,9

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

Sulfúrico - Perda De Massa (g)37/0/V

37/12/II

37/18/V

59/0/II

59/9/V

59/9/II

59/18/II

81/0/V

81/6/II

81/18/V

Figura 2.11. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido sulfúrico.

18

Tabela 2.13. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados porsolução de ácido sulfúrico.


0,37/0/V – 1 3,05 0,59/9/V – 1 3,09

0,37/0/V – 2 1,39 0,59/9/V – 2 2,50

0,37/12/II – 1 2,97 0,59/18/II – 1 3,13

0,37/12/II – 2 1,20 0,59/18/II – 2 1,45

0,37/18/V – 1 0,92 0,81/0/V – 1 3,84

0,37/18/V – 2 3,69 0,81/0/V – 2 2,50

0,59/0/II – 1 1,00 0,81/6/II – 1 1,68

0,59/0/II – 2 2,53 0,81/6/II – 2 2,33

0,59/9/II – 1 2,49 0,81/18/V – 1 0,98

0,59/9/II – 2 2,90 0,81/18/V – 2 1,44

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Sulfúrico - Resistência à tração (MPa)

37/0/V

37/12/II

37/18/V

59/0/II

59/9/V

59/9/II

59/18/II

81/0/V

81/6/II

81/18/V

Figura 2.12. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido sulfúrico.

19

Tabela 2.14. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão emágua pura.




0,37/0/V – 1 648,4 647,2 647,4 646,2 645,9 647,4 -1,0

0,37/0/V – 2 636,2 635,0 635,0 634,1 633,9 635,2 -1,0

0,37/6/II – 1 622,5 621,0 620,4 620,9 621,0 619,9 -2,6

0,37/6/II – 2 652,2 650,7 650,1 650,5 650,6 649,7 -2,5

0,37/18/V – 1 620,7 619,5 619,3 619,8 619,8 619,2 -1,5

0,37/18/V – 2 633,3 632,4 632,3 632,6 632,7 632,1 -1,2

0,59/0/II – 1 622,5 621,3 621,8 620,5 620,4 622,2 -0,3

0,59/0/II – 2 630,4 629,3 629,4 628,1 627,8 629,7 -0,7

0,59/9/II – 1 622,6 620,3 620,2 618,9 618,8 621,0 -1,6

0,59/9/II – 2 613,3 610,8 610,4 609,6 609,2 611,3 -2,0

0,59/9/V – 1 624,6 621,6 620,4 620,5 620,6 618,7 -5,9

0,59/9/V – 2 629,7 627,2 625,9 625,9 625,7 623,8 -5,9

0,59/18/II – 1 625,4 622,3 621,5 622,1 622,5 620,4 -5,0

0,59/18/II – 2 625,2 622,5 621,6 622,2 622,3 620,2 -5,0

0,81/0/V – 1 637,8 631,3 629,8 629,7 629,9 627,5 -10,3

0,81/0/V – 2 628,6 621,5 620,1 620,0 620,1 617,5 -11,1

0,81/12/II – 1 644,0 640,9 641,4 639,8 639,0 641,5 -2,5

0,81/12/II – 2 619,3 616,4 616,5 614,8 613,9 616,6 -2,7

0,81/18/V – 1 616,0 612,7 613,3 611,7 610,9 613,4 -2,6

0,81/18/V – 2 616,1 613,1 613,2 611,8 611,0 613,5 -2,6

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

Água-pura - Perda de Massa (g) 37/0/V

37/6/II

37/18/V

59/0/II

59/9/II

59/9/V

59/18/II

81/0/V

81/12/II

81/18/V

Figura 2.13. Perda de massa total para ciclos de agressão da água pura.

20

Tabela 2.15. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados porágua pura.


0,37/0/V – 1 6,71 0,59/9/V – 1 4,43

0,37/0/V – 2 5,90 0,59/9/V – 2 6,69

0,37/6/II – 1 4,49 0,59/18/II – 1 2,84

0,37/6/II – 2 5,15 0,59/18/II – 2 Inválido

0,37/18/V – 1 5,00 0,81/0/V – 1 4,32

0,37/18/V – 2 3,94 0,81/0/V – 2 2,78

0,59/0/II – 1 5,15 0,81/12/II – 1 3,60

0,59/0/II – 2 5,28 0,81/12/II – 2 4,05

0,59/9/II – 1 6,29 0,81/18/V – 1 3,03

0,59/9/II – 2 4,41 0,81/18/V – 2 3,95

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

Água-pura - Resistência à tração (MPa)

37/0/V

37/6/II

37/18/V

59/0/II

59/9/II

59/9/V

59/18/II

81/0/V

81/12/II

81/18/V

Figura 2.14. Resistência à tração de concretos submetidos à ação da água pura.

21

Tabela 2.16. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão emrefrigerante base cola.




0,37/0/II – 1 647,5 644,4 642,9 640,2 636,9 635,8 -11,7

0,37/0/II – 2 637,2 634,1 632,7 629,9 626,7 625,6 -11,6

0,37/12/V – 1 640,1 638,2 635,3 633,4 631,4 628,9 -11,2

0,37/12/V – 2 656,4 654,9 615,9 650,1 647,9 645,3 -11,1

0,37/18/II – 1 627,6 626,4 623,8 622,2 620,3 618,4 -9,2

0,37/18/II – 2 625,6 624,2 621,8 620,2 618,4 616,1 -9,5

0,59/0/V – 1 614,3 612,2 609,5 607,4 605,2 600,4 -13,9

0,59/0/V – 2 644,1 641,8 639,0 636,5 633,8 628,7 -15,4

0,59/9/II – 1 632,5 628,5 627,3 624,6 621,5 620,6 -11,9

0,59/9/II – 2 633,6 629,3 628,1 625,3 622,4 621,2 -12,4

0,59/9/V – 1 633,9 631,4 628,5 626,5 624,1 618,6 -15,3

0,59/9/V – 2 621,2 618,9 615,7 613,5 610,8 605,4 -15,8

0,59/18/V – 1 622,9 619,6 618,4 616,0 612,6 611,4 -11,5

0,59/18/V – 2 636,3 636,1 634,6 613,9 628,9 627,4 -11,9

0,81/0/II – 1 616,0 613,7 612,3 610,0 607,5 600,6 -15,4

0,81/0/II – 2 613,6 611,1 609,7 607,5 604,8 598,8 -14,8

0,81/6/V – 1 619,0 615,5 614,9 613,3 607,1 604,0 -15,0

0,81/6/V – 2 617,0 613,3 612,1 610,0 605,3 601,6 -15,4

0,81/18/II – 1 612,5 608,6 607,8 605,3 598,4 593,7 -18,8

0,81/18/II – 2 625,2 621,0 620,0 617,4 611,2 607,1 -18,1

-20-18-16-14-12-10

-8-6-4-20

Refrigerante base cola - Perda de Massa (g) 37/0/II

37/12/V

37/18/II

59/0/V

59/9/II

59/9/V

59/18/V

81/0/II

81/6/V

81/18/II

Figura 2.15. Perda de massa total para ciclos de agressão em refrigerante base cola.

22

Tabela 2.17. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados porrefrigerante base cola.


0,37/0/II – 1 5,90 0,59/9/V – 1 5,61

0,37/0/II – 2 6,40 0,59/9/V – 2 4,93

0,37/12/V – 1 6,77 0,59/18/V – 1 5,59

0,37/12/V – 2 7,65 0,59/18/V – 2 3,40

0,37/18/II – 1 5,64 0,81/0/II – 1 3,48

0,37/18/II – 2 6,00 0,81/0/II – 2 4,60

0,59/0/V – 1 6,23 0,81/6/V – 1 3,34

0,59/0/V – 2 6,18 0,81/6/V – 2 3,47

0,59/9/II – 1 3,67 0,81/18/II – 1 2,21

0,59/9/II – 2 3,92 0,81/18/II – 2 4,13

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Refrigerante base cola - Perda de Massa (g)

37/0/II

37/12/V

37/18/II

59/0/V

59/9/II

59/9/V

59/18/V

81/0/II

81/6/V

81/18/II

Figura 2.16. Resistência à tração de concretos submetidos à ação de refrigerante base cola.

23

Tabela 2.18. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos de referência.


0,37/0/II – 1 Inválido 0,59/9/V – 1 3,64

0,37/0/II – 2 5,19 0,59/9/V – 2 4,25

0,37/0/V – 1 5,35 0,59/18/II – 1 5,35

0,37/0/V – 2 Inválido 0,59/18/II – 2 4,23

0,37/6/II – 1 3,31 0,59/18/V – 1 3,31

0,37/6/II – 2 5,08 0,59/18/V– 2 4,82

0,37/6/V – 1 6,60 0,81/0/II – 1 2,94

0,37/6/V – 2 5,19 0,81/0/II – 2 3,70

0,37/12/II – 1 5,66 0,81/0/V – 1 3,59

0,37/12/II – 2 6,07 0,81/0/V – 2 3,62

0,37/12/V – 1 6,12 0,81/6/II – 1 2,52

0,37/12/V – 2 6,90 0,81/6/II – 2 4,03

0,37/18/II – 1 3,03 0,81/6/V – 1 4,36

0,37/18/II – 2 3,77 0,81/6/V – 2 3,86

0,37/18/V– 1 4,71 0,81/12/II – 1 3,70

0,37/18/V – 2 Inválido 0,81/12/II – 2 3,27

0,59/0/II – 1 5,17 0,81/12/V – 1 2,98

0,59/0/II – 2 5,44 0,81/12/V – 2 2,68

0,59/0/V – 1 5,42 0,81/18/II – 1 2,41

0,59/0/V – 2 Inválido 0,817/18/II – 2 2,84

0,59/9/II – 1 Inválido 0,81/18/V– 1 2,79

0,59/9/II – 2 3,29 0,81/18/V – 2 3,07

Referência

0

1

2

3

4

5

6

7

0,37 0,59 0,81Relação água/aglomerante

Res

istê

ncia

à t

raçã

o (M

Pa)

CP II-F 0

CP II-F 6

CP II-F 9

CP II-F 12

CP II-F 18

CP V-ARI 0

CP V-ARI 6

CP V-ARI 9

CP V-ARI

Figura 2.17. Resistência à tração dos concretos de referência.

24

2.6.4. Análise e discussão dos resultados

A análise dos dados obtidos foi realizada utilizando-se regressão múltipla,

obtendo-se um modelo de comportamento que relaciona a perda de massa e a resistência à

tração na flexão com os fatores estudados, para os materiais e as condições de ensaio

empregadas.

ÁCIDO ACÉTICO

a) Perda de massa

Através da análise dos resultados obtidos, por regressão múltipla, verificou-se

que os fatores relação água/aglomerante e número de ciclos de agressão têm isoladamente um

efeito significativo sobre a perda de massa. O efeito do teor de adição de sílica ativa e do tipo

de cimento aparecem conjugados em interações, conforme apresentado na tabela 2.19 e no

modelo de perda de massa para o ácido acético.

Tabela 2.19. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido acético.

PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p

Constante -46,58 1,88 -24,76 0,0000

aag 2,85 1,62 1,76 0,0823

t -33,58 1,68 -19,95 0,0000

aag2 4,35 2,44 1,78 0,0781

aag*sa -3,02 1,85 -1,63 0,1070

aag*c 4,90 1,63 3,00 0,0034

sa*t 3,67 2,13 1,72 0,0888

sa*c 3,46 1,53 2,56 0,0263

O modelo de comportamento para a perda de massa de concretos submetidos à

ação do ácido acético, obtido através de regressão múltipla é descrito na equação a seguir:

csa 46,3tas67,3caag 90,4saaag02,3aag35,4t58,33aag85,258,46pm 2 ×+×+×+×−+−+−= ,

r2 = 0,82 (coeficiente de determinação),

onde: pm = perda de massa (g);

c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);

aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1)

sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)

t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -0,5; ciclo3 = 0;ciclo = 0,5 e ciclo5 = 1).

25

Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do

que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.

A tabela 2.20 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de

‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a

um nível de confiança de 99%.

Tabela 2.20. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa ácido acético.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 306456,0 8 38307,0 101,22 0,0000

Resíduos 33440,5 91 378,47

Total 340897,0 99

O valor do parâmetro r2 de 0,82 indica que o modelo proposto explica 82% da

variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido acético. O valor de r2

também indica que 18% do fenômeno não é explicado pelo modelo proposto, em função de

variáveis não controladas no experimento.

As figuras 2.18 a 2.20 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo do

ciclo de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,

variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa.

A/Agl = 0,37

-120

-90

-60

-30

0

30

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g) CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.18. Perda de massa ao longo dos ciclos de agressão com ácido acéticopara o fator a/agl 0,37.

26

A/Agl = 0,59

-120

-90

-60

-30

0

30

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g) CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%


A/Agl = 0,81

-120

-90

-60

-30

0

30

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g) CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%


As figuras 2.21 e 2.22 apresentam as curvas do modelo de perda de massa total

(ciclo final) para agressão em solução de ácido acético, variando-se a relação

água/aglomerante e o teor de sílica ativa, respectivamente.

27

-110

-100

-90

-80

-70

-60

-50

0,37 0,59 0,81

Per

da

de

mas

sa (

g) CP V-ARI 0

CP V-ARI 9

CP V-ARI 18

CP II-F 0

CP II-F 9

CP II-F 18

Relação a/agl

Figura 2.21. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total após5 ciclos de agressão pelo ácido acético.

-110

-100

-90

-80

-70

-60

-50

0 3 6 9 12 15 18

Teor de sílica ativa (%)

Per

da

de

mas

sa (

g) CP V-ARI - a/c 0,37

CP V-ARI - a/c 0,59

CP V-ARI - a/c 0,81

CP II-F - a/c 0,37

CP II-F - a/c 0,59

CP II-F - a/c 0,81

Figura 2.22. Perda de massa total em função do teor de sílica ativa após5 ciclos de agressão pelo ácido acético

Analisando-se as figuras 2.21 e 2.22 verifica-se que para o cimento CP II-F a

adição de sílica ativa diminui a perda de massa dos concretos agredidos. Para o cimento

CP V-ARI o efeito benéfico das adições foi observado somente para a relação

água/aglomerante 0,37.

b) Resistência à tração na flexão

A análise estatística, por regressão múltipla, dos dados de resistência à tração na

flexão para os corpos de prova agredidos por solução de ácido acético indica que o fator teor

de sílica ativa apresenta um efeito significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito

28

do fator relação água/aglomerante e do tipo de cimento aparece em interações, conforme

apresentado na tabela 2.21 e no modelo de resistência à tração obtido para as condições de

ensaio estudadas para o ácido acético.

Tabela 2.21. Análise de regressão múltipla para a resistência à traçãona flexão - ácido acético.


Constante 0,65 0,24 2,72 0,0167

1/aag × 1/sa 1,34 0,17 7,79 0,0000

1/sa2 -0,74 0,20 -3,75 0,0022

1/sa × c -0,79 0,33 -2,36 0,0331

1/aag × c 0,73 0,23 3,15 0,0071

O modelo de comportamento para a resistência à tração na flexão de concretos

submetidos à ação do ácido acético, obtido através de regressão múltipla é descrito na

equação a seguir:

caag/73,0csa/79,0sa/74,0sa/1aag/34,165,0rt 2 ×+×−−×+= ,


onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa);


aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1 e 0,81 = 1,5)

sa = sílica ativa (0% = 0,5; 6% = 0,83; 9% = 1; 12% = 1,17 e

18% = 1,5).






Tabela 2.22. Análise variância para o modelo de regressão–resistência à tração ácido acético.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 14,16 4 3,54 17,16 0,0000

Resíduos 2,89 14 0,21

Total 17,05 18

29


variabilidade da resistência à tração na flexão após a agressão do ácido acético. O valor de r2

também indica que 17% do fenômeno não é explicado pelo modelo proposto, em função de


As figuras 2.23 e 2.24 apresentam as curvas de resistência `a tração na flexão,

conforme o modelo proposto, variando-se a relação água/aglomerante e o teor de sílica ativa.

-3,0

-2,5

-2,0

-1,5

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0,37 0,59 0,81

Relação a/agl

Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

pa)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.23. Influência da relação água/aglomerante na resistência à tração naflexão – ácido acético.

Deve-se salientar que os valores negativos de resistência à tração presentes nos

gráficos das figuras 2.23 e 2.24 são valores codificados, em função da análise estatística

realizada.

30

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

0 3 6 9 12 15 18


Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

pa)

CP V-ARI- a/c 0,37

CP V-ARI- a/c 0,59

CP V-ARI- a/c 0,81

CP II- a/c 0,37

CP II- a/c 0,59

CP II- a/c 0,81

Figura 2.24. Influência do teor de sílica ativa na resistência à tração naflexão – ácido acético.

As curvas de comportamento apresentadas nas figuras 2.23 e 2.24 indicam o

aumento da resistência à tração com adição de sílica ativa mais acentuado para as relações

água/aglomerante mais elevadas.

ÁCIDO CÍTRICO

a) Perda de massa

Através da análise dos dados obtidos, por regressão múltipla, verificou-se que os

fatores relação água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa e número de ciclos de agressão

têm isoladamente um efeito significativo sobre a perda de massa. O efeito do tipo de cimento

aparece conjugado em interações, conforme apresentado na tabela 2.23 e no modelo de

comportamento da perda de massa para o ácido cítrico.

31

Tabela 2.23. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido cítrico.


Constante -108,32 1,97 -54,87 0,0000

aag -31,93 1,17 -27,23 0,0000

sa -9,86 1,02 -9,64 0,0000

t -85,09 1,21 -70,51 0,0000

sa2 8,21 2,01 4,07 0,0001

t2 10,69 2,02 5,28 0,0000

aag × sa -12,08 1,33 -9,11 0,0000

aag × t -18,86 1,56 -12,13 0,0000

aag × c -7,85 1,17 -6,69 0,0000

sa × t -8,15 1,43 -5,71 0,0000

O modelo de comportamento da perda de massa de concretos submetidos à ação

do ácido cítrico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:

tsa15,8

caag85,7taag86,18saaag08,12t10,69+8,21sa+85,09t-9,86sa-31,93aag--108,32=pm 22

×−×−×−×−





sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)/







Tabela 2.24. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa ácido cítrico.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 432556,0 9 48061,7 669,32 0,0000

Resíduos 6462,6 90 71,8

Total 439018,0 99

32

O valor do parâmetro r2 de 0,99 indica que o modelo explica 99% da

variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido cítrico. O valor de r2

também indica que 1% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de variáveis

não controladas no experimento.

As figuras 2.25 a 2.27 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo dos

ciclos de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,


A/Agl = 0,37

-270

-240

-210

-180

-150

-120

-90

-60

-30

0

30

0 1 2 3 4 5 6

Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.25. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – ácido cítrico.

A/Agl = 0,59

-270

-240

-210

-180

-150

-120

-90

-60

-30

0

30

0 1 2 3 4 5 6

Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%


33

A/Agl = 0,81

-270

-240

-210

-180

-150

-120

-90

-60

-30

0

30

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%



(ciclo final) para agressão em solução de ácido cítrico, variando-se a relação

água/aglomerante e o teor de sílica ativa, respectivamente.

-280

-240

-200

-160

-120

-80

0,37 0,59 0,81

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0

CP V-ARI 9

CP V-ARI 18

CP II-F 0

CP II-F 9

CP II-F 18

Relação a/agl

Figura 2.28. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total por agressãode ácido cítrico.

34

-280

-240

-200

-160

-120

-80

0 3 6 9 12 15 18


Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI - a/c 0,37

CP V-ARI - a/c 0,59

CP V-ARI - a/c 0,81

CP II-F - a/c 0,37

CP II-F - a/c 0,59

CP II-F - a/c 0,81

Figura 2.29. Influência do teor de adição de sílica ativa na perda de massa total por agressãode ácido cítrico.

A análise dos gráficos apresentados nas figuras 2.28 e 2.29 indica que a maior

contribuição para reduzir a perda de massa em concretos sujeitos à ação do ácido cítrico é

proporcionada pela redução da relação água aglomerante.


A análise estatística dos dados de resistência à tração na flexão, através de

regressão múltipla, indicou que o fator relação água/aglomerante tem isoladamente um efeito

significativo sobre a resistência à tração na flexão, conforme apresentado na tabela 2.25 e no

modelo de comportamento proposto. O fator teor de sílica ativa, conforme a análise realizada,

não apresentou um efeito significativo na resistência à tração na flexão para os concretos

estudados, submetidos à ação do ácido cítrico.

Tabela 2.25. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - ácido cítrico.


Constante -1,07 0,56 -1,92 0,0744

1/aag 3,57 0,48 7,35 0,0000

35

O modelo de comportamento para a resistência à tração na flexão de concretos

submetidos à ação do ácido cítrico, obtido através de regressão, múltipla é descrito na

equação a seguir:

aag/57,307,1rt +−= ,



aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1 e 0,81 = 1,5);






Tabela 2.26. Análise variância para o modelo de regressão.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 45,85 1 45,85 54,07 0,0000

Resíduos 12,72 15 0,85

Total 58,57 16


variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão do ácido cítrico. O

valor de r2 também indica que 22% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de


A figura 2.30 apresenta a resistência à tração na flexão para os concretos que

foram submetidos à ação do ácido cítrico.

36

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,15 0,37 0,59 0,81 1,03

Relação água/aglomerante

Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

Pa)

Figura 2.30. Influência da relação água/aglomerante na resistência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação do ácido cítrico.

ÁCIDO FÓRMICO

a) Perda de massa

Através da análise dos dados de perda de massa para os concretos submetidos à

ação do ácido fórmico, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores tipo de cimento,

relação água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa e número de ciclos de agressão têm

um efeito significativo sobre a perda de massa, conforme a tabela 2.27 e o modelo de

comportamento proposto.

Tabela 2.27. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido fórmico.


Constante -62,21 4,00 -15,55 0,0000

c 4,31 2,13 2,02 0,0463

aag -10,35 2,53 -4,10 0,0001

sa 12,48 2,48 5,03 0,0000

t -73,76 2,75 -26,81 0,0000

aag2 -11,70 4,35 -2,69 0,0085

t2 -14,18 4,65 -3,05 0,0030

aag × t -13,40 3,57 -3,75 0,0003

sa × t 17,50 3,51 4,99 0,0000

37

O modelo de comportamento da perda de massa de concretos submetidos à ação

do ácido fórmico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:

pm = − + − + − − − − × ×62 47 4 31 10 35 12 48 73 76 11 70 14 18, , , , , , , c aag sa t aag t 13,40 aag t +17,50 sa t2 2 ,





sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)/








Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 306456,0 8 38307,0 101,22 0,0000

Resíduos 33440,5 91 378,47

Total 340897,0 99


variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido fórmico.




38

A/Agl = 0,37

-230

-210

-190

-170

-150

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

10

1 2 3 4 5

Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II-F 0%

CP II-F 9%

CP II-F 18%

Figura 2.31. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – ácido fórmico.

A/Agl = 0,59

-230-210-190-170-150-130-110-90-70-50-30-1010

1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g) CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II-F 0%

CP II-F 9%

CP II-F 18%


39

A/Agl = 0,81

-230

-210

-190

-170

-150

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

10

1 2 3 4 5

Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II-F 0%

CP II-F 9%

CP II-F 18%


Analisando as figuras 2.31 a 2.33 verifica-se que o comportamento dos diferentes

tipos de misturas estudadas não difere significativamente até o segundo ciclo. A partir deste

momento, o efeito do tipo de cimento e do teor de adição de sílica ativa torna-se evidente,

como pode ser matematicamente comprovado pela significância das interações entre o teor de

adição de sílica ativa e o número de ciclos (17,50 sa × t) e entre a relação água/aglomerante e

o número de ciclos (13,40 aag × t). Observa-se que o cimento tipo CP II-F apresenta um

desempenho superior ao CP V-ARI. Quanto às adições de sílica ativa, é possível verificar que

quanto maior o teor de adição, menor a perda de massa devida à ação do ácido fórmico.

Estes resultados corroboram as conclusões descritas por MEHTA (1985) e

DURNING e HICKS (1991), de que a sílica ativa é efetiva em:

• reduzir a microporosidade e permeabilidade do concreto;

• rebaixar a relação CaO/SiO2 do CSH nas pastas de cimento hidratado, que as

tornam mais estáveis em ambientes de baixo pH (ataques de ácidos, por

exemplo);

• aumentar o grau de polimerização da pasta, que a torna capaz de fixar íons

potencialmente reativos.

Como resultado, concretos incorporando sílica ativa possuem reduzida

porosidade capilar e podem ser altamente resistentes à soluções químicas agressivas.

Considerando que o mecanismo de deterioração do concreto pelo ácido fórmico ocorre

através da formação de sais solúveis de cálcio, que posteriormente são removidos por

40

lixiviação, a redução da porosidade capilar e a redução do hidróxido de cálcio resultantes da

ação da sílica ativa contribuem para aumentar a resistência final do concreto à ação da solução

agressiva, como pode ser observado na figura 2.34.

-250

-200

-150

-100

0 3 6 9 12 15 18

Teor de sílica ativa (%)P

erd

a d

e m

assa

(g

)

CP V-ARI 0,37

CP V-ARI 0,59

CP V-ARI 0,81

CP II-F 0,37

CP II-F 0,59

CP II-F 0,81

Figura 2.34. Perda de massa total em função do teor de sílica ativa após 5 ciclos de agressãopelo ácido fórmico.

Além dos efeitos isolados do tipo de cimento e teor de sílica ativa, pode-se

constatar a significância da relação água/aglomerante, que pode ser melhor visualizada na

figura 2.35.

-220

-200

-180

-160

-140

-120

-100

0,37 0,59 0,81

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0

CP V-ARI 9

CP V-ARI 18

CP II-F 0

CP II-F 9

CP II-F 18

Relação a/agl

Figura 2.35. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total após 5 ciclos deagressão pelo ácido fórmico

41


Através da análise dos dados de resistência à tração na flexão para os concretos

submetidos à ação do ácido fórmico, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores

relação água/aglomerante e teor de adição de sílica ativa têm isoladamente um efeito

significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito do tipo de cimento na resistência à

tração na flexão aparece em interações, conforme a tabela 2.29 e o modelo de comportamento

proposto.

Tabela 2.29. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - ácido fórmico


Constante 0,78 0,20 3,96 0,0016

aag -0,64 0,17 -3,68 0,0028

sa -0,49 0,17 -2,93 0,0117

sa2 0,49 0,26 1,89 0,0806

c*aag -0,49 0,17 -2,81 0,0146

c*sa 0,64 0,17 3,84 0,0021

O modelo de comportamento da resistência à tração na flexão de concretos

submetidos à ação do ácido fórmico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na

equação a seguir:

sac64,0aagc49,0sa49,0sa49,0aag64,078,0rt 2 ×+×−+−−= ,




aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1);

sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1);




42




Tabela 2.30. Análise de variância para o modelo de regressão – resistênciaà tração ácido fómico.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 16,08 5 3,22 11,50 0,0002

Resíduos 3,64 13 0,28

Total 19,72 18




variáveis não estudadas no experimento.

As figuras 2.36 e 2.37 apresentam a resistência à tração na flexão para os

concretos que foram submetidos à ação do ácido fórmico.

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

0,37 0,59 0,81

Relação a/agl

Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a F

lexã

o (

Mp

a)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.36. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos àação do ácido fórmico.

43

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0 3 6 9 12 15 18


Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

pa)

CP V-ARI- a/c 0,37

CP V-ARI- a/c 0,59

CP V-ARI- a/c 0,81

CP II- a/c 0,37

CP II- a/c 0,59

CP II- a/c 0,81

Figura 2.37. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos ao ácido fórmico.

ÁCIDO LÁTICO

a) Perda de massa

Através da análise dos dados de perda de massa, por regressão múltipla,

verificou-se que os fatores tipo de cimento, relação água/aglomerante, teor de adição de sílica

ativa e número de ciclos de agressão apresentam isoladamente um efeito significativo sobre a

perda de massa. O efeito da sílica ativa também aparece conjugado ao efeito da relação

água/aglomerante, ao efeito do tipo de cimento e ao número de ciclos, conforme tabela 2.31 e

no modelo proposto, através das interações.

Tabela 2.31. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido lático.


Constante -36,17 1,79 -20,22 0,0000

c 1,84 0,96 1,91 0,0588

aag 2,09 1,14 1,83 0,0705

sa 3,18 1,16 2,73 0,0075

t -45,44 1,23 -36,96 0,0000

aag2 -4,86 1,96 -2,97 0,0152

t2 -9,40 2,08 -4,52 0,0000

Aag × sa -5,75 1,37 -4,21 0,0001

as ×c -5,24 1,16 -4,51 0,0000

as × t 2,99 1,56 1,92 0,0582

44

O modelo de comportamento de perda de massa de concretos submetidos à ação

do ácido lático, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:

t2,99sacas 24,5saaag 75,5 t40,9aag 86,4 t44,453,18saaag 09,2c 84,117,36pm 22 ×+×−×−−−−+++−= ,





sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1);







Tabela 2.32. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa ácido lático.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 109524,0 9 12169,3 161,05 0,0000

Resíduos 6800,46 90 75,56

Total 116324,0 99


variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido lático.




45

A/Agl = 0,37

-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10

010

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.38. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – ácido lático.

A/Agl = 0,59

-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10

010

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.39. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,59 – ácido lático.

46

A/Agl = 0,81

-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10

010

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.40 Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,81 – ácido lático.


(ciclo final) para agressão em solução de ácido lático, variando-se a relação água/aglomerante

e o teor de sílica ativa, respectivamente.

-120

-110

-100

-90

-800,37 0,59 0,81

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II-F 0%

CP II-F 9%

CP II-F 18%

Relação a/agl

Figura 2.41. Perda de massa total em função da relação água/aglomerante após 5 ciclos deagressão pelo ácido lático

47

-120

-110

-100

-90

-80

0 3 6 9 12 15 18Teor de sílica ativa (%)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI - a/c 0,37

CP V-ARI - a/c 0,59

CP V-ARI - a/c 0,81

CP II-F - a/c 0,37

CP II-F - a/c 0,59

CP II-F - a/c 0,81

Figura 2.42. Influência do teor de sílica ativa na perda de massa total após 5 ciclos deagressão pelo ácido lático.


Através da análise dos dados de resistência à tração na flexão de concretos

submetidos à ação do ácido lático, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores relação

água/aglomerante e tipo de cimento têm isoladamente um efeito significativo sobre a

resistência à tração na flexão. O efeito do teor de sílica ativa na resistência à tração na flexão

aparece na interação com a relação água/aglomerante, conforme pode ser observado na tabela

2.33 e na equação do modelo de comportamento proposto.

Tabela 2.33. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - ácido lático.

PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T P

Constante 3,21 0,14 22,28 0,0000

aag -0,96 0,19 -5,16 0,0001

c -0,29 0,15 -1,98 0,0679

aag × sa -0,49 0,23 -2,13 0,0510

O modelo de comportamento de resistência à tração na flexão de concretos

submetidos à ação do ácido lático, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação

a seguir:

saaag49,0c29,0aag96,021,3rt ×−−−= ,r2 = 0,73 (coeficiente de determinação),




sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1).

48






Tabela 2.34. Análise variância para o modelo de regressão – resistência à tração ácido lático.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 14,19 3 4,73 12,76 0,0003

Resíduos 5,19 14 0,37

Total 19,38 17


variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão do ácido lático. O




concretos que foram submetidos à ação do ácido lático.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

0,37 0,59 0,81


Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

Pa)

CP V-ARI 0

CP V-ARI 9

CP V-ARI 18

CP II 0

CP II 9

CP II 18

Figura 2.43. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos à ação do ácido lático.

49

-4

-2

0

2

4

6

8

0 3 6 9 12 15 18


Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

pa)

CP V-ARI- a/c 0,37

CP V-ARI- a/c 0,59

CP V-ARI- a/c 0,81

CP II- a/c 0,37

CP II- a/c 0,59

CP II- a/c 0,81

Figura 2.44. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos à ação do ácido lático.

ÁCIDO SULFÚRICO

a) Perda de massa

Através da análise dos dados de perda de massa de concretos submetidos à ação

do ácido sulfúrico, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores relação

água/aglomerante e número de ciclos de agressão apresentam isoladamente um efeito

significativo sobre a perda de massa. O efeito do tipo de cimento aparece conjugado ao efeito

da relação água/aglomerante, através de interação, como mostra a tabela 2.35 e a equação do

modelo de comportamento proposto.

Tabela 2.35. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido lático


Constante -53,95 32,10 -1,68 0,0962

1/aag -593,82 40,60 -13,30 0,0000

1/t 404,12 34,11 11,85 0,0000

1/aag2 140,13 14,34 9,77 0,0000

1/t2 -135,60 11,99 -11,31 0,0000

1/aag × 1/t 78,92 8,25 9,57 0,0000

C × 1/aag -4,15 1,75 -2,38 0,0193

50


do ácido sulfúrico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:

pm t t aag t c aag= − − + − + × −53 95 539 82 404 12 135 60 78 92 4 152, , / , / , / , / ( ) , /aag +140,13/ aag2 ,

r2 = 0,94 (coeficiente de determinação),onde: pm = perda de massa (g);

c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1,0 e 0,81 = 1,5);t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = 0,5; ciclo2 = 0,83;ciclo3 = 1,0; ciclo4= 1,17 e ciclo5 = 15).






Tabela 2.36. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa ácido sulfúrico.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 663011,0 6 110502,0 244,2 0,0000

Resíduos 42076,1 93 452,4

Total 705087,0 99


variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido sulfúrico.




51

A/Agl = 0,37

-280

-240

-200

-160

-120

-80

-40

0

40

0 1 2 3 4 5 6

Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI

CP II

Figura 2.45. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – ácido sulfúrico.

A/Agl = 0,59

-280

-240

-200

-160

-120

-80

-40

0

40

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI

CP II


A/Agl = 0,81

-280

-240

-200

-160

-120

-80

-40

0

40

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI

CP II


52

A figura 2.48 apresenta as curvas do modelo de perda de massa total (ciclo final)

para agressão em solução de ácido sulfúrico, variando-se a relação água/aglomerante.

-280

-240

-200

-160

-120

-80

0,37 0,59 0,81

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0

CP V-ARI 9

CP V-ARI 18

CP II-F 0

CP II-F 9

CP II-F 18

Relação a/agl

Figura 2.48. Perda de massa total em função da relação água/aglomerante após 5 ciclos deagressão pelo ácido sulfúrico.



submetidos à ação do ácido sulfúrico, por regressão múltipla, verificou-se que o efeito do teor

de adição de sílica ativa sobre a resistência à tração na flexão depende do efeito do tipo de

cimento, conforme pode ser observado na tabela 2.37 e na equação do modelo de

comportamento.

Tabela 2.37. Análise de regressão múltipla para resistência à tração naflexão - ácido sulfúrico


Constante 2,30 0,20 11,51 0,0000

c × sa 0,47 0,27 1,69 0,1086


submetidos à ação do ácido sulfúrico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na

equação a seguir:

sac47,030,2rt ×−= ,r2 = 0,13 (coeficiente de determinação),



sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)

53






Tabela 2.38. Análise variância para o modelo de regressão – resistência àtração ácido sulfúrico.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 2,23 1 2,23 2,85 0,1086

Resíduos 14,10 18 0,78

Total 16,33 19

O valor do parâmetro r2 de 0,13 indica que os parâmetros estudados, presentes no

modelo, explicam apenas 13% da variabilidade da resistência à tração na flexão analisada

para a agressão do ácido sulfúrico. O valor de r2 também indica que 87% do fenômeno não é

explicado pelo modelo, em função de variáveis não estudadas no experimento.

A figura 2.49 apresenta a resistência à tração na flexão para os concretos que

foram submetidos à ação do ácido sulfúrico.

0

1

2

3

4

0 3 6 9 12 15 18


Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

pa)

CP V-ARI

CP II-F

Figura 2.49. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos àação do ácido sulfúrico.

54

REFRIGERANTE BASE COLA

a) Perda de massa

Através da análise dos resultados obtidos para perda de massa de concretos

submetidos à ação de refrigerante base cola, por regressão múltipla, verificou-se que os

fatores relação água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa e número de ciclos de agressão

têm isoladamente um efeito significativo sobre a perda de massa. As interações indicam que

alguns fatores apresentam efeito combinado com outros fatores, por exemplo relação

água/aglomerante e teor de adição de sílica ativa, conforme apresentado na tabela 2.39 e no

modelo de comportamento proposto.

Tabela 2.39. Análise de regressão múltipla para a perda de massa – refrigerante base cola.


Constante -7,47 0,20 38,00 0,0000

aag -0,99 0,12 -8,05 0,0000

t -5,38 0,13 -40,07 0,0000

sa2 0,54 0,21 2,61 0,0107

t2 -1,12 0,23 -4,93 0,0000

aag*sa -1,18 0,15 -7,99 0,0000

aag*t -1,11 0,17 -6,37 0,0000


de refrigerante base cola, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:

pm = -7,47 -0,99aag -5,38t + 0,54sa -2 2112 118 111, , ,t aag sa aag t− × − × ,




sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1);







55

Tabela 2.40. Análise variância para o modelo de regressão – perda demassa refrigerante base cola.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 1625,99 6 271,0 300,36 0,0000

Resíduos 83,91 93 0,90

Total 1709,9 99


variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do refrigerante base cola. O valor

de r2 também indica que 5 % do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de





A/Agl = 0,37

-15

-12

-9

-6

-3

0

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

0%

9%

18%

Figura 2.50. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – refrigerantebase cola.

56

A/Agl = 0,59

-15

-12

-9

-6

-3

0

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

0%

9%

18%


A/Agl = 0,81

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

0%

9%

18%



(ciclo final) para agressão em refrigerante base cola, variando-se a relação água/aglomerante e

o teor de sílica ativa, respectivamente.

57

-20

-15

-10

-5

0

0,37 0,59 0,81

Per

da

de

mas

sa (

g)

0

9

18

Relação a/agl

Figura 2.53. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa por agressão derefrigerante base cola.

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 3 6 9 12 15 18


Per

da

de

mas

sa (

g) - a/c 0,37

- a/c 0,59

- a/c 0,81

Figura 2.54. Influência do teor de adição de sílica ativa na perda de massa porrefrigerante base cola.


Através da análise dos dados de resistência à tração de concretos submetidos à

ação de refrigerante base cola, por regressão múltipla, verificou-se que o fator relação

água/aglomerante e o fator teor de adição de sílica ativa tem isoladamente um efeito

significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito do tipo de cimento aparece

conjugado ao efeito da relação água/aglomerante, isto é, de acordo com a relação

água/aglomerante, o tipo de cimento apresenta um comportamento determinado na resistência

58

à tração de concretos expostos à ação agressiva do refrigerante base cola. A tabela 2.41 e o

modelo proposto indicam o comportamento de cada fator significativo para a propriedade

estudada.

Tabela 2.41. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - refrigerantebase cola.


Constante 1,85 0,44 4,16 0,0007

1/aag 2,21 0,30 7,41 0,0000

1/sa2 0,29 0,11 2,68 0,0164

c*1/aag -0,48 0,13 -3,83 0,0015


submetidos à ação do refrigerante base cola, obtido através de regressão múltipla, é descrito

na equação a seguir:

aag/c48,0sa/29,0aag/21,285,1rt 2 −++= ,




aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1,0 e 0,81 = 1,5);

sa = sílica ativa (0% = 0,5; 6% = 0,83; 9% = 1,0; 12% = 1,17 e18% = 1,5).






Tabela 2.42. Análise variância para o modelo de regressão – resistência à traçãorefrigerante base cola.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 30,62 3 10,21 20,73 0,0000

Resíduos 7,88 16 0,49

Total 38,49 19

59


variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão refrigerante base cola.

O valor de r2 também indica que 20% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função

de variáveis não estudadas no experimento.

A figura 2.55 e 2.56 apresenta a resistência à tração na flexão para os concretos

que foram submetidos à ação do refrigerante base cola.

2,0

4,0

6,0

8,0

0 3 6 9 12 15 18


Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

pa)

CP V-ARI- a/c 0,37

CP V-ARI- a/c 0,59

CP V-ARI- a/c 0,81

CP II- a/c 0,37

CP II- a/c 0,59

CP II- a/c 0,81

Figura 2.55. Influência do teor de adição de sílica ativa na resitência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação do refrigerante base cola.

2

4

6

8

0,37 0,59 0,81

Relação a/agl

Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a F

lexã

o (

Mp

a)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.56. Influência da relação água/aglomerante na resitência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação do refrigerante base cola.

60

ÁGUA PURA

a) Perda de massa

Através da análise dos resultados de perda de massa de concretos submetidos à

ação de água pura, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores tipo de cimento, relação

água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa e número de ciclos de agressão têm

isoladamente um efeito significativo. Os valores da tabela 2.43 e a equação do modelo para

perda de massa indicam o efeito de cada fator.

Tabela 2.43. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - água pura.


Constante -3,82 0,17 -22,37 0,0000

c 0,57 0,09 6,61 0,0000

aag -1,40 0,11 -12,66 0,0000

t -0,46 0,11 -4,11 0,0001

sa2 0,52 0,19 2,80 0,0063

t2 0,43 0,19 2,26 0,0260

aag × sa 1,07 0,12 8,57 0,0000

aag × t -0,27 0,15 -1,84 0,0685

aag × c 0,96 0,11 8,73 0,0000

as × c -1,26 0,10 -12,23 0,0000

O modelo de comportamento para perda de massa de concretos submetidos à

ação de água pura, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:

pm = -3,82 + 0,57c -1,40aag -0,46t + 0,52sa +2 20 43 1 07 0 27 0 96 126, , , , ,t aag sa aag t aag c sa c+ × − × + × − × ,





sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1);







61

Tabela 2.44. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa – água pura.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 428,51 9 47,61 74,95 0,0000

Resíduos 57,18 90 0,64

Total 485,7 99


variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido cítrico. O valor de r2

também indica que 12 % do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de variáveis

não controladas no experimento.




A/Agl = 0,37

-10

-5

0

5

10

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.57. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – água pura.

62

A/Agl = 0,59

-10

-5

0

5

10

0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%


A/Agl = 0,81

-10

-5

0

5

10

0 1 2 3 4 5 6

Ciclos (14 dias)

Per

da

de

mas

sa (

g) CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%



(ciclo final) para agressão em água pura, variando-se a relação água/aglomerante e o teor de

sílica ativa, respectivamente.

63

-10

-5

0

5

0,37 0,59 0,81

Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI 0

CP V-ARI 9

CP V-ARI 18

CP II-F 0

CP II-F 9

CP II-F 18

Relação a/agl

Figura 2.60. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total por agressãode água pura.

-10

-5

0

5

10

0 3 6 9 12 15 18


Per

da

de

mas

sa (

g)

CP V-ARI - a/c 0,37

CP V-ARI - a/c 0,59

CP V-ARI - a/c 0,81

CP II-F - a/c 0,37

CP II-F - a/c 0,59

CP II-F - a/c 0,81

Figura 2.61. Influência do teor de adição de sílica ativa na perda de massa total por agressãode água pura.



submetidos à ação da água pura, por regressão múltipla, verificou-se que o fator relação

água/aglomerante e o fator teor de adição de sílica ativa tem isoladamente um efeito

significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito do tipo de cimento aparece

64

conjugado ao efeito da relação água/aglomerante, conforme pode ser observado na tabela 2.45

e na equação do modelo estatístico do comportamento da resistência à tração na flexão.

Tabela 2.45. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - água pura.


Constante -6,29 3,05 -2,06 0,0596

1/aag 8,18 3,93 2,08 0,0580

1/sa 9,54 4,52 2,11 0,0548

1/aag2 -2,76 1,42 -1,94 0,0741

1/sa2 -3,24 1,64 -1,98 0,0693

c*1/aag -0,37 0,20 -1,84 0,0886


submetidos à ação da água pura, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a

seguir:

aag/c37,0sa/24,3aag/76,2sa/54,9aag/18,8629rt 22 −−−++−=

r2 = 0,59

onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa)



sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1).






Tabela 2.46. Análise variância para o modelo de regressão – resistência `atração na flexão – água pura.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 15,15 5 3,03 3,71 0,0262

Resíduos 10,61 13 0,82

Total 25,77 18

65






concretos que foram submetidos à ação da água pura.

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

0 3 6 9 12 15 18


Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

pa)

CP V-ARI- a/c 0,37

CP V-ARI- a/c 0,59

CP V-ARI- a/c 0,81

CP II- a/c 0,37

CP II- a/c 0,59

CP II- a/c 0,81

Figura 2.62. Influência do teor de adição de sílica ativa na resistência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação da água pura.

66

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

0,37 0,59 0,81Relação a/agl

Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a F

lexã

o (

Mp

a)CP V-ARI 0%

CP V-ARI 9%

CP V-ARI 18%

CP II 0%

CP II 9%

CP II 18%

Figura 2.63. Influência da relação água/aglomerante na resistência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação da água pura.

CORPOS DE PROVA DE REFERÊNCIA

a) Resistência à tração na flexão

Através da análise dos dados de resistência à tração na flexão dos concretos de

referência, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores relação água/aglomerante e o

teor de adição de sílica ativa têm um efeito significativo sobre a resistência à tração na flexão.

A tabela 2.47 e a equação do modelo de resistência à tração na flexão indicam o

comportamento de cada fator significativo para a propriedade estudada.

Tabela 2.47. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão – corpos deprova de referência.


Constante 4,31 0,14 31,44 0,0000

1/aag -0,96 0,16 -6,08 0,0000

1/sa -0,41 0,18 -2,23 0,0321

67

O modelo de comportamento de resistência à tração na flexão dos concretos de

referência, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:

sa41,0aag96,031,4rt −−=

r2 = 0,53


aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1 e 0,81 = 1,5);

sa = sílica ativa (0% = 0,5; 6% = 0,83; 9% = 1; 12% = 1,17 e 18% = 1,5);






Tabela 2.48. Análise variância para o modelo de regressão – resistência à tração na flexão –corpos de prova de referência.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 29,41 2 14,71 20,37 0,0000

Resíduos 25,99 36 0,72

Total 55,40 38




variáveis não controláveis no experimento.

As figuras 2.64 e 2.65 apresentam a influência da relação água aglomerante e do

teor de sílica ativa na resistência à tração na flexão para os concretos de referência.

68

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 3 6 9 12 15 18


Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a fl

exão

(M

pa)

a/c 0,37

a/c 0,59

a/c 0,81

Figura 2.64. Influência do teor de adição de sílica ativa na resistência à tração na flexão paracorpos de prova de referência.

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

0,37 0,59 0,81

Relação a/agl

Res

istê

nci

a à

traç

ão n

a F

lexã

o (

Mp

a)

0%

9%

18%

Figura 2.65. Influência da relação água/aglomerante na resistência à tração na flexão paracorpos de prova de referência.

As figuras 2.66 a 2.72 mostram os corpos de prova de concreto após o ciclo final

de agressão pelas soluções utilizadas.

A análise dos resultados obtidos no programa experimental de agressão química

mostrou não ser suficiente para explicar a influência da adição de sílica ativa e dos tipos de

cimento estudados na perda de massa e resistência à tração na flexão. Os fenômenos que

regem a ação dos agentes químicos em compostos de cimento estão diretamente vinculados às

69

características da microestrutura e à composição química da pasta de cimento hidratada, o que

indica a necessidade de proceder análises mais aprofundadas para elucidar o comportamento

observado nos concretos estudados.

Desta forma, uma investigação mais complexa, como por exemplo, a análise dos

concretos por microscopia eletrônica, difração de raios-x, análises térmicas, entre outras, pode

corroborar para obtenção de respostas esclarecedoras no mecanismo de ação de soluções

agressivas no concreto.

Figura 2.66. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido acético.

70

Figura 2.67. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido cítrico.

Figura 2.68. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido fórmico.

71

Figura 2.69. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido lático.

Figura 2.70. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido sulfúrico.

72

Figura 2.71. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação de refrigerante base cola.

Figura 2.72. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação da água pura.

73

2.7. Resistência à Abrasão

2.7.1. Método

O ensaio de resistência à abrasão foi realizado conforme método da Fundação de

Ciência e Tecnologia - CIENTEC. Para a realização deste ensaio foram moldados corpos de

prova com dimensões de (4 x 4 x 5) cm para os traços estudados. A figura 2.73 mostra o

ensaio de abrasão em desenvolvimento.

Figura 2.73. Ensaio de abrasão.

74

2.7.2. Resultados

Os dados resultantes do ensaio de abrasão estão apresentados na tabela 2.49.Tabela 2.49. Resultados do ensaio de abrasão

a/agl sa % Cimento Desgaste(mm)



0,37 0 II 5,55 0,59 0 II 8,21 0,59 18 V 8,080,37 0 II 6,17 0,59 0 II 7,91 0,59 18 V 8,700,37 0 II 7,08 0,59 0 II 8,54 0,59 18 V 7,600,37 0 II 7,09 0,59 0 II 8,44 0,59 18 V 7,860,37 0 II 6,74 0,59 0 II 8,47 0,81 0 II 8,330,37 0 II 7,14 0,59 0 V 7,86 0,81 0 II 6,870,37 0 V 6,00 0,59 0 V 8,01 0,81 0 II 8,770,37 0 V 6,82 0,59 0 V 7,64 0,81 0 II 8,910,37 0 V 6,48 0,59 0 V 6,44 0,81 0 II 10,300,37 0 V 5,96 0,59 0 V 6,98 0,81 0 II 9,080,37 0 V 6,40 0,59 0 V 7,17 0,81 0 V 7,760,37 0 V 6,34 0,59 0 V 7,99 0,81 0 V 7,750,37 0 V 7,03 0,59 0 V 7,57 0,81 0 V 10,620,37 0 V 6,78 0,59 9 II 8,84 0,81 0 V 10,720,37 6 II 7,38 0,59 9 II 7,50 0,81 0 V 9,810,37 6 II 8,00 0,59 9 II 8,93 0,81 0 V 8,420,37 6 II 4,16 0,59 9 II 7,88 0,81 0 V 8,510,37 6 II 5,26 0,59 9 II 6,48 0,81 0 V 9,280,37 6 V 7,33 0,59 9 II 8,89 0,81 6 II 8,930,37 6 V 5,83 0,59 9 II 7,23 0,81 6 II 9,350,37 6 V 6,36 0,59 9 II 7,95 0,81 6 II 7,820,37 6 V 6,99 0,59 9 II 8,31 0,81 6 II 7,420,37 12 II 6,77 0,59 9 II 7,82 0,81 6 V 7,430,37 12 II 7,29 0,59 9 II 8,17 0,81 6 V 6,300,37 12 II 7,62 0,59 9 II 8,65 0,81 12 II 10,630,37 12 II 7,44 0,59 9 V 8,07 0,81 12 II 10,610,37 12 V 6,96 0,59 9 V 7,79 0,81 12 II 9,630,37 12 V 6,51 0,59 9 V 7,96 0,81 12 II 8,090,37 18 II 7,26 0,59 9 V 7,32 0,81 12 V 8,180,37 18 II 7,64 0,59 9 V 5,86 0,81 12 V 9,020,37 18 II 7,17 0,59 9 V 7,18 0,81 12 V 9,420,37 18 II 8,52 0,59 9 V 8,08 0,81 12 V 10,100,37 18 II 8,21 0,59 9 V 6,19 0,81 18 II 8,880,37 18 II 7,98 0,59 9 V 7,44 0,81 18 II 10,280,37 18 V 8,67 0,59 9 V 8,35 0,81 18 II 9,760,37 18 V 6,33 0,59 9 V 7,85 0,81 18 II 9,760,37 18 V 7,67 0,59 9 V 8,13 0,81 18 II 10,890,37 18 V 7,32 0,59 18 II 8,74 0,81 18 II 8,160,37 18 V 7,32 0,59 18 II 7,38 0,81 18 V 8,510,37 18 V 6,78 0,59 18 II 6,46 0,81 18 V 9,230,37 18 V 7,40 0,59 18 II 8,58 0,81 18 V 6,970,37 18 V 7,02 0,59 18 II 8,78 0,81 18 V 8,220,59 0 II 6,17 0,59 18 II 7,08 0,81 18 V 9,090,59 0 II 9,34 0,59 18 II 8,72 0,81 18 V 10,740,59 0 II 7,86 0,59 18 II 9,86 0,81 18 V 8,650,59 0 II 8,55 0,59 18 V 7,62 0,81 18 V 8,810,59 0 II 6,56 0,59 18 V 7,15

75


Através da análise dos resultados do ensaio de abrasão, por regressão múltipla,

verificou-se que os fatores tipo de cimento, relação água/aglomerante e teor de sílica ativa

apresentam efeito significativo a resistência à abrasão, conforme pode ser observado na tabela

2.50 e na equação do modelo proposto de comportamento.

Tabela 2.50. Análise de regressão múltipla para a abrasão


Constante 7,91 0,076 103,66 0,0000

c 0,18 0,076 2,30 0,0232

aag 1,01 0,098 10,26 0,0000

sa 0,29 0,095 3,05 0,0028

O modelo de comportamento da abrasão, obtido através de regressão múltipla, é

descrito na equação a seguir:

sa29,0aag01,1c18,091,7desgaste +++= ,

r2 = 0,47

onde: c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);


sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)



A tabela 2.51 apresenta a análise de variância do modelo de abrasão proposto,

cujo valor de ‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente

significativa a um nível de confiança de 99%.


Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 98,34 3 32,78 40,28 0,0000

Resíduos 110,67 136 0,81

Total 209,01 139

76


variabilidade da medida de abrasão (desgaste em mm). Segundo o modelo, gerado a partir dos

resultados do ensaio de abrasão, 53% do comportamento dos dados de abrasão é explicado

por variáveis não controláveis (método de ensaio por exemplo).

As figuras 2.76 e 2.77 apresentam a influência da relação água/aglomerante, do

teor de sílica ativa e do tipo de cimento no desgaste (mm) medido no ensaio de abrasão.

5

6

7

8

9

10

0 6 9 12 18

Teor de Sílixa Ativa (%)

Des

gas

te (

mm

) CP V-ARI 0,37

CP V-ARI 0,59

CP V-ARI 0,81

CP II 0,37

CP II 0,59

CP II 0,81

Figura 2.76. Variação do desgaste com o teor de sílica ativa para as relaçõeságua/aglomerante e tipo de cimento analisados.

5

6

7

8

9

10

0,37 0,59 0,81

Relação Água/Aglomerante

Des

gat

e (m

m)

CP V-ARI 0% sa

CP V-ARI 9% sa

CP V-ARI 18% sa

CP II 0% sa

CP II 9% sa

CP II 18% sa

Figura 2.77. Variação do desgaste com a relação água/aglomerante para os teores de sílicaativa e tipo de cimento analisados.

77

3. DURABILIDADE CONFERIDA PELO CIMENTO ARI

Este estudo teve como objetivo comparar o cimento ARI produzido pela CCI

com outros tipos de cimento, com relação à durabilidade. Na seqüência são apresentados o

planejamento, o método e resultados do ensaio de absorção de água (Método Kelham) e do

ensaio de penetração de íons cloreto (ASTM C1202-91). Também são apresentados os

resultados de absorção de água e penetração de íons cloretos para concretos com adição de

sílica ativa.

3.1. Variáveis

O programa experimental analisou os seguintes fatores controláveis (variáveis):

• Relação a/ag (0,30; 0,35; 0,45; 0,60 e 0,80);

• Teor de adição de sílica ativa (0, 5, 10, 15 e 20%);

• Tipo de cimento (CP II-F; CP II-E; CP IV; CP V-ARI e CP V-ARI RS).

3.2. Planejamento dos experimentos

Os ensaios foram realizados através de um projeto estatístico fracionado, com

dois corpos de prova para cada traço ensaiado, conforme apresentado na tabela 3.1. Este tipo

de projeto permite verificar a influência das variáveis com a mesma representatividade de

projetos completos.

O teor de sílica ativa utilizado nesta pesquisa entrou na dosagem dos concretos

como adição e o ajuste de traço foi feito apenas para o cimento CP V ARI, empregando-se a

mesma dosagem para os demais tipos de cimento.

Tabela 3.1. Projeto fracionado dos experimentos.Tipo de cimento CP V-ARI CP II-E CP II-F CP ARI-RS

% sílica ativa 0 5 10 15 20 0 0 00,30 X

XXX

XX

XX

XX

XX

0,35 XX

XX

XX

XX

XX

0,45 XX

XX

XX

XX

XX

XX

0,60 XX

XX

XX

XX

XX

0,80 XX

XX

XX

XX

XX

XX

Cada “X” representa uma amostra retirada de uma betonada. Foram realizadas,

portanto, duas betonadas por traço, diminuindo a influência de um possível erro na etapa de

moldagem (o erro fica notado pela discrepância entre os dois resultados de cada betonada).

78

3.2. Materiais empregados

• Cimento: Portland de alta resistência inicial (CP V-ARI)

• Agregado Miúdo: areia regular, proveniente do leito do Rio Guaíba - Porto

Alegre/RS.

• Agregado Graúdo: de origem basáltica, britado, com diâmetro máximo

19 mm.

• Sílica Ativa: na forma de pó, originada de um mesmo lote de fabricação.

• Aditivo Superplastificante: A base de naftaleno sulfonado.

• Água: Proveniente da rede de abastecimento de água potável da

concessionária local.


A obtenção dos traços, isto é, do proporcionamento dos materiais constituintes do

concreto, foi realizada com base no método de dosagem desenvolvido pelo IPT/EPUSP

(HELENE e TERZIAN, 1993), através da qual foi fixado um teor de argamassa de 46%. A

tabela 3.2 apresenta os traços de concreto utilizados nesta etapa da pesquisa.

Tabela 3.2. Proporcionamento dos materiais

Traço Relaçãoa/agl*

Adição de sílicaativa (%)

Cimento(g)

Areia(g)

Brita(g)

Água(g)

Sílicaativa (g)

Aditivo(g-%)

1:0,56:1,83 0,30 0 10.929 6.120 20.000 3.224 - 83,5-0,761:0,56:1,83 0,30 10 10.929 6.12 20.000 3.523 1.093 103-0,941:0,56:1,83 0,30 20 10.929 6.120 20.000 3.869 2.186 138-1,261:0,88:2,21 0,35 5 9.050 7.964 20.000 3.279 453 44,2-0,491:0,88:2,21 0,35 15 9.050 7.964 20.000 3.591 1.358 61,2-0,681:1,53:2,97 0,45 0 6.734 10.303 20.000 3.030 - -1:1,53:2,97 0,45 10 6.734 10.303 20.000 3.296 673 28,6-0,421:1,53:2,97 0,45 20 6.734 10.303 20.000 3.596 1.347 54,5-0,811:2,50:4,11 0,60 5 4.866 12.165 20.000 3.040 243 -1:2,50:4,11 0,60 15 4.866 12.165 20.000 3.358 730 8-0,161:3,80:5,63 0,80 0 3.552 13.499 20.000 2.842 - 23- 0,651:3,80:5,63 0,80 10 3.552 13.499 20.000 3.106 355 14,7-0,411:3,80:5,63 0,80 20 3.552 13.499 20.000 3.410 710 8-0,23

As tabelas 3.3, 3.4 e 3.5 apresentam, respectivamente, a quantidade de aditivo em

relação ao peso do cimento, o abatimento e teor de ar incorporado.

79

Tabela 3.3. Quantidade de aditivo em relação ao peso do cimento (%).

tipo de cimento CP V-ARI CP II-E CP II-F CP V-ARI RS% de sílica ativa 0 5 10 15 20 0 0 0

0,30 0,650,67

0,950,86

1,701,65

0,300,30

0,130,55

1,000,67

0,35 0,401,03

0,810,81

0,130,14

00

0,560,22

0,45 00

0,270,42

0,591,05

00

00

0,250

0,60 00

00,30

00

00

00,15

0,80 0,250,82

00,42

0,420,56

1,430,53

00

1,060,76

Tabela 3.4. Abatimento do tronco de cone (mm).


0,30 6264

6545

5067

6475

6741

9847

0,35 5550

5440

5070

8554

9548

0,45 6772

4566

5273

7070

80125

7251

0,60 5350

4955

103170

5554

70145

0,80 5045

4550

6292

7343

5054

11058

Tabela 3.5. Ensaio de teor de ar incorporado (%).


0,30 1,051,40

1,401,45

1,851,75

0,35 1,201,55

1,40−

1,25 1,25 1,30

0,45 1,65−

1,651,60

1,201,90

0,60 1,501,90

1,651,50

1,25 1,85 1,50

0,80 1,50−

2,301,45

1,301,40

3.5. Resistência à compressão

A tabela 3.6 apresenta os resultados do ensaio resistência a compressão na idade

de 28 dias e a tabela 3.7 apresenta os resultados do ensaio resistência a compressão na idade

de 180 dias.

80

Tabela 3.6. Ensaio de compressão simples na idade de 28 dias (MPa).


0,30 52,859,6

61,262,0

75,664,0

43,443,2

48,860,4

48,252,0

0,35 53,246,0

56,860,0

38,830,8

40,835,6

52,649,6

0,45 44,841,2

51,647,2

46,849,9

30,233,2

28,431,2

41,230,8

0,60 34,830,8

41,243,2

19,219,6

22,419,6

24,417,2

0,80 20,818,8

31,425,2

17,628,4

13,213,2

16,816,8

18,018,0

Tabela 3.7. Ensaio de compressão simples na idade de 180 dias (MPa).


0,30 68,071,6

77,269,2

82,471,6

-- 57,661,6

--

0,35 68,869,2

70,469,2

-- 51,652,0

--

0,45 46,849,2

60,860,0

57,666,4

-- 31,638,8

--

0,60 40,442,8

47,246,8

-- 25,223,2

--

0,80 31,624,8

28,031,6

38,832,4

-- 19,220,0

--

3.6. Absorção de água pelo concreto - Método Kelham

O ensaio de laboratório desenvolvido por KELHAM (1988) é baseado na

penetração de água em concreto não-saturado ao longo do tempo. O fenômeno baseias-se na

absorção de água pelo concreto por meio da sucção capilar. O ensaio apresenta como variável

de resposta a razão de penetração da água (absortividade) e a porosidade efetiva da amostra.

A seguir será apresentado o método experimental desenvolvido para absorção,

proposto por KELHAM (1988).

3.6.1. Método

O método de absorção de água por sucção capilar proposto por KELHAM (1988)

utiliza um sistema que possibilita monitorar o peso de um corpo de prova

(100 x 100 x 50 mm) de concreto (cp) submerso ao longo do tempo. O sistema (figura 3.1) foi

composto de uma caixa plástica contendo água deionizada e uma balança hidrostática com

uma das bandejas adaptadas para manter o corpo de prova totalmente submerso. Ao corpo de

prova foi acoplada uma tampa de PVC com um capilar de plástico incolor para garantir a

condição de manter uma face em contato com o ar (figura 3.2). As laterais do corpo de prova

81

foram seladas com resina epóxi e a face inferior permaneceu em contato com a água. Os

corpos de prova foram secos em estufa e imersos na água, monitorando-se o aumento de peso

ao longo do tempo com uma balança hidrostática.

Figura 3.1. Sistema para o ensaio de absorção.

CP = 100 x 100 x 50 mm

50

100

Tampa PVC

Tubo ∅ 5 mm

Revestimento impermeável(resina epóxi)

Espaçamentoentre tampa esuperfíciesuperior do cp = 2mm

Figura 3.2. Corpo de prova para o ensaio de absorção.

82

Os procedimentos de ensaio desenvolvidos para o ensaio de absorção de água

pelo concreto, seguindo o método KELHAM (1988), são descritos na seqüência:

• O corpo de prova para o ensaio de absorção foi obtido serrando-se uma fatia de

100 x 100 x 50 mm de um corpo de prova 100 x 100 x 300 mm com idade de 28

dias;

• A fatia serrada foi mantida ao ar durante 1 hora (no mínimo) para que perdesse

a água decorrente do processo de serragem. Em seguida foi pesada em balança

digital com 0,1 g de precisão;

• O corpo de prova foi colocado em estufa a temperatura de 110 ± 10 oC, sendo

pesado a cada 24 horas até a constância de massa (definida como uma mudança

de peso inferior a 0,1 %, sobre o peso menor, num período de 24 horas);

• Após atingir a constância de massa o corpo de prova foi retirado da estufa e

colocado em um recipiente fechado com sílica gel para que resfriasse até atingir

a temperatura ambiente;

• Depois de resfriado, as laterais do corpo de prova (faces de 50 x 100 mm)

foram seladas com resina epóxi e colocados novamente no recipiente com sílica

gel;

• A tampa do corpo de prova, constituída de uma placa de PVC com um tubo

plástico no centro (figura 3.2), foi acoplada na face superior com silicone;

• O corpo de prova na bandeja da balança hidrostática foi colocado em imersão,

monitorando-se a massa em períodos estipulados 5, 15 e 30 minutos, 1, 2 e 4

horas, por 5 dias;

• A balança hidrostática foi equilibrada com o auxílio de pesos de metal

calibrados e auxílio de areia em um recipiente nos períodos preestabelecidos,

para obter-se a massa em dado tempo t.

A massa no tempo t=0 não é medida pois não existe possibilidade de equilibrar a

balança num tempo muito curto. São necessários no mínimo 90 segundos para tal operação. A

massa inicial é calculada extrapolando-se a reta originada na medição dos pesos ao longo da

raiz quadrada do tempo (t1/2).

83

A porosidade efetiva foi encontrada a partir da medição das dimensões do

cp (A e h) e da diferença entre a massa saturada e a massa inicial.

3.6.2. Resultados obtidos

As figuras 3.3 a 3.7 apresentam os resultados de absorção para os fatores

água/aglomerante 0,30; 0,35; 0,45; 0,60 e 0,80 respectivamente.

Absorção de água - Método Kelham Fator a/ag = 0,30

y = 10,045x + 1,4742R

2 = 0,9944

y = 0,7184x + 52,514R

2 = 0,7431

y = 7,7719x + 3,9899R

2 = 0,9835

y = 2,5057x + 34,91R

2 = 0,7821

y = 6,3336x + 6,0399R

2 = 0,941

y = 1,7329x + 31,629R

2 = 0,3319

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tempo1/2(h1/2)

Águ

a abs

orvi

da (g

)

Sem ms

10 % de ms

20 % de ms

Figura 3.3. Resultados de absorção de água para a relação água/aglomerante 0,30.

84


y = 7,0398x + 0,8759R

2 = 0,999

y = 2,0472x + 39,333R

2 = 0,8909

y = 7,31x + 2,9102R

2 = 0,9956

y = 2,2739x + 37,619

R2 = 0,9851

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tempo1/2 (h1/2)

Águ

a abs

orvi

da (g

) 5 % de ms15 % de ms



y = 12,662x + 1,3281R

2 = 0,9826

y = 0,5469x + 58,433R

2 = 0,6337

y = 8,6618x + 2,1348R

2 = 0,9662

y = 0,7329x + 62,354R

2 = 0,7445

y = 8,2087x + 3,1724R

2 = 0,9909

y = 2,1772x + 53,182R

2 = 0,9721

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tempo1/2 (h1/2)

Águ

a abs

orvi

da (g

)

Sem ms

10 % de ms20 % de ms


85

Absorção de água - Método KelhamFator a/ag = 0,60

y = 11,901x + 0,7579

R2 = 0,9971

y = 0,8742x + 56,882

R2 = 0,2249

y = 10,22x + 1,0295R

2 = 0,9301

y = 0,6387x + 69,745

R2 = 0,2108

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tempo1/2 (h1/2)

Águ

a abs

orvi

da (g

)5 % de ms

15 % de ms



y = 0,6779x + 55,41R

2 = 0,9789

y = 14,901x - 1,0125R

2 = 0,9939

y = 0,6816x + 63,197

R2 = 0,4955

y = 12,782x + 1,863R

2 = 0,9848

y = 0,8912x + 71,654R

2 = 0,4589

y = 19,515x + 1,1761R

2 = 0,9884

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tempo 1/2 (h1/2)

Águ

a abs

orvi

da (g

)

Sem ms

10 % de ms

20 % de ms


86


A análise estatística dos resultados de absorção obtidos pelo método de

KELHAM (1988) possibilitou modelar o comportamento dos concretos estudados para as

propriedades de absortividade1 e resistência capilar.

O modelo de comportamento para absortividade em concretos com adição de

sílica ativa apresentou um coeficiente de determinação r2 igual a 0,92, indicando que, para as

condições de ensaio estudadas, o modelo proposto explica 92% do comportamento de

absortividade dos concretos com adição de sílica ativa. Para os cimentos CP II-E, CP II-F e

CP V-ARI RS, os modelos de comportamento apresentaram, respectivamente, coeficiente de

determinação igual a 0,76; 0,75 e 0,88. A figura 3.8 apresenta as curvas dos modelos proposto

de absortividade de água para concretos com adição de sílica ativa e com diferentes tipos de

cimento. Estas curvas indicam um desempenho de absortividade superior dos concretos com

adição de sílica ativa quando comparados com concretos executados com outros tipos de

cimento. Também pode-se constatar que não existe uma diferença significativa entre as curvas

para concretos com 15% de adição e concretos com 20% de adição de sílica ativa, bem como

entre os concretos com cimento CP V- ARI sem adição e cimento CP V-ARI RS.

Influência do tipo de cimento e das adições de sílica ativa na absortividade dos concretos (idade: 28 dias)

R E2 = 0,76

RF2 = 0,75

RRS2 = 0,88

2

6

10

14

18

22

26

0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

Relação a/ag

Ab

sort

ivid

ad

e -

S (

mm

/h1/2)

CP-V ARI sem S.A

CP-V ARI + 10% S.A

CP-V ARI + 20% S.A

CP-V ARI + 5% S.A

CP-V ARI + 15% S.A

S R S

SE

SF

RS A2 = 0,92

CP-II E

CP-II F

CP-V ARI RSCP-V ARI + 0% s.a.

CP-V ARI + 5% s.a.

CP V-ARI+10% s.a.CP V-ARI+15%s.a.

CP V-ARI+20%s.a.

Figura 3.8. Curvas dos modelos de comportamento para absortividade de concretos.

1 Absortividade, simplificadamente, é a razão de penetração de água no concreto em um determinado intervalo de tempo.

87

Para a propriedade de resistência capilar, o modelo de comportamento para os

concretos com adição de sílica ativa apresentou um coeficiente de determinação igual a 0,87,

indicando um bom ajuste para os dados de resistência capilar obtidos para este tipo de

concreto. Para concretos executados com cimento CP II-E o coeficiente de determinação do

modelo de comportamento foi de 0,73, com cimento CP II-F foi de 0,68 e para cimentos CP

V-ARI RS foi de 0,84. As curvas dos modelos de comportamento para resistência capilar dos

diferentes tipos de concretos estão apresentadas na figura 3.9. Assim como na absortividade,

para a propriedade de resistência capilar os concretos com adição de sílica ativa apresentam

um desempenho superior quando comparados aos concretos executados com os outros tipos

de cimento.

O desempenho superior dos concretos com adição de sílica ativa nestas duas

propriedades possivelmente está relacionado ao refinamento da matriz dos poros e a

interrupção na comunicação entre os mesmos, que ocorre em função das reações pozolânicas

e do efeito microfíler da sílica ativa, dificultando a passagem e o transporte de água pela

matriz hidratada.

Influência do teor de adição de sílica ativa na resistência capilar dos concretos

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Relação a/ag

Res

istê

ncia

cap

ilar -

M (x

10

3)

CP-V ARI

CP-V ARI + 5% S.A

CP-V ARI + 10% S.A

CP-V ARI + 15% S.A

CP-V ARI + 20% S.A

CP-V ARI RS

CP-II F

CP-II E

CP-V ARI + 20% SA

CP-V ARI + 15% SA

CP-V ARI + 10% SA

CP-V ARI + 5% SA

CP-V ARI

CP-V ARI RS

CP-II FCP-II E

Figura 3.9. Curvas de modelo de comportamento para resistência capilar.

A figura 3.10 apresenta as curvas de correlação entre a abortividade e a

resistência à compressão para os concretos executados com diferentes tipos de cimento.

88

Concretos CP-II FS28 x fc28

S = 122,03 fc-0,5897

R2 = 0,79

4

8

12

16

20

24

28

10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)

S2

8 (m

m/h

1/2)

Concretos CP-V ARI RSS28 x fc28

S = 55,939 fc-0,3829

R2 = 0,85

4

8

12

16

20

24

28

10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)

S2

8 (

mm

/h1

/2)

(a) (b)

Concretos CP-II ES28 x fc28

S = 74,237 fc-0,3866

R2 = 0,66

4

8

12

16

20

24

28

10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)

S2

8 (

mm

/h1

/2)

Concretos CP-V ARI +adições de SAS28 x fc28

S = 129,57 fc-0,7018

R2 = 0,77

4

8

12

16

20

24

28

10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)

S2

8 (

mm

/h1

/2)

(c) (d)

Concretos CP-V ARIS28 x fc28

S = 153,63 fc-0,6851

R2 = 0,9157

4

8

12

16

20

24

28

10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)

S2

8 (

mm

/h1

/2)

ConcretosS28 x fc28

S = 186,21 fc-0,7432

R2 = 0,66

4

8

12

16

20

24

28

10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)

S2

8 (

mm

/h1

/2)

(e) (f)

Figura 3.10. Correlação entre absortividade e resistência à compressão aos 28 dias – (a) CP II-F;(b) CP V-ARI RS; (c) CP II-E; (d) CP V-ARI + sílica ativa; (e) CP V-ARI; (f) todos traços.

Os ensaios de absorção desenvolvidos neste programa experimental foram

conduzidos com base no método de KELHAM (1988). Contudo, uma vez que a ABNT

normaliza um método de ensaio para absorção de água em concretos (NBR 9779), concluiu-se

que seria conveniente comparar resultados obtidos pelo método aqui empregado e pelo

método da ABNT. A figura 3.11 apresenta curvas de resultados dos dois métodos, a partir das

quais pode-se concluir que os dados obtidos pelo método da ABNT não são precisos,

principalmente quando eleva-se a relação água/aglomerante.

89

Sensibilidade de ensaios frente a propriedade de absortividade:

Método NBR 9779 x Método Kelham

SKEL = 23,682 (a/c) 0,7588

R2 = 0,98

SNBR = 15,04(a/c)0,2751

R2 = 0,69

6

8

10

12

14

16

18

20

22

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9Relação a/c

Abs

ortiv

idad

e -

S

(mm

/h1

/2)

NBR 9779

Kelham

Figura 3.11. Comparação entre método de Kelham e método ABNT.

3.7. Penetração de íons Cloreto

3.7.1. Método

Para a simulação da penetração de cloreto nos corpos de prova de concreto foi

empregado o método da ASTM C1202-91 (1992). Este método de ensaio baseia-se em

princípio eletroquímico, utilizando-se duas células, uma contendo cloreto de sódio (NaCl) e

outra contendo hidróxido de sódio (NaOH). Gera-se uma diferença de potencial entre as duas

células, originando uma corrente que induz o transporte do íon cloreto, no sentido NaCl -

NaOH, através do corpo de prova colocado entre as duas células. A corrente passante é

registrada e transformada em carga total, a qual é relacionada com a capacidade do material

em resistir à penetração de íons cloreto.


A tabela 3.8 e a figura 3.12 apresentam os resultados obtidos no ensaio de

penetração acelerada de íon cloreto para concretos com adição de sílica ativa.

90

Tabela 3.8. Resultados do ensaio de penetração acelerada de íon cloreto em concretos comsílica ativa – carga passante (Coulombs).

Sílica ativa (%)

Relaçãoágua/aglomerante 0 5 10 15 20

0,301701 271 173

0,35697 259

0,452950 756 891

532

0,6026012603

1302

0,8055094829

3082 1465

Penetração acelerada de íons cloreto

0400800

12001600200024002800320036004000440048005200

0,30 0,35 0,45 0,60 0,80


Car

ga t

otal

(C

oulo

mbs

)

0% sa

5% sa

10% sa

15% sa

20% sa

Figura 3.12. Penetração de íons cloreto em concretos com adição de sílica ativa.

A tabela 3.9 e a figura 3.13 apresentam os resultados obtidos no ensaio de

penetração acelerada de íon cloreto para concretos com diferentes tipos de cimento.

91

Tabela 3.9. Resultados do ensaio de penetração acelerada de íon cloreto em concretos comdiferentes tipos de cimento – carga passante (Coulombs).

Tipo de Cimento

Relaçãoágua/aglomerante CP V-ARI CP II-E CP II-F CP V-ARI RS

0,301701 2327 2715 1589

0,352149 3033 1847

1994

0,452950 3376

37673477 1391

0,603734 5180

41013994

0,8055094829

7006 4302 3694

Penetração acelerada de íon cloreto

0400800

12001600200024002800320036004000440048005200

0,30 0,35 0,45 0,60 0,80


Car

ga t

otal

(C

oulo

mbs

)

CP V-ARI

CP II-E

CP II-F

CP V-ARI RS

Figura 3.13. Penetração de íons cloreto em concretos de diferentes tipos de cimento.


Deve-se salientar que os resultados aqui apresentados referem-se, na maioria dos

traços aos dados de apenas um corpo de prova, devendo-se ter cautela ao analisar estes dados,

principalmente para os concretos executados com os diferentes tipos de cimento.

Para os concretos com adição de sílica ativa, o desempenho em relação à

resistência de penetração de íons cloreto repete o comportamento de outros estudos já

realizados com argamassas e concretos com adição de sílica ativa, cujos resultados apontam

uma influência significativa destas adições pozolânicas na redução da carga total passante e,

conseqüentemente na penetração dos íons cloretos.

92

4. RESISTIVIDADE DE CONCRETOS COM ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA

4.1. Variáveis

As variáveis analisadas nos ensaios de resistividade e resistência à compressão

axial foram:

• relação água/aglomerante (0,5; 0,65 e 0,8);

• teor de adição de sílica ativa (0, 6 e 12%);

• idade (3, 7, 28 e 91 dias);

• fator tipo de ambiente (câmara úmida, câmara climatizada e submerso).

4.2. Planejamento

Para moldagem dos corpos de prova foram rodadas 3 betonadas de cada traço, de

forma aleatorizada. Para os ensaios de resistividade elétrica foram moldados 4 corpos de

prova de cada traço, cuja descrição e detalhamento está descrito no item 4.3. Para ensaios de

resistência à compressão axial foram moldados corpos de prova cilíndricos (3 por idade), com

dimensões 9,5x19 cm.

4.3. Materiais

Para moldagem dos corpos de prova foi usado cimento Portland de Alta

Resistência Inicial (CP V-ARI), agregado miúdo proveniente do leito do rio Guaiba (Porto

Alegre), dimensão máxima característica de 4,8 mm, graduação (zona) 3 (média) e agregado

graúdo de origem basáltica. As Tabelas 4.1 e 4.2 apresentam as características químicas e

físicas dos materiais utilizados.

Tabela 4.1. Características químicas e físicas do cimento e sílica ativa.

CP V-ARI Sílica ativa CP V- ARI Sílica ativaSiO2 (%) - 94,40 Resíduo # 0,075 mm - nd*Al2O3 (%) - 0,11 Resíduo # 0,045 mm 1,90 7,0Fe2O3 (%) - 0,07 Peso específico g/cm3 3,12 2,2CaO (%) - 0,20 Superf. Espec. m2/g 1,08 14,2MgO (%) 1,59 0,58 Resist. mec. 1 dia 24,7 MPa -SO3 (%) 3,09 - Resist. mec. 3 dias 36,7 MPa -não (%) - 0,18 Resist. mec. 7 dias 42,3 MPa -K2O (%) - - Resist. mec. 28 dias 47,7 MPa -Cal livre (%) 1,36 -Perda ao fogo (%) 2,35 2,01Resíduo insol.(%)

0,45 - nd*- não determinado

93

Tabela 4.2. - Características físicas dos agregados.

Agregado miúdo - NBR 7217/87 Agregado graúdo - NBR 7217/87Peneira

Abertura (mm)% Média

retida% Média retida

acumuladaPeneira

Abertura(mm)

% Médiaretida

% Média retidaacumulada

4,8 0,07 0,07 19,0 9,27 9,272,4 6,33 6,40 12,5 49,74 59,011,2 14,24 20,64 9,5 28,90 87,910,6 27,93 48,57 6,3 8,51 96,420,3 41,97 90,54 4,8 1,87 98,29

0,15 8,95 99,49 < 4,8 1,71 100,00< 0,15 0,51 100,00


Na tabela 4.3 é apresentada a composição dos traços, obtidos através do método

IPT/EPUSP (HELENE e TERZIAN, 1992).

Tabela 4.3. Proporcionamento dos materiais.

Mistura Traço água/ Abatimento (mm)(em massa) aglomerante 0% de adição 6% de adição 12% de adição

1 1 : 1,70 : 3,17 0,50 (69) (80) (85) (70) (65) (80) (80) (85) (70)2 1 : 2,52 : 4,13 0,65 (140) (80) (95) (95) (100) (100) (75) (88) (80)3 1 : 3,33 : 5,08 0,80 (80) (50) (120) (110) (85) (120) (110) (85) (80)

4.5. Método de ensaio

As medidas de resistividade foram feitas pelo Método de Wenner (Método dos

quatro eletrodos), adaptado da norma ASTM G 57 para uso em concreto. O ensaio é realizado

aplicando-se uma diferença de potencial (5V, A.C, 10Hz) entre os eletrodos externos do corpo

de prova. É medida a corrente que atravessa o corpo de prova. Nos eletrodos internos é feita a

leitura da diferença de potencial. A figura 4.1 apresenta as dimensões e características dos

corpos de prova.

Figura 4.1. Esquema do corpo de prova utilizada para medida da resistividade elétrica pelométodo de Wenner.

94

Como eletrodos foram utilizados fios de cobre de 10 mm2. Uma vez que os

eletrodos foram imersos no concreto, para cálculo do valor da resistividade foi utilizada a

fórmula completa de Wenner, que leva em conta a profundidade do eletrodo (MEDEIROS

FILHO, 1979):

ρ = R k. e

ka

aa b

aa b

=+

+−

+

4

12

42

4 42 2 2 2

π

onde: ρρ = resistividade calculada do concreto, em ohm.cm;R = resistência medida pelo instrumento, em m.ohm;a = distância de separação entre os eletrodos, em cm;b = profundidade das hastes, em cm.

Os corpos de prova permaneceram nos moldes durante as primeiras 24 horas.

Após a desmoldagem foram colocados em câmara úmida até os 28 dias de idade. Uma vez

curados, foram transferidos para uma câmara climatizada (T= 23 oC ±2, UR= 65% ±5%) onde

permaneceram até a idade de 91 dias, quando então foram submersos (T= 23 oC ± 2) em água

potável.

4.6. Resultados e discussão

A figura 4.2 ilustra os resultados obtidos no ensaio de resistência à compressão

axial.

fc (

MP

a)

0

10

20

30

40

50

60

70

3 7 28 91 3 7 28 91 3 7 28 91

TEOR ADIÇÃO0%

6%

12%

a/agl = 0,5 a/agl = 0,65 a/agl = 0,8

IDADE (dias)

Figura 4.2. Interação dos fatores teor de adição, água/ aglomerante e idade para o ensaio deresistência à compressão axial.

95

Na tabela 4.4 é apresentado o grau de significância dos fatores teor de adição,

relação água/ aglomerante, idade e suas interações para o ensaio de resistência à compressão

axial.

Tabela 4.4. Análise de Variância para o ensaio de resistência à compressão axial.

Fonte GDL MQ Fcalc SignificânciaTeor de adição (A) 2 505,83 74,17 Significativo

Água/ aglomerante (B) 2 4412,96 647,05 SignificativoIdade (C) 3 2102,53 308,29 Significativo

AB 4 12,21 1,79 Não signif.AC 6 31,68 4,64 SignificativoBC 6 66,46 9,74 Significativo

ABC 12 5,29 0,77 Não signif.Erro 72 6,82

De acordo com a tabela 4.4 são significativos os fatores relação

água/aglomerante, idade, teor de adição e as interações água/aglomerante x idade (BC) e teor

de adição x idade (AC), nesta ordem. Observa-se na figura 4.2 que o efeito da adição se

evidencia ainda aos 3 dias idade, sendo seu efeito mais acentuado para concretos com

relações água/ aglomerante 0,65 e 0,8. Da mesma forma, pode ser constatado que o

comportamento dos concretos ensaiados diferem de acordo com a relação água/aglomerante e

idade, caracterizando a interação dos fatores identificadas através da análise estatística

(Tabela 3.1). Entretanto, a relação água/ aglomerante é, de forma inequívoca, o fator mais

importante para a resistência à compressão dos concretos aqui ensaiados.

Nas figuras 4.3 e 4.4 estão plotados os valores de resistividade elétrica obtidos

nos ensaios e na tabela 4.5 é apresentada a análise estatística dos resultados.

IDADE (dias)

RE

SIST

IVID

AD

E (

ohm

.cm

)

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

3 7 14 28 63 91 98 112 217

a/agl0,50

0,65

0,80

CÂMARA ÚMIDAT 23 oC - UR >95%

CÂMARA CLIMATIZADAT 23 oC - UR ~65%

SUBMERSO

Figura 4.3. Efeito da idade, relação água/aglomerante e ambiente de exposição naresistividade elétrica com adição de sílica ativa.

96

IDADE (dias)

RE

SIST

IVID

AD

E (o

hm.c

m)

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

3 7 14 28 63 91 98 112 217

CÂMARA ÚMIDAT 23 oC - UR > 95%

CÂMARA CLIMATIZADA T 23 oC - UR ~65%

SUBMERSO T 23 oC

TEOR DE ADIÇÃO0 %

6%

12%

Figura 4.4. Efeito da idade, teor de adição de sílica ativa e ambiente de exposição naresistividade elétrica.

Tabela 4.5. Fatores significativos para a resistividade por ordem de importância.

Ambiente de exposiçãoCâmara úmida Câmara climatizada Submerso

idade (96,4)* teor adição (27,4)* teor adição (397,8)*teor adição (23,6)* idade (8,5)* a/ aglom. (143,4)*

t ad. x idade (17,6)* t ad. x a/agl (2,94)* t ad. x a/agl (45,0)*t ad. x a/agl (5,22)*

Nas figuras 4.3 e 4.4 verifica-se que a idade, o tipo de ambiente, o teor de adição

e a relação água/aglomerante são muito importantes para a resistividade elétrica do concreto.

Observa-se que quando em cura úmida, o efeito da relação água/aglomerante não é

significativo para a propriedade em estudo, enquanto tem efeito significativo o teor de adição

e, principalmente, a idade.

Quando os corpos de prova são expostos ao ambiente da câmara climatizada, a

relação água/aglomerante não é significativa (tabela 4.5), embora possa ser observado na

figura 4.3 que com o decorrer do tempo, nas condições analisadas, concretos com maior

relação água/aglomerante atingem maiores valores de resistividade elétrica. Uma vez que é

consenso na literatura que, quanto maior a relação água/aglomerante, maior a porosidade, este

efeito pode ser atribuído à maior perda de água para o ambiente pelos concretos de maior

relação água/ aglomerante, que por disporem de menor quantidade de eletrólito, tornam-se

mais resistivos.

Entretanto, quando os corpos de prova são submersos, a resistividade elétrica

comporta-se de acordo com o esperado, ou seja, concretos de menor relação água/aglomerante

tem maior valor de resistividade elétrica (figura 4.3). Observa-se também que concretos com

97

relação água/aglomerante 0,5 tem comportamento diferenciado em relação aos com 0,65 e

0,8, à semelhança do que se verifica nos ensaios de resistência à compressão. De acordo com

o esperado, a resistividade elétrica é maior nos concretos com adição (figura 4.4). Os

resultados obtidos estão coerentes com os apresentados por VENNESLAND e GJ∅RV,

(1983), que observaram que concretos sem adição e consumos de cimento de 100, 250 e 450

kg/m3 não tiveram valores diferenciados de resistividade elétrica. Entretanto, adições de 10 e

20% conferiram aos concretos incrementos de resistividade elétrica de até 18,5 vezes, sendo

a maior resistividade elétrica em concretos com maior teor de adição e cimento.

O desempenho de concretos com adição de sílica ativa em meio corrosivo foi

observado por pesquisadores como TORII et al. (1994) e RASHEEDUZZAFFAR et al.

(1992). RASHEEDUZZAFFAR et al. (1992) observaram que concretos com adição de sílica

ativa em teores de 10% apresentaram resultados de corrosão até 7,4 vezes superior a concretos

sem adição.

A partir do que foi observado nos experimentos, pode-se dizer que a sílica ativa,

além de proporcionar incremento de resistência mecânica, também confere ao concreto maior

resistividade elétrica, o que sugere que concretos com adição possam ter maior capacidade de

proteger a armadura contra a corrosão. Entretanto, observa-se que o desempenho satisfatório

do concreto é conferido pelo conjunto de suas propriedades físico-mecânicas e químicas e da

interação destas com o meio.

4.7. Considerações finais

• Nas condições analisadas, a adição de sílica ativa tem efeito significativo na

obtenção de concretos de maior resistência à compressão e resistividade elétrica;

• Como a utilização de sílica ativa como adição ao cimento tem efeito

favorável à resistividade elétrica do concreto, pode, consequentemente, ter efeito

benéfico contra o desenvolvimento da corrosão;

• As condições ambientais são fatores muito importantes para a resistividade

elétrica, de forma que os resultados obtidos em estruturas reais necessitam ser

analisados de forma criteriosa;

98

5. ENSAIOS ACELERADOS E ENSAIOS DE CAMPO

Para verificar a influência da adição da sílica ativa na corrosão da armadura e no

fenômeno da carbonatação do concreto, foi desenvolvimento um amplo programa

experimental que abrange ensaios acelerados de laboratório e ensaios de campo em ambientes

com diferentes graus de agressividade:

• zona de variação de maré - os corpos de prova para estudo da corrosão de

armaduras estão em exposição no porto marítimo da cidade de Rio Grande – RS;

• ambiente marinho - os corpos de prova para estudo da corrosão de armaduras

estão na Praia do Cassino, Rio Grande - RS, distantes aproximadamente 500 m

da beira-mar;

• ambiente urbano de agressividade média: os corpos de prova para o estudo da

corrosão e da carbonatação do concreto estão expostos no estacionamento da

Escola de Engenharia da UFRGS.

Os corpos de prova em ambiente agressivo natural permanecerão em exposição

até que apresentem degradação significativa, possibilitando que as medidas de corrosão da

armadura e de carbonatação possam ser correlacionadas com os resultados de ensaios de

corrosão e de carbonatação obtidos em laboratório. A figura 5.1 mostra os corpos de prova

expostos em ambiente urbano de agressividade média.

Figura 5.1. Corpos de prova em ambiente urbano.

99

Os materiais utilizados, o planejamento dos experimentos, o proporcionamento

dos materiais e as variáveis envolvidas no estudo da corrosão e da carbonatação seguem

aqueles estudados no item “Durabilidade conferida pelo cimento ARI (item 3).

Seguindo o planejamento descrito no item 3.2, a concretagem foi realizada em

dois blocos, retirando-se um exemplar de cada combinação de variáveis do bloco 1 e do

bloco2, obtendo-se dois corpos de prova para cada combinação (duas repetições). A tabela 5.1

apresenta o esquema da ordem aleatorizada de moldagem dos corpos de prova de concretos

com adição de sílica ativa para os ensaios de corrosão e carbonatação.

Tabela 5.1. Ordem de moldagem dos corpos de prova.

1o BLOCO 2o BLOCORelação água/aglomerante Relação água/aglomerante

Sílica ativa(%)

0,30 0,35 0,45 0,60 0,80 Sílica ativa(%)

0,30 0,35 0,45 0,60 0,80

0 1-1 6-1 1-2 0 6-4 1-3 5-45 2-1 2-2 5 5-3 7-310 7-1 3-2 5-2 10 4-4 6-3 2-315 5-1 3-1 15 3-4 3-320 4-2 6-2 4-1 20 4-3 2-4 1-4

Observação: O primeiro número de cada célula representa a ordem de moldagem e o segundo número o diada moldagem (1, 2, 3, 4).

5.1. Corrosão de armaduras

Para verificar em laboratório o comportamento da corrosão da armadura em

concretos com adição de sílica ativa está sendo utilizado o ensaio de potencial de eletrodo,

por ser um dos procedimentos mais utilizados para monitorar as estruturas de concreto

armado.

5.1.1. Método

Para verificar em laboratório o comportamento da corrosão da armadura em

concretos com adição de sílica ativa está sendo utilizado o ensaio de potencial de eletrodo,

por ser um dos procedimentos mais utilizados para monitorar as estruturas de concreto

armado.

O ensaio de potencial de eletrodo, também chamados de potencial eletroquímico,

ou mais especificamente de potencial de corrosão, é normalizado pela ASTM C876-91

"Standard Test Method for Half-Cell Potencials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete".

Trata-se de uma técnica não perturbativa, que consiste no registro da diferença de potencial

entre a armadura e um eletrodo de referência, que é colocado em contato com a superfície do

concreto.

100

Para o ensaio de potencial de eletrodo utiliza-se um multímetro de alta

impedância interna (≥ 10 M Ω) e um eletrodo de referência cobre/ sulfato de cobre (ESC),

conforme a figura 5.2. Um fluxo de elétrons da armadura em direção ao eletrodo de

referência, mais nobre e com potencial mais positivo, passa pelo multímetro de alta

impedância, que indica a intensidade da diferença de potencial entre as semi-células, quando o

circuito é fechado. Uma interface condutiva (esponja saturada em solução de detergente

0,5%) deve ser colocada entre o eletrodo de referência e a superfície do concreto para fechar o

circuito. Os resultados de potencial obtidos podem ser associados à probabilidade de corrosão.

Figura 5.2. Representação esquemática para a medida dos potenciais.

O ensaio de potencial de eletrodo é útil na identificação de áreas com risco de

corrosão e também de zonas passivas com pouca probabilidade de apresentar corrosão.

Através do seu emprego é possível detectar mudanças no estado superficial da armadura,

quando esta passa do estado passivo para o estado ativo de corrosão, pela modificação dos

valores de potencial com o tempo.

Os corpos de prova para o ensaio de potencial de eletrodo e perda de massa foram

moldados com dimensão 10 x 10 x 15 cm (figura 5.3) com barras de 12,5 mm de diâmetro,

com aço do tipo CA-50, cuja carepa de laminação foi previamente removida.

Figura 5.3. Geometria dos corpos de prova para o ensaio de potencial de eletrodo.

101

Após a concretagem, a cura dos corpos de prova foi realizada em câmara úmida

(umidade relativa = 95% e temperatura = 23o C) por 28 dias.

Para os concretos estudados foram moldados corpos de prova cilíndricos

10 x 20 cm para a realização do ensaio de resistência à compressão, conforme a

NBR 5739 (1980), com resultados apresentados no item 3.5. As barras de aço foram pesadas

antes da moldagem dos corpos de prova para realização da perda de massa, após a corrosão

acelerada por íons cloreto.

Aos 28 dias de idade os corpos de prova foram submetidos ao processo de

aceleração da corrosão da armadura, por íons cloreto, em sala climatizada com temperatura e

umidade relativa controladas (T=25o C e UR=70%), onde também são realizadas as medidas

de potencial de eletrodo. Para acelerar a corrosão os corpos de prova foram submetidos a

ciclos de imersão alternada (ciclos de molhagem e secagem) em solução agressiva de

NaCl 3,5%, tendando-se reproduzir a água do mar. Os corpos de prova permaneciam dois dias

em imersão na solução (figura 5.4) e cinco dias fora da solução, secando ao ar (figura 5.5).

Figura 5.4. Corpos de prova em imersão

102

Figura 5.5. Corpos de prova no ciclo de secagem.

As medidas do potencial foram realizadas após a retirada dos corpos de prova da

solução e após o período de secagem, seguindo-se as recomendações da

ASTM C876 (1991). A figura 5.6 mostra o esquema dos ciclos de agressão e a figura 5.7

mostra a realização da medida do potencial de eletrodo.

Figura 5.6. Ciclos de agressão.

103

Figura 5.7. Medida do potencial de eletrodo.

O processo de agressão e medida dos potenciais foram planejados para serem

realizados por um período mínimo de seis meses para garantir a ocorrência da despassivação

da armadura, possibilitando a comparação dos resultados de potencial obtidos em concretos

com diferentes relações água/aglomerante e diferentes teores de adição de sílica ativa.

Até o presente momento já foram realizados aproximadamente 160 dias de

agressão por íons cloreto, medindo-se os potenciais após a imersão na solução e após a

secagem.

Após o final do ciclos de agressão, os corpos de prova agredidos serão rompidos

e as barras de aço passarão por um processo de limpeza com uma solução composta de 500 ml

de ácido clorídrico, 3,5 g de hexametileno tetramina e água destilada para completar um litro,

seguindo-se as recomendações da “Standard Practice for preparing, Cleaning and Evaluating

Corrosion Test Specimens” – ASTM G1/88 (1989), para a determinação da perda de massa da

barra.


As figuras 5.8 a 5.20, apresentadas na seqüência, mostram os resultados obtidos

no ensaio de potencial de eletrodo após 157 dias de agressão em solução NaCl 3,5%.

104

0,30 - 0

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

3 0 0

3 5 0

3 1 7 3 1 4 5 5 9 7 3 8 7 1 0 1 1 1 5 1 2 9 1 4 3 1 5 7

Tempo (dias)

Imersão secagem

Figura 5.8. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,30 e 0% de sílica ativa.

0,30 - 10

0

100

200

300

400

500

600

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


0,30 - 20

0

100

200

300

400

500

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


105

0,35 - 5

0

100

200

300

400

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


0,35 -15

0

100

200

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


0,45 -0

0

100

200

300

400

500

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


106

0,45 -10

0

100

200

300

400

500

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


0,45 -20

0

100

200

300

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


0,60 -5

0

100

200

300

400

500

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


107

0,60 -15

0

100

200

300

400

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


0,80 -0

0

100

200

300

400

500

600

700

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


0,80 -10

0

100

200

300

400

500

600

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


108

0,80 -20

0

100

200

300

400

500

3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157

Tempo (dias)

Pot

enci

al (

-mV

)

imersão secagem


A tabela 5.2 e a figura 5.21 apresentam os valores de potencial de eletrodo

(potencial de corrosão) para o ciclo final de imersão em solução agressiva NaCl 3,5%.

Tabela 5.2. Resultados do potencial de eletrodo – ciclo final de agressão.

Teor de sílica ativa (%)RelaçãoÁgua/aglomerante 0 5 10 15 20

0,30 -0,247 -0,277 -0,228

-0,328 -0,133 -0,296

0,35 -0,272 -0,107

-0,163 -0,070

0,45 -0,311 -0,233 -0,130

-0,353 -0,277 -0,329

0,60 -0,383 -0,275

-0,400 -0,263

0,80 -0,630 -0,330 -0,447

-0,579 -0,603 -0,432

POTENCIAL DE ELETRODO

-0,800

-0,600

-0,400

-0,200

0,0000,30 0,35 0,45 0,60 0,80


Eco

rr (

V)

0%

5%

10%

15%

20%

Figura 5.21. Potencial de eletrodo – ciclo final de agressão.

109

Os resultados do ensaio obtidos para corrosão das armaduras em concretos com

diversos tipos de cimento (CP II-E, CP II-F, CP V-ARI RS, CP V-ARI e CP IV), pelo método

do potencial de eletrodo, estão expostos na tabela 5.3 e na figura 5.22.

Tabela 5.3. Resultados para o ciclo final de corrosão de concretos com cimento CP II-E,CP II-F, CP IV, CP V-ARI e CP V-ARI RS.

Tipo de cimentoRelação a/agl CP II-E CP II-F CP IV CP V-ARI CP V-ARI RS

0,30 -195,7 -193,7 -139,5 -176,6 -139,50,35 -413,6 -360,4 -162,2 -173,3 -162,20,45 -541,6 -450,3 -279,6 -183,7 -279,60,60 -534,3 -587,9 -557,8 -486,2 -557,80,80 -643,8 -643,8 -612,8 -536,9 -612,8

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

0,30 0,35 0,45 0,60 0,80

Relação a/agl

Pote

ncia

l de

corr

osão

(m

V)

CP II-E

CP II-F

CP IV

CP V-ARI

CP V-ARI RS

Figura 5.22. Resultados de corrosão para concretos com cimento CP II-E,CP II-F, CP IV, CP V-ARI e CP V-ARI RS.


A análise estatística dos resultados obtidos para concretos com adição de sílica

ativa, por regressão múltipla, indicou que os fatores relação água/aglomerante, teor de sílica

ativa e a interação entre estes possuem efeito significativo no potencial de corrosão para os

concretos estudados, conforme apresentado na tabela 5.4.

110

Tabela 5.4. Análise de regressão múltipla para o potencial de eletrodo – ciclo final.


Constante -0,26 0,014 -18,64 0,0000

aag -0,14 0,009 -15,38 0,0000

sa 0,07 0,010 7,05 0,0000

aag*sa 0,03 0,011 2,27 0,0255

aag2 -0,05 0,017 -2,98 0,0037

sa2 0,08 0,016 -4,88 0,0000

O modelo de comportamento proposto para o potencial de eletrodo em concretos

com adição de sílica ativa e diferentes relações água/aglomerante, obtido através de regressão

múltipla, é descrito a seguir:

22 sa08,0aag05,0saaag03,0sa07,0aag14,026,0ecorr −−×++−−= ,


onde: ecorr = potencial de eletrodo (Volts);

aag = fator água/aglomerante (0,30= -1; 0,35 = 0,8; 0,45 = -0,4; 0,60 = 0,2e 0,81 = 1)

sa = sílica ativa (0% = -1; 5% = -0,5; 10% = 0; 15% = 0,5 e 20% = 1)/






Tabela 5.5. Análise variância para o modelo de regressão – potencial de eletrodo.

Fonte SQ GDL MQ F p

Modelo 1,67 5 0,333 68,13 0,0000

Resíduos 0,48 98 0,005

Total 2,15 103


variabilidade do potencial de eletrodo analisado. O valor de r2 também indica que 22% do

fenômeno não é explicado pelo modelo proposto, em função de variáveis não controláveis do

experimento. A figura 5.23 representa o modelo de potencial de eletrodo (ciclo final) para

agressão em solução NaCl 3,5%, variando-se a relação água/aglomerante e o teor de sílica

ativa.

111

Regressão - Potencial de EletrodoEcorr=-0,26-0,14aag+0,07sa+0,03aag*sa-0,05aag2-0,08sa2

-0,410

-0,390

-0,370

-0,350

-0,330

-0,310

-0,290

0,30 0,35 0,45 0,60 0,80


Eco

rr (

V)

0%

5%

10%

15%

20%

Figura 5.23. Influência da relação água/aglomerante e do teor de sílica ativano potencial de eletrodo .

De acordo com os resultados obtidos no ensaio de potencial de eletrodo

verifica-se que concretos com adição de sílica ativa apresentaram um maior potencial de

eletrodo (menos negativo), o que pode significar uma menor facilidade de transferência de

carga elétrica entre a armadura e a solução contida nos poros do concreto e uma menor

probabilidade de ocorrência de corrosão. Também observa-se, como era esperado, que quanto

menor a relação água aglomerante, maior o potencial de eletrodo e melhor o comportamento

de corrosão.

O refinamento da estrutura de poros de concreto com adição de sílica ativa, a

conseqüente redução da taxa de íons cloreto e o aumento da resistividade elétrica são fatores

determinantes do melhor desempenho dos concretos com sílica ativa quanto ao problema de

corrosão das armaduras.

Deve-se salientar que o ensaio de potencial de eletrodo é uma medida de maior

ou menor facilidade de transferência de carga elétrica entre a armadura e o concreto, não

fornecendo dados quantitativos de corrosão. A técnica de potencial de eletrodo aponta dados

qualitativos do processo eletroquímico de corrosão, não sendo indicada para avaliar a cinética

da corrosão. Desta forma, a utilização de métodos eletroquímicos que forneçam dados

quantitativos de corrosão e informações sobre a densidade de corrente de corrosão pode

contribuir para esclarecer a influência da sílica ativa no fenômeno de corrosão das armaduras

de concreto.

112

5.2. Carbonatação

5.2.1. Método

Para realizar os estudos de carbonatação em laboratório em concretos com adição

de sílica ativa foi montada uma câmara de carbonatação acelerada, com concentração de CO2

controlada, conforme esquema apresentado na figura 5.24. A câmara foi montada em uma

sala com umidade e temperatura controladas, o que fornece um ambiente próprio ao

desenvolvimento das reações de carbonatação. Previamente à exposição ao ambiente rico em

CO2, os corpos de prova foram dispostos em uma câmara de sazonamento para atingirem uma

umidade ideal para que ocorra a carbonatação. O controle da perda de umidade é realizado

medindo-se a perda de massa do corpo de prova até uma constância de massa de 0,1%

(figura 5.25). Esta câmara tem o ambiente livre de CO2, visto que o ar que penetra na câmara

passa por uma solução de KOH, que precipita o CO2 na forma de carbonato.

COCO22

câmara

×h

manômetro de coluna bomba de ar

ventilador demicrocomputador

capilar de geladeiraVálvula

reguladorade pressão

válvula redutorade pressão

válvulasmilimétricas

ðñ

ð

ñ

Figura 5.24. Esquema da câmara de carbonatação acelerada.

113

Corpos deprova

Bomba devácuo

Solução KOH

Câmara deSazonamento

Figura 5.25. Câmara de sazonamento.

As figuras 5.26 e 5.27 mostram a câmara de carbonatação e a câmara de

sazonamento, respectivamento, e seus acessórios, montadas dentro da sala de ambiente

controlado.

Figura 5.26. Câmara de carbonatação.

114

Figura 5.27. Câmara de sazonamento.

Os corpos de prova (cp) de concreto foram moldados com dimensão de

100 × 100 × 300 mm. Aos 28 dias foi retirada de cada cp uma fatia de 50 mm, para proceder o

ensaio de absorção (item 3.5).

Para realizar os ensaios de carbonatação acelerada, foi empregado o segmento do

corpo de prova de 100 × 100 × 250 mm, do qual são retiradas cinco fatias, uma para cada

idade de exposição na câmara de carbonatação (7 dias; 28 dias; 56 dias; 84 dias e 112 dias).

As medidas de carbonatação foram realizadas com o emprego do indicador químico

fenolftaleína.

Nos estudos de carbonatação, o processo de cura deve evitar que os corpos de

prova carbonatem antes do período no qual os exemplares serão expostos a ambientes sujeitos

ao CO2. Para tanto, o melhor processo seria submeter os corpos de prova a uma cura

submersa.

Contudo, em função das demais propriedades estudadas neste projeto, cujos cp’s

não poderiam ser submetidos à cura submersa, os corpos de prova, após serem desmoldados,

foram recobertos com duas camadas de filme PVC (figura 5.28), a fim de não permitir a

existência de ar entre a superfície do cp e o plástico, e com mais dois sacos plásticos lacrados

com fita plástica. Depois de protegidos, os corpos de prova foram dispostos em câmara úmida

com umidade relativa de 90% e temperatura de 25ºC (figura 5.29).

115

Figura 5.28. Detalhe da proteção dos corpos de prova com filme PVC.

Figura 5.29. Corpos de prova protegidos com filme PVC dispostos na câmara úmida.

116

Após o período de cura, aos 28 dias, os corpos de prova de concreto foram

pesados e dispostos em câmara de sazonamento, conforme descrito anteriormente. Cabe

salientar que a câmara de sazonamento está localizada na mesma sala de ambiente controlado

onde está localizada a câmara de carbonatação, com umidade relativa de 70 ± 2% e

temperatura de 25 ± 1ºC.


Os resultados de profundidade de carbonatação, medida com fenolftaleína, para

7 dias de exposição na câmara de carbonatação estão apresentados nas tabelas 5.6 e 5.7 e na

figura 5.30. Os resultados para 28 dias de exposição são apresentados nas tabelas 5.8 e 5.9,

bem como na figura 5.31.

117

Tabela 5.6. Profundidade de carbonatação para 7 dias de exposição – medidas das quatrofaces de exposição.

Grupo Relação a/agl %s.a./tipocimento

medida face 1(mm)

medida face 2(mm)

medida face 3(mm)

medida face 4(mm)

0,30 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,60 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 20% 0,62 0,44 0,74 0,600,35 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 0% 0,00 0,00 0,00 0,00

G1

0,30 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0% 4,92 5,10 4,92 0,000,60 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,30 20% 0,60 0,00 0,00 0,000,80 10% 0,00 0,00 0,00 0,00

G2

0,45 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,60 15% 0,64 0,28 0,00 0,000,30 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 10% 0,00 0,00 0,00 0,00

G3

0,60 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,30 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0% 0,56 1,40 0,60 0,00

G4

0,30 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 E 0,00 0,00 0,00 0,000,60 F 2,98 0,78 0,94 0,00G50,35 RS 0,00 0,00 0,00 0,00

G6 0,30 F 0,00 0,00 0,00 0,00G7 0,80 E 2,48 7,66 1,46 1,00

0,45 F 0,00 0,00 0,00 0,000,60 RS 0,00 0,00 0,00 0,00G80,30 E 0,00 0,00 0,00 0,000,80 F 1,40 0,72 2,44 1,000,35 E 0,00 0,00 0,00 0,00G90,45 RS 0,00 0,00 0,00 0,000,80 RS 1,60 0,68 0,00 0,00G100,35 F 0,00 0,00 0,00 0,000,30 RS 1,00 0,00 0,00 0,00G110,60 E 0,00 0,00 0,00 0,000,45 E 0,00 0,00 0,00 0,000,60 F 0,00 0,00 0,00 0,00G120,35 RS 0,00 0,00 0,00 0,00

G13 0,30 F 0,00 0,00 0,00 0,00G14 0,80 E 9,88 6,20 5,14 3,56

0,40 F 0,00 0,00 0,00 0,000,60 RS 0,00 0,00 0,00 0,00G150,30 E 0,00 0,00 0,00 0,880,80 F 1,10 0,86 0,00 0,000,35 E 0,88 0,48 0,00 0,00G160,45 RS 0,00 0,00 0,00 0,000,80 RS 0,00 0,00 0,00 0,00G170,35 F 0,00 0,00 0,00 0,000,30 RS 0,40 0,00 0,00 0,00G180,60 E 0,80 0,00 0,00 0,00

118

Tabela 5.7. Profundidade de carbonatação média para 7 dias de exposição, paracada corpo de prova.

Grupo Relaçãoágua/aglomerante

%s.a./tipocimento

Profundidade decarbonatação média (mm)

G1 0,80 20% 0,60G2 0,80 0% 3,74G2 0,30 20% 0,15G3 0,60 15% 0,23G4 0,80 0% 0,64G5 0,60 F 1,18G7 0,80 E 3,15G9 0,80 F 1,39G10 0,80 RS 0,57G11 0,30 RS 0,25G14 0,80 E 6,20G15 0,30 E 0,22G16 0,80 F 0,49G16 0,35 E 0,34G18 0,30 RS 0,10G18 0,60 E 0,20

Carbonatação média - 7 dias exposição

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,3 0,35 0,45 0,6 0,8


Pro

fund

idad

e de

car

bona

taçã

o (m

m)

ARI+0%

ARI+15%

ARI+20%

CP II-E

CP II-F

ARI RS

AR

I RS

AR

I+20

%

CP

II-E

CP

II-E

AR

I+20

%

CP

II-F A

RI+

0%

AR

I+15

%

CP

II-F

AR

I RS

CP

II-E

CP

II-E

Figura 5.30. Carbonatação média para 7 dias de exposição.

119

Tabela 5.8. Profundidade de carbonatação para 28 dias de exposição – medidas das quatrofaces de exposição.

Grupo Relação a/agl %s.a./tipo cimento medida face 1(mm)

medida face 2(mm)

medida face 3(mm)

medida face 4(mm)

0,30 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,60 15% 1,34 0,94 1,36 1,760,80 20% 3,34 7,84 4,22 3,040,35 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 0% 0,00 0,00 0,00 0,00

G1

0,30 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0% 7,46 7,96 7,12 0,000,60 5% 0,00 0,00 1,20 0,060,45 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,30 20% 1,00 0,00 0,00 0,000,80 10% 1,44 1,16 1,14 1,44

G2

0,45 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 10% 1,38 1,40 3,02 0,980,60 15% 0,98 0,62 0,38 0,000,30 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 10% 0,00 0,00 0,00 0,00

G3

0,60 5% 0,00 0,00 0,00 0,680,80 20% 1,00 2,18 3,04 1,680,45 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,30 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0% 11,20 8,84 12,20 4,42

G4

0,30 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 E 0,00 0,00 0,54 0,520,60 F 2,60 1,96 2,26 0,00G50,35 RS 0,00 0,00 0,40 0,78

G6 0,30 F 0,00 0,00 0,00 0,00G7 0,80 E 17,78 24,12 15,36 18,04

0,45 F 0,00 0,68 0,00 0,000,60 RS 0,00 0,00 0,64 0,00G80,30 E 0,00 0,00 0,00 0,000,80 F 3,56 2,00 1,86 2,860,35 E 0,00 0,00 0,00 0,00G90,45 RS 0,00 0,00 0,00 0,000,80 RS 6,18 0,00 8,12 4,38G100,35 F 0,00 0,00 0,00 0,000,30 RS 0,00 0,00 0,00 0,56G110,60 E 1,00 0,00 0,00 0,000,45 E 0,00 0,00 0,00 0,000,60 F 0,00 0,00 0,40 0,78G120,35 RS 0,00 0,00 0,46 0,00

G13 0,30 F 0,00 0,00 0,00 0,00G14 0,80 E 27,66 25,64 14,42 21,72

0,40 F 0,00 0,92 0,00 0,000,60 RS 1,38 2,28 6,48 1,82G150,30 E 0,00 0,00 0,00 0,000,80 F 6,80 2,96 0,00 3,560,35 E 0,00 0,00 0,00 0,00G160,45 RS 0,00 0,00 0,00 0,000,80 RS 3,98 3,78 1,72 0,00G170,35 F 0,00 0,00 0,00 0,000,30 RS 0,68 0,00 0,00 0,00G180,60 E 1,08 1,10 0,58 1,58

120

Tabela 5.9. Profundidade de carbonatação média para 28 dias de exposição, paracada corpo de prova.

Grupo Relaçãoágua/aglomerante

%s.a./tipocimento

Profundidade decarbonatação média (mm)

G1 0,60 15% 1,35G1 0,80 20% 4,61G2 0,80 0% 5,64G2 0,60 5% 0,32G2 0,30 20% 0,25G2 0,80 10% 1,30G3 0,80 10% 1,70G3 0,60 15% 0,50G3 0,60 5% 0,17G4 0,80 20% 1,98G4 0,80 0% 9,17G5 0,45 E 0,27G5 0,60 F 1,71G5 0,35 RS 0,30G7 0,80 E 18,83G8 0,45 F 0,17G8 0,60 RS 0,16G9 0,80 F 2,57G10 0,80 RS 3,58G11 0,30 RS 0,14G11 0,60 E 0,25G12 0,60 F 0,30G12 0,35 RS 0,12G14 0,80 E 22,36G15 0,40 F 0,23G15 0,60 RS 2,99G16 0,80 F 2,44G17 0,80 RS 2,37G18 0,30 RS 0,17G18 0,60 E 1,09

121

Carbonatação médias - 28 dias exposição

0

3

6

9

12

15

18

21

0,3 0,35 0,45 0,6 0,8


Pro

fun

did

ade

de

carb

on

ataç

ão

(mm

)ARI+0%

ARI+5%

ARI+15%

ARI+20%

CP II-E

CP II-F

ARI RSA

RI R

S

CP

II-E

AR

I+20

%

CP

II-E

CP

II-E

CP

II-F

AR

I+5%

AR

I+20

%

CP

II-F

AR

I+0%

AR

I RS

AR

I+15

%

AR

I RS

CP

II-F

AR

I RS

Figura 5.31. Carbonatação média para 28 dias de exposição.


O ensaio de carbonatação acelerada continua em desenvolvimento para as demais

idades de exposição. As análises realizadas até o presente momento são preliminares, uma vez

que alguns traços ainda não apresentaram carbonatação.

6. PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS E PUBLICAÇÕES TÉCNICAS

Estudo de concretos com adição de sílica ativa frente ao ataque de agentes

agressivos para emprego em pisos especiais.

International Congress on High Performance Concrete – Florianópilis – SC –BR - 06/09.

Estudo do módulo de deformação de concretos de alta resistência com e sem

adição de sílica ativa.

International Congress on High Performance Concrete – Florianópilis – SC –BR - 06/09.

Potential for the use of silica fume in high performance concrete in Brasil.

Our World in Concrete and Structures – Singapura – 08/96.

122

Utilização do pó gerado na produçào de ligas de ferro-silício e silício metálico

em concretos

Workshop Reciclagem e reutilização de Resíduos como Materiais de ConstruçãoCivil – São paulo – SP – BR – 11/96.

Influência da sílica ativa na resistividade do concreto

Jornadas SAM 97 y Primer Taller nacional sobre Materiales para laConstrucción – Tandil – Argentina – 05/97.

Utilização de resíduos em concretos e argamassas - PALESTRA

I Congresso de Novas Tecnologias para a Construção Civil – Maceió – AL –BR - 06/97.

Estudo de durabilidade de concretos e argamassas com adição de sílica ativa

Workshop Durabilidade das Construções – São Leopoldo – RS – BR - 06/97.

Concreto de alto desempenho – PALESTRA/CURSO

Seminário Nacional de Engenharia Civil e Exposição de Produtos eEquipamentos – Florianópolis – SC – BR - 09/97.

Estudo da ação do ácido fórmico em concretos com adição de sílica ativa com

vistas ao emprego em ambiente industrial.

39ª Reunião Anual do IBRACON – São Paulo – SP – BR - 08/97.

Potencialidades da utilização da sílica ativa em concretos e argamassas –

PALESTRA TÉCNICO-COMERCIAL CCI.


Avaliação de estruturas acabadas em concretos de alta resistência através da

extração de testemunhos de diferentes diâmetros.


Efeito da adição de sílica ativa na resistividade elétrica de concretos

convencionais.

CONPAT97 – Porto Alegre – RS – BR - 10/97.

123

7. RESUMOS ENVIADOS-APROVADOS

Estudo da resistência à tração por compressão diametral de concretos de alta

resistência.

1er Congreso Internacional de Tecnología del Hormigón – Buenos Aires –Argentina – 06/98.

Estudo da penetração de íons cloreto em concreto com adições minerais.


Porosidad en hormigones con adición de sílica ativa.


Estudo do comportamento de concretos com adição de microssílica mediante

carbonatação acelerada.


Avaliação da corrosão da armadura em concreto com adição de microssílica.


Estudio del comportamiento de hormigones com adicion de microsilice mediante

la carbonatacion acelerada.

1er Symposium Naciol de Hormigón de alta Prestaciones – Madrid – España –02/98.

Estudio dela corrosión de armadura en hormigones de altas prestaciones com

adición de microsílice.


Absorción de agua en hormigones de alta performance com microsilice.


Evalución de la adición de microsilice en hormigones.


124

BIBLIOGRAFIA

ABREU, A G. Efeito das adições na resistividade elétrica de concretos convencionais.P. Alegre, 1997. Dissertação (Mestrado - a ser defendida). Escola de Engenharia daUFRGS.

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KULAKOWSKI, M. P. Argamassa com adição de microssílica para reparosestruturais: estudo de penetração de cloretos P. Alegre, 1994. Dissertação(Mestrado) Escola de Engenharia da UFRGS

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