PFC II Karina - versão final

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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES 
PRÓ-REITORIA DE ENSINO, PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO CÂMPUS DE 
ERECHIM 
 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
KARINA PEREIRA DA CRUZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE AREIA NATURAL 
POR AREIA INDUSTRIAL NA RESISTÊNCIA DE CONCRETOS PARA GRAUTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ERECHIM – RS 
2019 
KARINA PEREIRA DA CRUZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE AREIA NATURAL 
POR AREIA INDUSTRIAL NA RESISTÊNCIA DE CONCRETOS PARA GRAUTE 
 
 
 
Projeto Final de Curso II apresentado 
como requisito parcial à obtenção do 
grau de Engenheiro Civil, Departamento 
de Engenharias e Ciência da 
Computação da Universidade Regional 
Integrada do Alto Uruguai e das 
Missões – Câmpus de Erechim. 
 
Orientador: Prof. Dr. Gilson Francisco 
Paz Soares 
 
 
 
 
 
 
ERECHIM – RS 
2019 
KARINA PEREIRA DA CRUZ 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE AREIA NATURAL 
POR AREIA INDUSTRIAL NA RESISTÊNCIA DE CONCRETOS PARA GRAUTE 
 
 
 
Projeto Final de Curso II apresentado 
como requisito parcial à obtenção do 
grau de Engenheiro Civil, Departamento 
de Engenharias e Ciência da 
Computação da Universidade Regional 
Integrada do Alto Uruguai e das 
Missões – Campus de Erechim. 
 
 Erechim, RS, 19 de novembro de 2019. 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
___________________________________________ 
Orientador: Prof. Dr. Gilson Francisco Paz Soares 
URI Campus Erechim 
___________________________________________ 
Prof.ª MSc. Suelen Cristina Vanzetto 
URI Campus Erechim 
___________________________________________ 
Prof. Esp. Marcos Paulo Cielo 
URI Campus Erechim 
___________________________________________ 
Prof.ª MSc. Suelen C. Vanzetto 
Coordenadora do PFC Il – URI Campus Erechim 
AGRADECIMENTO 
 
Agradeço à Deus pela graça da vida. 
Aos meus pais Angelita e Itacir, os quais foram grandes incentivadores da 
minha vida acadêmica, retribuo todo amor, companheirismo, confiança e apoio que 
foram fundamentais para todo esse percurso. 
A meu namorado Ronaldo, meus familiares e meus amigos (as) pela ajuda, 
presença, carinho, compreensão e apoio durante esta etapa. 
Meu orientador Gilson, e os demais professores, por todo o conhecimento 
transmitido, paciência e ajuda necessária para que este estudo fosse concluído da 
melhor forma possível. 
Aos técnicos do LAPATEC, Glauber e Evandro pelo apoio no desenvolvimento 
dos trabalhos experimentais. 
 
RESUMO 
 
A construção civil é um dos segmentos industriais mais impactados no que se refere 
à sustentabilidade ambiental, uma vez que é o principal gerador de resíduos sólidos 
ao ambiente. Isto, aliado ao fato do ínfimo reaproveitamento destes resíduos, seja por 
falta de conhecimento ou de vontade política, motivou este estudo, que objetiva 
investigar a eficácia da técnica de produção de concretos para graute com substituição 
parcial da areia natural, extraída do meio ambiente, por areia industrial, decorrente de 
processo de britagem em pedreira da região, nos teores de 25%, 50% e 75%. Após a 
caracterização de todos os materiais envolvidos, os corpos de prova foram moldados, 
curados e submetidos a ensaios de consistência, absorção de água por capilaridade, 
resistência à compressão e módulo de elasticidade. Em seguida os resultados 
passaram por análise estatística, onde conclui-se que as substituições apresentaram 
resultados satisfatórios, especialmente na utilização de 75%, que agregou 
significância estatística em todos os testes analisados, apresentando um ganho médio 
de resistência a compressão de 43%, além de proporcionar um acréscimo de 14% no 
módulo de elasticidade, e ainda uma redução na absorção de água, em cerca de 64%. 
 
Palavras-chave: Resíduos sólidos. Concretos para graute. Areia industrial. Alvenaria 
estrutural. Propriedades mecânicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
Characterized as the leading generator of solid waste, the construction sector is one 
of the most impacted industrial segments in terms of environmental sustainability. This, 
coupled with the fact that minimal amounts of waste are reutilized, either due to lack 
of knowledge or political will, motivated the exploration of the presented topic. Thus, 
this research sought to analyze the efficacy of the production technique of grout 
concretes with partial substitution of natural sand – extracted from the environment – 
by artificial sand – derived from the crushing process of a regional quarry – in the 
percentages of 25, 50 and 75. Posterior to the characterization of the utilized materials, 
specimens were molded, cured and submitted to the following tests: (i) consistency; 
(ii) water absorption; (iii) uniaxial compression strength; and (iv) longitudinal elasticity 
modulus. The results of the aforementioned tests were statistically analyzed, and it 
was concluded that all the combinations presented satisfactory results and that the 
best fit (i.e. higher statistical significance) was the 75% artificial sand substitution. The 
best fit conferred a 43% increase in the uniaxial compression strength, and, 
approximately, 14% in the elasticity modulus and a 64% reduction on the water 
absorption rate when compared to the reference specimen. 
 
Keywords: Solid waste. Grout concretes. Artificial sand. Structural masonry. 
Mechanical properties. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Família de blocos de concreto ................................................................. 17 
Figura 2 – Graute em bloco de concreto ................................................................... 19 
Figura 3 – Esquema do programa experimental ....................................................... 26 
Figura 4 – Bloco de concreto utilizado ...................................................................... 29 
Figura 5 – Areia industrial utilizada ........................................................................... 31 
Figura 6 – Ensaio de consistência ............................................................................. 35 
Figura 7 – Corpo de prova posicionado na prensa .................................................... 36 
Figura 8 – Ensaio de módulo de elasticidade ............................................................ 37 
Figura 9 – Corpos de prova para o ensaio de absorção de água.............................. 38 
Figura 10 – Bloco de concreto rompido na prensa .................................................... 41 
Figura 11 – Média retida acumulada dos agregados miúdos em estudo .................. 47 
Figura 12 – Plano experimental atualizado ............................................................... 49 
Figura 13 – Análise estatística - Absorção de água por capilaridade ........................ 52 
Figura 14 – Resistência à compressão - Análise estatística ..................................... 54 
Figura 15 – Módulo de elasticidade - Análise estatística ........................................... 56 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Matriz experimental da caracterização dos materiais utilizados .............. 28 
Tabela 2 – Matriz experimental do concreto para graute com substituição ............... 28 
Tabela 3 – Materiais utilizados na confecção dos concretos para graute ................. 34 
Tabela 4 – Caracterização dos blocos – Dimensões ................................................ 39 
Tabela 5 – Caracterização dos blocos – Áreas ......................................................... 40 
Tabela 6 – Resistência à compressão uniaxial dos blocos ....................................... 41 
Tabela 7 – Resistência característica a compressão dos blocos ..............................42 
Tabela 8 – Características físicas do cimento utilizado ............................................. 43 
Tabela 9 – Características químicas do cimento utilizado ......................................... 43 
Tabela 10 – Caracterização do agregado graúdo ..................................................... 44 
Tabela 11 – Caracterização da areia natural ............................................................ 45 
Tabela 12 – Caracterização da areia industrial ......................................................... 46 
Tabela 13 – Valores obtidos nos ensaios do graute de referência ............................ 48 
Tabela 14 – Índice de consistência ........................................................................... 50 
Tabela 15 – Absorção de água por capilaridade após 72 horas de imersão ............. 51 
Tabela 16 – Resistência à compressão axial ............................................................ 53 
Tabela 17 – Valores médios de módulo de elasticidade ........................................... 55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIAÇÕES 
 
ABNT – Associação Brasileiras de Normas Técnicas 
ANEPAC – Associação Nacional das Entidades de Produtores de Agregados para a 
construção Civil 
LAPATEC – Laboratório de Preparação de Amostras e Técnicas Construtivas 
NBR – Norma Brasileira Regulamentadora 
URI – Universidade Regional Integrada 
RCD – Resíduo de Construção e Demolição 
a/c – Relação Água/Cimento 
 
 
 
 
 
LISTA DE SÍMBOLOS 
 
H Altura 
Alíq Área líquida 
cm Centímetro 
cm² Centímetro quadrado 
Kg Quilograma 
g Grama 
KN Kilonewton 
L Largura 
C Comprimento 
± Mais ou menos 
𝑚2 Massa do bloco saturado 
𝑚3 Massa aparente do bloco (submerso) 
ms Massa da amostra na condição saturada superfície seca 
"γ" Massa específica da água (1 g/cm3) 
mm Milímetro 
MPa Megapascal 
Fbk Resistência característica dos blocos 
Ψ Coeficiente de ponderação 
h horas 
E Módulo de elasticidade longitudinal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 12 
1.1 Objetivo Geral ................................................................................................... 13 
1.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 13 
1.3 Estrutura do trabalho ....................................................................................... 14 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ......................................................................... 15 
2.1 Alvenaria Estrutural ......................................................................................... 15 
2.1.1 Blocos de concreto ....................................................................................... 16 
2.1.2 Argamassas de assentamento ..................................................................... 17 
2.1.3 Graute ........................................................................................................... 18 
2.1.4 Armadura ...................................................................................................... 19 
2.2 Influência dos agregados nos concretos ....................................................... 20 
2.3 Areia industrial ................................................................................................. 20 
2.4 Uso de resíduos na fabricação de concretos para graute ............................ 22 
2.5 Uso da areia industrial na fabricação de concretos...................................... 23 
3 METODOLOGIA ................................................................................................ 26 
3.1 Programa experimental ................................................................................... 26 
3.2 Fatores Controláveis........................................................................................ 27 
3.3 Variáveis de resposta ...................................................................................... 27 
3.4 Matriz experimental .......................................................................................... 27 
3.5 Materiais ............................................................................................................ 28 
3.5.1 Blocos de concreto ....................................................................................... 29 
3.5.2 Cimento Portland .......................................................................................... 31 
3.5.3 Agregado miúdo ........................................................................................... 31 
3.5.4 Agregado graúdo .......................................................................................... 33 
3.6 Métodos ............................................................................................................ 34 
3.6.1 Propriedades no estado fresco ..................................................................... 34 
3.6.2 Propriedades no estado endurecido ............................................................. 35 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ....................................................................... 39 
4.1 Caracterização dos blocos de concreto ......................................................... 39 
4.1.1 Caracterização física dos blocos .................................................................. 39 
4.1.2 Caracterização mecânica dos blocos ........................................................... 40 
4.1.3 Resistência característica do bloco .............................................................. 42 
 
 
4.2 Caracterização do cimento .............................................................................. 42 
4.3 Caracterização do agregado graúdo .............................................................. 44 
4.4 Caracterização do agregado miúdo................................................................ 44 
4.4.1 Caracterização do agregado miúdo natural .................................................. 44 
4.4.2 Caracterização areia industrial ..................................................................... 46 
4.5 Ensaios de caracterização do concreto para graute de referência ............. 47 
4.5.1 Resultados do concreto para graute de referência ....................................... 48 
4.6 Plano experimental atualizado ........................................................................ 48 
4.7 Variáveis de resposta ...................................................................................... 49 
4.7.1 Consistência ................................................................................................. 50 
4.7.2 Absorção de água por capilaridade .............................................................. 50 
4.7.3 Resistência à compressão axial ................................................................... 52 
4.7.4 Módulo de Elasticidade ................................................................................. 54 
5 CONCLUSÕES .................................................................................................. 57 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 59 
ANEXOS ...................................................................................................................65 
APÊNDICE ................................................................................................................ 68 
 
 
 
 
12 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Os estudos desenvolvidos nos últimos anos têm mostrado como algumas das 
principais preocupações dos pesquisadores da construção civil a busca de materiais 
alternativos e a reciclagem de resíduos industriais, para diminuir o uso de recursos 
naturais, evitando assim, a degradação do meio ambiente (COSTA, 2005).Grande quantidade dos concretos estruturais tem sido confeccionada com 
agregados naturais. Porém, a constante preocupação com a preservação do meio 
ambiente tem incentivado a busca de diversas alternativas para a substituição destes 
agregados naturais e também para a incorporação de certos rejeitos industriais na 
confecção de argamassas e concretos (MENOSSI, 2004). 
A extração contínua das areias naturais – utilizadas em argamassas, concretos 
e demais processos construtivos na construção civil – acabou por resultar no 
esgotamento das jazidas próximas aos grandes centros urbanos. Além disso, órgãos 
ambientais têm aumentado gradativamente as restrições para essa extração, em 
virtude do impacto que ela causa na natureza (GUACELLI, 2010). 
A utilização de rejeitos resulta em benefícios para o meio ambiente e numa 
maior lucratividade para as empresas produtoras, uma vez que o material retirado das 
jazidas passa a ser reaproveitado, reduzindo as perdas do processo e fornecendo 
uma alternativa para o mercado (Barbosa et. al., 2008). 
O consumo nacional de agregados em 2018 atingiu 514 milhões de toneladas, 
sendo 305 milhões de toneladas de areia (ANEPAC, 2018). Como a sua obtenção é 
através de fontes naturais, a extração de areia em grande quantidade pode gerar ou 
agravar problemas ambientais que devem ser considerados e devidamente mitigados 
As restrições impostas pelos órgãos de fiscalização do meio ambiente e a 
consequente elevação dos custos vêm incrementando ações no meio técnico e 
científico na busca por produtos que possam substituir a areia natural no processo de 
fabricação de concretos e argamassas (VIEIRO, 2010). 
Dentre as opções para a substituição das areias extraídas dos rios tem-se a 
utilização da areia industrial, também identificada por outros autores como areia de 
britagem, pó de brita e areia artificial. 
A areia industrial é fabricada mediante material de descarte nas pedreiras. É 
um material que está começando a ganhar relevância no Brasil, por motivos não 
13 
 
apenas econômicos, mas também por estar em harmonia com a busca de redução 
dos impactos ambientais e aproveitamento total dos recursos. 
São várias as vantagens técnicas obtidas dessa substituição, dentre as quais 
se destaca as características constantes encontradas nas areias de britagem. 
Também existem diferenças entre estes dois tipos de agregados e, portanto, é 
necessário adequar este novo produto no que se refere à distribuição granulométrica, 
forma e textura (GUACELLI, 2010). 
Os resultados obtidos até então, demonstram que a substituição ainda que 
parcial da areia natural pela areia de britagem, melhora consideravelmente o 
desempenho do concreto em todas as suas fases e, que apesar de exigir operações 
complexas e controle operacional mais cuidadoso, a areia de britagem pode competir 
com vantagens com a areia natural (VIEIRO, 2010). 
Dessa forma, o estudo proposto se justifica pois possibilita a redução dos 
possíveis impactos ambientais gerados da extração da areia e dos custos, uma vez 
que o preço da areia de britagem produzida é cerca de 67% do custo da areia de 
extração (GUACELLI, 2010), além de colaborar nas pesquisas relacionadas ao uso 
da areia industrial no setor de construção civil. 
Na sequência serão definidos os objetivos do estudo. 
 
1.1 Objetivo Geral 
 
Na elaboração deste estudo tem-se como objetivo geral analisar a influência e 
a viabilidade do uso da areia industrial como substituição parcial da areia natural em 
concretos para graute. 
 
1.2 Objetivos específicos 
 
Como objetivos específicos, tem-se: 
 Caracterizar os materiais empregados na confecção de concretos para graute; 
 Definir um traço padrão com resistência a compressão aproximada de quatro 
vezes a resistência do bloco de concreto; 
 Confeccionar um concreto para graute utilizando areia industrial como 
agregado miúdo nas porcentagens de 0%, 25%, 50% e 75%; 
14 
 
 Analisar o comportamento mecânico do concreto para graute com as 
substituições e comparar com o graute sem substituição. 
 
1.3 Estrutura do trabalho 
 
No capítulo 1, apresenta-se a introdução, que contempla o contexto geral do 
desenvolvimento do estudo, com base em dados estatísticos, os objetivos de estudo, 
as justificativas e relevância da pesquisa, e a estruturação deste estudo. 
 No capítulo 2 é apresentada a fundamentação teórica sobre os materiais 
componentes do concreto com ênfase para o agregado miúdo industrial, e também a 
utilização da areia industrial na construção civil. 
O capítulo 3 é composto do programa experimental e os ensaios realizados, 
trazendo nele a escolha e caracterização dos materiais e programação dos ensaios. 
 No capítulo 4 são apresentados e discutidos os resultados obtidos através dos 
ensaios. 
As considerações finais e conclusões dos ensaios realizados encontram-se no 
capítulo 5. 
 
15 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
Neste capítulo está disposta a teoria estudada como base para este estudo. 
Nele serão abordados tópicos referentes à alvenaria estrutural, blocos estruturais de 
concreto, sobre os materiais componentes do concreto para graute com areia natural 
e areia industrial, dando ênfase para o agregado miúdo, e também para as funções e 
propriedades dos concretos. 
 
2.1 Alvenaria Estrutural 
 
Na alvenaria estrutural não se utilizam pilares e vigas, pois as paredes 
chamadas de portantes compõem a estrutura da edificação e distribuem as cargas 
uniformemente ao longo das fundações (TAUIL; NESE, 2010). 
Pela dupla função que seus elementos básicos (paredes) desempenham nas 
edificações, ou seja, vedação e resistência, o subsistema estrutural confunde-se com 
o próprio processo construtivo (CAVALHEIRO, 1996). 
O início do uso da alvenaria estrutural começou nas antigas civilizações. 
Grandes blocos irregulares de pedra foram utilizados na execução de paredes 
estruturais em pirâmides, catedrais, palácios e fortalezas. O desenvolvimento da 
técnica e o seu uso racional foram impedidos pela pouca trabalhabilidade dos blocos 
de pedra utilizados, como também pela falta de conhecimento sobre o comportamento 
das alvenarias (CAMPOS, 1993). 
No Brasil, embora a alvenaria com blocos estruturais ser vista como um sistema 
construtivo, econômico e racional, tardou muito para esse obter o seu espaço. Supõe-
se que os primeiros edifícios tenham surgidos em 1966, em São Paulo. Porém, 
apenas em 1977, se tem notícia dos primeiros edifícios em alvenaria não armada com 
9 pavimentos. Desta forma, o sistema foi se firmando como uma alternativa eficiente 
e econômica (RAMALHO; CORRÊA, 2003). 
O sistema construtivo em alvenaria estrutural que se emprega no Brasil e em 
outros países é praticamente o mesmo. As diferenças nos processos adotados 
acontecem em função de características como clima, sismos, cultura, identificando 
peculiaridades presentes em regiões distintas da terra (SANTOS,1998). 
O surgimento da produção industrial marcou um momento decisivo na 
transformação do conceito de modulação, relacionando-o fortemente à natureza 
16 
 
técnica, aproximando-o à ideia de “sistema”. A partir de então, a construção passou a 
se estabelecer como um complexo formado de várias partes, subsistemas e sistemas 
parciais unidos por uma grande quantidade de variáveis. Em paralelo, vislumbrou-se 
a possibilidade de administrar a construção com a contribuição oferecida pela 
produção industrial e pelo emprego de componentes construtivos pré-fabricados. Um 
dos temas ligados ao conceito de sistema é a viabilidade em aplicar as vantagens da 
pré-fabricação para a criação de espaços habitáveis, fáceis de construir e administrar, 
a partir da combinação de componentes já prontos que podem ser agrupados e 
desagrupados em curtos intervalos de tempo, e podem garantir uma redução 
consistente de custos de construção e manutenção. A alvenaria estrutural, devido à 
modulação de seus componentes,é capaz de incorporar seu caráter coordenado e 
racionalizado às obras, o que contribui para o processo de industrialização da 
construção civil no Brasil (SALVADOR, 2007). 
Os componentes são as menores partes constituintes dos elementos da 
estrutura. Os principais são: bloco, argamassa de assentamento, graute e armadura. 
Já os elementos são as partes da estrutura, suficientemente elaboradas, constituídas 
da união de dois ou mais componentes (NBR 15812-1, 2010). 
 
2.1.1 Blocos de concreto 
 
O bloco é a unidade básica da alvenaria estrutural e é o componente mais 
importante que a compõe, uma vez que comanda a resistência a compressão e 
determina os procedimentos para aplicação da técnica da coordenação modular dos 
projetos (CAMACHO, 2001). Para a utilização dos blocos em alvenaria estrutural os 
mesmos devem apresentar resistência a compressão, baixa absorção de água, 
durabilidade e estabilidade dimensional (ROMAN et al.,1999). 
Blocos vazados de concreto, ou simplesmente blocos de concreto, são 
elementos prismáticos, com dois ou três furos verticais dispostos ao longo da altura, 
em sua seção de assentamento, com área útil (área liquida) igual ou inferior a 75% da 
área total da seção normal aos furos das peças (área bruta). Se essa condição não 
for satisfeita, o bloco será considerado maciço (SANTOS, 1998). 
O bloco de concreto é a unidade mais utilizada no Brasil (RAMALHO; CORREA, 
2003). Ele pode ser produzido em várias geometrias e resistências a compressão. A 
figura 1 mostra exemplos de blocos de concreto utilizados na construção civil. 
17 
 
Figura 1 – Família de blocos de concreto 
 
Fonte: Setor Vidreiro (2013). 
 
A NBR 6136 (ABNT, 2016) classifica os blocos vazados de concreto para 
alvenaria estrutural quanto ao seu uso, dividindo-os em duas classes: 
a) Classe AE - para uso geral, como em paredes externas acima ou abaixo do 
nível do solo, que podem estar expostas à umidade ou intempéries, e que não 
recebem revestimento de argamassa de cimento. 
 b) Classe BE - limitada ao uso acima do nível do solo, em paredes externas 
com revestimento de argamassa de cimento, para proteção contra intempéries e em 
paredes não expostas às intempéries. 
 
2.1.2 Argamassas de assentamento 
 
A argamassa é composta por um ou mais aglomerantes (cimento e cal), por um 
agregado miúdo (areia) e água suficiente para produzir uma mistura plástica de boa 
trabalhabilidade. Nos últimos anos tem crescido a oferta de argamassas 
industrializadas, feitas a base de cimento, areia e aditivos plastificantes (ROMAN et 
al, 1998). 
18 
 
A argamassa é prioritariamente um adesivo que une as unidades de alvenaria 
e que serve para transferir os esforços entre elas, bem como para acomodar pequenas 
deformações inerentes a própria alvenaria (PRUDÊNCIO et al, 2001). 
A função principal é solidarizar os blocos pela transferência de esforços e 
acomodar as deformações transmitindo as tensões de forma uniforme de uma unidade 
a outra, geralmente possui de 70% a 100% da resistência do bloco, não afetando o 
prisma (FREIRE, 2007). 
As argamassas têm funções importantes na alvenaria estrutural, e é 
recomendado algumas observações quanto a escolha da argamassa, uma vez que 
argamassas muito fortes não são recomendadas por apresentarem baixa capacidade 
de absorver as deformações, em contrapartida, argamassas muito fracas apresentam 
pouca resistência a compressão (PARSEKIAN, 2012). 
Lemos (2016) declara que as argamassas de assentamento devem promover 
a adequada aderência entre os blocos e desta forma auxiliar na dissipação das 
tensões para que não ocorra fissuras na interface bloco-argamassa, com isso tem-se 
a garantia da durabilidade da parede. 
 
2.1.3 Graute 
 
O termo graute tem origem inglesa, derivando da palavra “grout”, que é utilizada 
para representar argamassas, pastas ou concreto fluido com a função de preencher 
cavidades. Entretanto, no Brasil, tanto os engenheiros como o mercado da construção 
civil conseguem reconhecer as diferenças entre o graute, qualquer argamassa e 
microconcreto fluido (TULA et al., 2002). 
A NBR 15812-1 (ABNT, 2010b) define graute como um componente utilizado 
para preenchimento de espaços vazios dos blocos, com a finalidade de solidarizar 
armaduras à alvenaria ou aumentar sua capacidade resistente. Em sua maioria, 
grautes são auto adensáveis, qualificando uma de suas principais funções, o 
preenchimento de cavidades e orifícios (BAUER, 2005). 
Graute é uma mistura de cimento, agregados, aditivo e água. Devido à sua 
elevada fluidez, é usado para preencher os vazados verticais ou horizontais da 
alvenaria, aumentando a resistência e permitindo aderência da armadura. A 
consistência do graute deve ser ajustada levando-se em consideração a absorção do 
bloco e as características ambientais de temperatura e umidade. Um graute com 
19 
 
abatimento de tronco de cone de 200 mm é adequado para blocos de absorção 
moderada, já um com abatimento de 250 mm, ou mais, é indicado para blocos de alta 
absorção ou área da seção do vazado muito pequena (PARSEKIAN et al., 2013). Para 
Prudêncio Jr et al. (2002), o graute deve apresentar um abatimento entre 200 ± 30 
mm. A figura 2 apresenta aplicação de graute em blocos vazados de concreto: 
 
Figura 2 – Graute em bloco de concreto 
 
Fonte: Construindodecor (2017). 
 
As principais diferenças entre graute e concreto são relação água/ cimento 
elevada, podendo chegar 0,9 e, consistência. Como os vazados dos blocos 
geralmente são pequenos, a alta fluidez permite boa plasticidade e preenchimento 
completo dos vazados, adequados à função (PARSEKIAN et al., 2013). No entanto, a 
elevada quantidade de água leva à diminuição da resistência à compressão do graute, 
usualmente medida em corpos de prova cilíndricos, mas a resistência do graute 
inserido no interior do bloco será maior, pois a absorção dos blocos irá rapidamente 
retirar boa parte dessa água, diminuindo a relação água/ cimento e aumentando a 
resistência mecânica final (PARSEKIAN e SOARES, 2010). 
 
2.1.4 Armadura 
 
Alvenaria armada ou parcialmente armada, onde esse tipo de alvenaria recebe 
reforços em algumas regiões, devido a exigências estruturais (TAUIL e NESSE, 2010). 
20 
 
As armaduras têm como funções principais: travamento das alvenarias, 
aumentar a resistência à compressão das alvenarias, resistir a esforços de tração, 
quando existirem. Os aços utilizados em alvenaria estrutural armada devem ter as 
mesmas características daqueles usados no concreto armado convencional, e devem 
ser totalmente envolvidos pelo graute de maneira a obter uma estrutura monolítica 
(RABELO, 2004). 
 
2.2 Influência dos agregados nos concretos 
 
É muito importante saber da natureza dos agregados, uma vez que, em alguns 
casos, podem apresentar alterações de volume devido à variação de umidade, como 
também, reações com os álcalis presentes no cimento (HELENE e TERZIAN, 1993). 
Sbrigui Neto (2000) orienta que se deve dar muita relevância na escolha dos 
agregados, do contrário, pode-se ter efeitos patológicos graves. O autor enfatiza que 
além da escolha baseada nas propriedades, é fundamental dimensionar o custo final 
do produto. 
O termo "agregados", no setor da construção civil no Brasil, identifica o material 
granular de origens e tamanhos diversos, geralmente utilizados na produção de 
argamassas e concretos de cimento Portland ou concreto asfáltico. Na legislação 
sobre mineral, o termo "agregados para construção civil" identifica um segmento do 
setor mineral que produz matéria prima bruta ou beneficiada, de emprego imediato na 
indústria da construção civil (VAL VERDE, 2001). 
Materiais candidatos a substituir a areia natural devem, no mínimo, atender às 
mesmas especificações com relação à distribuição de tamanhos, forma, textura, 
resistência, dureza, módulo de elasticidade, absorção de água e presença de 
contaminantes, entre outros(MEHTA E MONTEIRO, 1994). 
 
2.3 Areia industrial 
 
A areia de britagem pode parecer um material recente, uma vez que o grande 
desenvolvimento se deu nos últimos dez anos, porém sua história possui 40 anos no 
Brasil (OHASHI, 2006). 
Ao contrário das areias de rio, a areia de britagem possui como principal 
vantagem o fato de manter sempre a mesma granulometria acarretando assim, traços 
21 
 
de concreto análogos. Já a areia natural possui agregados de superfície lisa 
produzindo concretos de menor resistência à tração (COSTA 2005). 
O concreto à base de cimento Portland utiliza, em média, por metro cúbico, 
42% de agregado graúdo (brita), 40% de areia, 10% de cimento, 7% de água e 1% de 
aditivos químicos. Pode-se observar que aproximadamente 70% do concreto é 
constituído por agregados. Por isso a importância do uso de agregados com 
especificações técnicas adequadas (MENOSSI, 2004). 
A areia artificial ou areia industrial é um produto derivado da rocha que passa 
por um processamento de britagem até atingir a granulometria desejada. Após a 
perfuração da rocha, de acordo com o plano de fogo, as pedras são transportadas até 
o conjunto de britagem até que atinjam granulometria menor que 4,8 mm. Na maioria 
dos processos industriais, este produto é conduzido até os equipamentos de lavagem 
que retiram do produto final os finos excedentes (COSTA, 2005). 
A seleção adequada do processo de britagem/peneiramento pode determinar 
o sucesso da geração de um produto que atenda as especificações necessárias. Com 
efeito muito embora algumas das características da areia de britagem estejam 
relacionadas à composição da rocha mãe, tais como: dureza, absorção de água, 
presença de contaminantes; outras podem ser controladas durante o processo de 
produção: distribuição granulométrica, forma e o módulo de elasticidade (ALMEIDA 
et. al., 2005). 
O processo de britagem pode ser por método primário de cominuição, 
secundário, terciário ou quartanário. O número de estágios de britagem depende do 
tamanho da rocha a ser britada e da qualidade desejada do produto final. O controle 
da granulometria e forma da brita ficam mais precisos de acordo com as etapas 
secundária, terciária e quaternária (CHAVES, 2005). 
No Brasil, a utilização da areia de britagem para a confecção de argamassas é 
pouco documentada, pode-se abordar o uso de areia de britagem como um processo 
de reciclagem de resíduo, já que sua obtenção é feita a partir do pó de pedra, resíduo 
da britagem de rochas para a produção de agregados graúdos (ROSA, 2013). 
 
 
 
 
22 
 
2.4 Uso de resíduos na fabricação de concretos para graute 
 
A construção civil é um grande gerador de resíduos e estes geralmente são 
produzidos em decorrência de excessiva quantidade de perdas e desperdícios 
(FERREIRA, 2013). 
Diante disso, Ehrenbring et al. (2017), realizaram um estudo utilizando resíduo 
de chamote de blocos estruturais cerâmicos para o desenvolvimento de grautes, 
substituindo o agregado graúdo natural em massa, sem compensação de volume, de 
0%, 10%, 30% e 50%. Em relação aos resultados de compressão axial para os 
diferentes teores de agregados cerâmicos, todos os resultados foram superiores ao 
especificado pela NBR 15961-2 (ABNT, 2011) para grautes utilizados em blocos 
estruturais. 
Ainda nesta mesma linha, Giseler e Tutikian (2013), que também estudaram 
grautes produzidos com agregado reciclado de resíduo de bloco cerâmico 
incorporando teores de cal hidratada. A substituição foi feita no agregado miúdo, e ao 
avaliar o efeito da adição da cal hidratada na resistência dos grautes produzidos, foi 
concluído que os traços pobre e rico, exceto com o uso do teor 6% de cal hidratada, 
apresentaram melhor desempenho, obtendo resistências de 5% a 12% maiores do 
que a do graute sem adição. Por outro lado, o traço intermediário perdeu resistência 
na adoção dos três teores de cal hidratada. Por fim, todos os grautes atingiram ao 
menos 15 MPa resistência definida pela norma. 
Já Souza et al. [20--] estudaram grautes produzidos com borracha oriundas de 
pneus triturados, com a substituição por borracha em 15%, 20% e 30% na areia e no 
pedrisco de 15% e 30%. E ao analisar os resultados ao ensaio de compreensão, foi 
constatado que a substituição por areia foi mais vantajosa tendo uma resistência maior 
em comparação com as substituições de pedrisco. Verificou-se que a substituição de 
areia pela borracha em 15% é a mais ideal, sendo que comparado com os outros 
traços teve um ganho de resistência de quase 50%. 
A substituição parcial de agregados naturais por resíduos de borracha de pneu 
colabora duplamente com o meio ambiente, pois além de reciclar tal resíduo está 
poupando as reservas finitas de agregados naturais e contribuindo com a qualidade 
ambiental (MARTINS, 2005). 
Silva et al. (2016), fizeram um estudo para produzir graute a partir de agregados 
reciclados de concreto e utilizá-lo para reforçar blocos cerâmicos de alvenaria 
23 
 
estrutural. Para a realização do estudo foi utilizado o mesmo traço na confecção do 
graute convencional e com resíduo, foi empregado o resíduo em substituição à brita 
nº 0 do traço convencional. Em relação aos resultados o autor concluiu que o 
desempenho do graute produzido com resíduo atendeu às exigências técnicas, além 
de ter apresentado melhor desempenho no ensaio de compressão axial, ao ser 
comparado com o graute convencional aos 28 dias. 
Ferreira (2013) avaliou o comportamento de um traço de concreto para graute 
produzido com agregados de resíduos de construção e demolição (RCD), alternando 
a relação água/cimento, além da aplicação de aditivo superplastificante em meio a 
mistura. Em relação aos resultados obtidos, observou que o traço com RCD que 
melhor obteve resistência mecânica foi com a relação a/c de 0,65, pois ao ser 
comparado com traço padrão convencional escolhido, obteve aproximadamente a 
mesma resistência, com 28 MPa aos 28 dias de idade com um desvio padrão de 
0,7MPa. 
 
2.5 Uso da areia industrial na fabricação de concretos 
 
Sabe-se que o concreto é um material que apresenta muitas variáveis 
envolvidas na determinação de suas propriedades. Sua qualidade está diretamente 
relacionada ao nível de controle utilizado em todas as suas etapas de produção, desde 
a escolha das matérias-primas até a cura e sua desforma (MENOSSI, 2004). 
Segundo Giammusso (1985), qualquer material mineral natural ou artificial, que 
seja quimicamente inerte em relação ao cimento, pode ser usado como agregado para 
concreto. Mesmo utilizando aqueles que podem reagir, segundo o referido 
pesquisador, pode-se recorrer a formas de neutralizar os efeitos dessa reatividade. 
Diante disso, nos estudos de Menossi (2004), que utilizou o pó de pedra 
basáltica em substituição à areia natural do concreto, onde através do traço padrão 
variou-se o teor da areia natural, substituindo-a nas porcentagens de 25%, 50%, 75% 
e 100% em massa, obtendo-se, assim, 5 traços, onde foram verificadas suas 
resistências à compressão e trabalhabilidade. Com base nos resultados o autor pôde 
observar que o traço com 100% de pó de pedra, apresentou, em todas idades, a maior 
resistência; em contrapartida, apresentou um abatimento muito baixo. O concreto com 
adição de pó de pedra apresentou um ganho de resistência em todos os traços. 
24 
 
Já Costa (2005), avaliou o comportamento das substituições da areia natural 
por areia artificial no concreto em porcentagens de 0, 25 e 50. Em relação aos 
resultados foi possível observar que para os concretos fabricados com substituição de 
25% de areia natural por artificial, foram obtidos resultados superiores ao concreto de 
referência, praticamente em todas as idades investigadas. A substituição de 25% de 
areia artificial para fcj 45 MPa apresenta uma resistência, aos 28 dias, de 11,88% 
maior que o concreto de referência. Os concretos com substituição de 50% deareia 
artificial obtiveram resultados inferiores que a referência para fcj 32 MPa e se 
mantiveram próximos a referência para fcj 45 MPa. 
Nos estudos feitos por Bastos (2005) com dois traços de concreto com a 
aplicabilidade da areia de britagem de rocha basáltica em substituição parcial da areia 
natural nas proporções de substituição a areia natural de 15%, 30%, 50% e 70% em 
massa, onde os resultados obtidos mostraram que a resistência à compressão 
aumentou com o aumento do índice de substituição e ficou explícito que nos dois 
traços o uso de areia de britagem apresentou um melhor desempenho em todos os 
aspectos, sendo a mistura com 70% de substituição foi a que apresentou melhor 
desempenho. 
Ainda diante deste contexto, podemos enfatizar alguns estudos realizados em 
outros países, aonde a areia industrial é comumente reaproveitada no setor da 
construção civil. Entre esses estudos, podemos citar o de Magare (2014), que em seu 
estudo verificou a possibilidade da substituição da areia natural pela areia artificial na 
produção de concretos de forma econômica, foi utilizado um traço de 1:3,63, com teor 
de substituição de 100% da areia natural pela areia artificial, as amostras foram 
submetidas a ensaios de resistência a flexão e compressão, e, diante dos ensaios foi 
possível verificar um aumento nas resistências de flexão e compressão das amostras 
de concretos produzidos com substituição, permitindo concluir que a substituição de 
100% da areia natural pela areia artificial é viável. 
Supekar et al. (2012), realizou um estudo afim de avaliar a trabalhabilidade e a 
resistência a compressão de concretos produzidos com areia artificial, em seu estudo 
a areia natural foi substituída pela areia artificial em teores de 0%, 20%, 40% ,60% e 
100%. Em relação aos resultados foi possível determinar que a substituição de 60% 
da areia natural pela areia artificial, permitiu uma melhor trabalhabilidade e uma maior 
resistência a compressão quando comparado com as demais substituições, desse 
25 
 
modo o autor concluiu que a substituição da areia natural pela areia artificial ajuda na 
conservação dos recursos naturais afim de manter o equilíbrio ecológico da natureza. 
Mogre et al. (2013), em seus estudos relataram resultados semelhantes, aonde 
as substituições de 60% a 80% da areia natural pela areia industrial apresentaram 
resultados satisfatórios diante dos ensaios de compressão e tração, colocando a areia 
industrial como uma alternativa potencial para a substituição da areia natural na 
produção de concretos. 
Purohit e Chawda (2017), verificaram a influência na trabalhabilidade e na 
resistência a compressão de concretos produzidos com areia industrial. Os autores 
analisaram o comportamento por meio de ensaios aos 7, 14 e 28 dias de cura e os 
resultados mostraram que a resistência a compressão de concretos produzidos com 
substituição aumentou em todas as idades avaliadas, em contrapartida a substituição 
da areia natural pela areia industrial ocasionou uma ligeira redução na 
trabalhabilidade. Entretanto para os autores os resultados comprovam que a areia 
natural pode ser substituída pela areia industrial afim de trazer viabilidade econômica 
diante da produção de concretos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
 
3 METODOLOGIA 
 
Neste capítulo é descrita a metodologia do estudo, detalhando o planejamento 
e a matriz experimental, os materiais e elementos utilizados para a confecção de 
concretos para graute e a realização dos ensaios no Laboratórios de Preparo de 
Amostras e Técnicas Construtivas (LAPATEC) da URI – Erechim. 
 
3.1 Programa experimental 
 
A Figura 3 ilustra o planejamento experimental com os fatores controláveis e a 
variável de resposta. 
 
Figura 3 – Esquema do programa experimental 
 
Fonte: Autora, 2019. 
27 
 
3.2 Fatores Controláveis 
 
O parâmetro escolhido para ser avaliado para a obtenção dos resultados desse 
estudo foi a influência da substituição da areia natural pela areia industrial na produção 
de um concreto para graute. 
A escolha deste parâmetro baseou-se no conhecimento empírico do efeito dos 
agregados miúdos, no que diz respeito às características mecânicas dos concretos 
para graute. Assim, verificando o comportamento desse material com tais 
substituições, podemos ter um parâmetro comparativo entre os efeitos que os 
agregados miúdos de origem natural e o proveniente de resíduo das britagens de 
rochas basálticas causam em concretos para graute. 
No presente estudo, serão feitas substituições nas porcentagens de 0%, 25%, 
50% e 75%, para que se possa realizar uma análise afim de encontrar uma 
substituição benéfica para a produção de concretos para graute. 
 
3.3 Variáveis de resposta 
 
A variável de resposta deste estudo está diretamente ligada à qualidade e 
eficiência do material, além da possibilidade de reutilização de um resíduo dentro da 
construção civil, e foi obtida através da análise dos fatores controláveis. Neste estudo, 
as variáveis resposta são a consistência, a absorção por capilaridade, resistência à 
compressão axial e o módulo de elasticidade de concretos para grautes produzidos 
com substituição da areia natural pela areia industrial. 
As variáveis de respostas foram analisadas pelo software Statistica 8.0, o qual 
utiliza o método de análise de variância One Way ANOVA. Utilizou-se o teste Tukey 
para analisar se os dados obtidos na pesquisa são estatisticamente iguais ou não, 
usado para testar toda e qualquer diferença significativa entre duas médias de 
tratamento. 
 
3.4 Matriz experimental 
 
Após a definição dos fatores controláveis e a variável de resposta, foi elaborada 
a matriz experimental do estudo para a caracterização dos materiais utilizados 
apresentada na tabela 1, e para a obtenção das variáveis resposta do concreto para 
28 
 
graute produzido com substituição, representada pela tabela 2. Essas matrizes 
serviram como ferramenta para identificar as sequências de estudos a serem 
realizadas em cada etapa do estudo, bem como que se busca em cada uma delas, de 
uma forma simplificada e de fácil acesso. 
 
Tabela 1 – Matriz experimental da caracterização dos materiais utilizados 
Materiais Ensaios Norma 
Cimento CP V - ARI Massa específica NBR NM 23 
Agregado miúdo 
(areia natural e 
areia industrial) 
Massa específica NBR NM 52 
Massa unitária NBR NM 45 
Absorção NBR NM 30 
Granulometria NBR NM 248 
Agregado graúdo 
(Brita 0) 
Massa específica NBR NM 53 
Massa unitária NBR NM 45 
Absorção NBR NM 53 
Granulometria NBR NM 248 
Bloco de concreto Resistencia à compressão NBR 12118 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Tabela 2 – Matriz experimental do concreto para graute com substituição 
Teor de 
substituição 
Nº de 
amostras 
Cura 
(dias) 
Variáveis de resposta 
Resistência à 
compressão 
axial 
Absorção de 
água por 
capilaridade 
Módulo de 
elasticidade 
0% 9 28 
MPa % MPa 
25% 9 28 
50% 9 28 
75% 9 28 
Fonte: Autora, 2019. 
 
3.5 Materiais 
 
Os agregados utilizados nos traços são provenientes da região de Erechim/RS. 
A seguir são apresentados os materiais utilizados para a produção deste estudo, com 
suas respectivas caracterizações e métodos de ensaio. 
29 
 
3.5.1 Blocos de concreto 
 
Para que sejam produzidos os concretos para grautes é fundamental que seja 
feita uma caracterização física e mecânica dos blocos de concreto que serão 
utilizados como referência para definir a resistência dos concretos para graute. 
Primeiramente foi feita uma distinção dos aspectos para selecionar 6 blocos do 
lote, que possuíam menos defeitos e não tivessem nenhum grave, como trincas, 
quebras, rachaduras e superfícies irregulares. A figura 4 apresenta o bloco utilizado 
para os ensaios. 
 
Figura 4 – Bloco de concreto utilizado 
 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Empregando o uso da NBR 12118 (ABNT, 2005) foi feita uma análise das 
medidas modularesdos blocos vazados de concreto. Primeiramente, foi feito o ensaio 
das dimensões do bloco, sendo medida a sua largura, altura e comprimento sempre 
no meio do bloco, além da menor dimensão do furo. 
Ainda em relação a norma, a mesma apresenta como limites de tolerâncias de 
± 2 mm para a largura e ± 3 mm para a altura. Em relação a menor dimensão do furo 
a norma estabelece uma dimensão maior de 70mm, para blocos de 140mm e maior 
que 110mm para blocos com 190mm. Para o cálculo da área bruta foi feita a 
multiplicação entre o valor encontrado de comprimento pela largura. 
 
30 
 
3.5.1.1 Determinação da Área Liquida 
 
A NBR 12118 (ABNT, 2013), especifica o método para a determinação da área 
líquida, que é necessária para entender melhor o comportamento da resistência dos 
materiais que compõe os blocos. De acordo com a norma, apenas 3 blocos já são 
suficientes para essa análise, porém, buscando uma melhor precisão, para esse caso 
foram utilizados 6 blocos. 
Após todas as medidas dos blocos terem sido feitas, os 6 blocos foram imersos 
em água com temperatura ambiente por um período de 24 horas. Ainda submersos, 
cada bloco foi pesado para a obtenção da sua massa aparente, logo após eles foram 
retirados da água, secados superficialmente e novamente pesados para a obtenção 
da sua massa saturada. 
O valor da área liquida de cada bloco foi determinado com o auxílio da equação 
disposta na NBR 12118 (ABNT, 2013). 
 
3.5.1.2 Capeamento 
 
Foi escolhida para se trabalhar em uma superfície plana e indeformável, e nela 
foi espalhado um óleo mineral para que o mesmo sirva de desmoldante, e a na 
sequência colocou-se a pasta de argamassa. Os blocos foram posicionados sobre a 
pasta e sobre eles aplicado uma pequena pressão manual, essa pressão serve para 
que exista uma melhor adesão entre a pasta e o bloco além de ajustar o bloco para 
que a espessura de capeamento não ultrapasse 3 mm de espessura que é o máximo 
permitido por norma. 
 
3.5.1.3 Determinação da resistência característica à compressão dos blocos 
 
A execução do ensaio de resistência a compressão dos blocos foi feita 
conforme as recomendações da NBR 12118 (ABNT, 2013). Neste ensaio, foi utilizado 
uma prensa hidráulica à pêndulo, modelo SSH300 da marca EMIC com capacidade 
máxima de 2000 KN. Conforme indicado pela norma, o bloco foi posicionado no centro 
da prensa, para que a carga da mesma fosse aplicada no seu centro de gravidade. A 
carga aplicada da prensa hidráulica tem velocidade constante de 0,05 MPa/s 
(tolerância ±0,01), até alcançar a ruptura. 
31 
 
Na determinação da resistência características dos blocos de concreto do lote 
foi utilizado o procedimento de cálculo estabelecido na norma. 
De acordo com a NBR 6136 (ABNT, 2016) não se deve admitir valor de 
resistência a compressão (fbk) menor que ψ*fbk(1), adotando os valores de ψ 
apresentados na norma. 
 
3.5.2 Cimento Portland 
 
Foi adotado na elaboração deste estudo, o cimento Portland CP V – ARI. As 
características físicas e químicas do cimento, são apresentadas na seção 4.2. 
 
3.5.3 Agregado miúdo 
 
Para contribuir na análise dos ensaios realizados dos concretos em estudo, foi 
feita uma breve análise dos agregados utilizados. Nesta análise foram utilizadas a 
areia natural e a areia industrial, as quais foram caracterizadas segundo a massa 
específica (NBR NM 52/2009), determinação da massa unitária (NM 45/2006), 
composição granulométrica (NBR NM 248/2003) e absorção de água (NBR NM 
30/2001). Na figura 5, é apresentada a areia industrial utilizada. 
 
Figura 5 – Areia industrial utilizada 
 
Fonte: Autora, 2019. 
32 
 
3.5.3.1 Determinação da massa específica e massa unitária 
 
Os agregados foram submetidos ao ensaio para a determinação da massa 
específica, conforme as especificações da NBR NM 52 (ABNT,2009), que se trata da 
relação entre a massa do agregado seco e seu volume, não considerando os poros 
permeáveis, por unidade de volume. A determinação da massa especifica foi utilizada 
a equação disposta na NBR NM 52. 
Para os resultados dos ensaios realizados com a mesma amostra os mesmos 
não devem apresentar diferenças em mais de 0,02 g/cm3 para a massa específica. 
Deve-se tomar como valor definitivo a média dos valores correspondentes obtidos e 
registrar com aproximação de 0,01 g/cm3. 
Foi determinada ainda massa unitária dos agregados, com base nos métodos 
de ensaios e equações especificadas pela NBR NM 45 (ABNT, 2006). 
 
3.5.3.2 Determinação da composição granulométrica 
 
A composição granulométrica foi determinada seguindo os requisitos de ensaio 
apresentados pela NBR NM 248 (ABNT, 2003). A composição de um agregado é 
expressa em porcentagem em que se encontram os grãos que constituem o material. 
Esta propriedade do agregado tem influência direta no desempenho dos concretos. 
Com isso seguiu-se as recomendações dos valores da NBR 7211 (2009). 
 
3.5.3.3 Determinação da absorção d´água 
 
A absorção de água foi definida pelas especificações da NBR NM 30 (ABNT, 
2001). Para a realização desse ensaio, primeiramente é secado na estufa uma 
amostra de 1kg de agregado, até que a diferença de massa seja menor que 0,1g em 
duas pesagens consecutivas, posteriormente, deve-se cobrir a amostra com água por 
24h, em seguida deve-se estender a amostra sobre uma superfície plana e seca até 
que os grãos fiquem soltos entre si. Por fim, deve-se colocar a amostra em um molde 
e com uma haste de compactação aplicar 25 golpes, e retirar. O processo deve ser 
repetido até, quando, ao retirar o molde não haja mais a junção dos agregados, mas 
que se esparramem originando o valor de massa na condição saturado. A partir disso, 
o cálculo é feito através da fórmula descrita na NBR NM 30 (ABNT, 2001). 
33 
 
Para os resultados, deve-se tomar como valor definitivo a média dos valores 
correspondentes obtidos, registrado com aproximação de 0,1%. Nos resultados dos 
ensaios realizados com a mesma amostra não devem haver diferenças superiores a 
0,05% para a porcentagem da absorção. 
 
3.5.4 Agregado graúdo 
 
A pedra britada utilizada é de origem basáltica, e foi caracterizada como brita 
zero, sua caracterização foi realizada segundo a massa específica (NBR NM 
53/2009), determinação da massa unitária (NM 45/2006), composição granulométrica 
(NBR NM 248/2003) e absorção de água (NBR NM 53/2001), sendo que os ensaios 
de composição granulométrica e absorção de água foram realizados da mesma forma 
apresentada nas seções 3.5.3.2 e 3.5.3.3 pois, para estes a mesma norma é utilizada 
tanto para o agregado graúdo quanto para o agregado miúdo. 
Os resultados dos ensaios da caracterização da brita 0 são apresentados na 
tabela 10. 
 
3.5.4.1 Determinação da massa específica e absorção 
 
Foram seguidos os passos prescritos pela NBR NM 53 (ABNT, 2009) para 
cálculo da massa específica, massa unitária e absorção, primeiramente foi 
determinada a massa específica com o auxílio da equação 
 
𝑑 = [
𝑚
(𝑚𝑠) − 𝑚𝑎
] 
 
Onde: 
d= é a massa específica do agregado seco, em gramas por centímetro cúbico; 
m= é a massa ao ar da amostra seca, em gramas; 
ms= é a massa ao ar da amostra na condição saturada superfície seca, em gramas; 
ma= é a massa em água da amostra, em gramas. 
 
 Enquanto a absorção de água foi determinada também seguindo as 
especificações e equações da NBR NM 53 (ABNT, 2009). 
34 
 
3.6 Métodos 
 
O estudo experimental partiu da avaliação da areia industrial em concretos para 
graute, onde, no intuito de determinar um teor ideal, foi dosado um traço de graute de 
referência 1: 4,5: 0,47 (cimento: agregado miúdo: água), sendo de extrema 
importância salientar a elevada temperatura de 33ºC no dia em que os corpos de 
prova foram moldados, o que demandou um maior consumo de água. 
Foi necessário corrigir o traço com o uso de aditivo superplastificante, para os 
traços com proporção de areia industrial, vistoque, quanto mais percentual deste 
agregado miúdo era adicionado, mais o concreto para graute mostrava deficiência na 
plasticidade. Para prévia comparação das quantidades, segue a tabela 3, que mostra 
a quantidade de materiais utilizados nas misturas. 
 
Tabela 3 – Materiais utilizados na confecção dos concretos para graute 
Materiais 
Traço de 
referência 
25% de 
substituição 
50% de 
substituição 
75% de 
substituição 
Brita 0 (Kg) 23,0 23,0 23,0 23,0 
Areia natural (Kg) 14,6 11,0 7,3 3,6 
Areia industrial (Kg) 0,0 4,0 8,0 12,0 
Cimento CP V – ARI (Kg) 8,4 8,4 8,4 8,4 
Aditivo superplastificante (g) 0,0 14,2 29,7 40,2 
Fonte: Autora, 2019. 
 
3.6.1 Propriedades no estado fresco 
 
Para cada tipo de mistura foram moldados 9 corpos de prova cilíndricos de 
20x10cm, totalizando 36 corpos de prova. Os corpos de prova foram moldados de 
acordo com as recomendações da norma NBR 5738 (1996). O adensamento das 
amostras foi realizado em duas camadas, sendo 12 golpes por camada. Para garantir 
que não houvessem vazios. 
 
 
 
35 
 
3.6.1.1 Análise da consistência dos concretos para graute 
 
A consistência de todas as misturas do concreto para graute foi determinada a 
partir do abatimento de tronco de cone (Slump test). 
Para este ensaio foi utilizando um molde tronco cone oco, com um diâmetro da 
base inferior de 200 mm ± 2mm, um diâmetro da base superior de 100mm ± 2mm, e 
altura de 300mm ± 2mm. Seguindo as recomendações estabelecidas na NBR NM 67 
(1998), o concreto para graute foi disposto no molde em três camadas igualmente 
adensadas, sendo aplicado em cada camada 25 golpes. 
A figura 6, ilustra a metodologia de determinação da consistência a partir do 
slump test, cujos resultados são apresentados e discutidos na seção 4.7.1. 
 
Figura 6 – Ensaio de consistência 
 
Fonte: Autora, 2019. 
 
3.6.2 Propriedades no estado endurecido 
 
Após a moldagem dos corpos de prova, estes foram cobertos com uma lona, 
para evitar a perda de água superficial do material, e reservados por 24h. Transcorrido 
36 
 
este período, foram desmoldados os corpos de prova e colocados em uma câmera 
climatizada. Foram então realizados ensaios pertinentes ao estado endurecido do 
material após 28 dias. 
 
3.6.2.1 Ensaios de resistência à compressão axial 
 
Atingidos os tempos de cura, o concreto para graute de referência, juntamente 
com os concretos para graute com substituição da areia natural pela areia industrial 
nos teores de 25%, 50% e 75%, foram submetidos ao ensaio de resistência a 
compressão axial, seguindo as recomendações estabelecidas na NBR 5739 (2018). 
A figura 7, mostra o corpo de prova posicionado na prensa de ruptura. 
 
Figura 7 – Corpo de prova posicionado na prensa 
 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Foi aplicado o carregamento contínuo e sem choques, com velocidade de 
carregamento de 0,45±0,15 MPa/s, até que os corpos de prova atingissem a ruptura. 
Os resultados destes ensaios são apresentados e discutidos na seção 4.7.3. 
37 
 
3.6.2.2 Ensaios de módulo de elasticidade 
 
Quanto ao módulo de elasticidade, os ensaios foram realizados seguindo as 
recomendações estabelecidas na NBR 8522 (2008), aos 28 dias de cura, sendo 
utilizados 3 corpos de provas cilíndricos de cada teor de substituição. 
Os corpos de prova foram centralizados nos pratos da máquina de ensaios, e 
estes permaneceram centrados geometricamente, com seu eixo coincidindo com o 
eixo de aplicação da carga. Os resultados dos módulos de elasticidade dos corpos de 
prova para cada teor de substituição são apresentados e discutidos na seção 4.7.4. A 
figura 8 apresenta o bloco posicionado para a realização do ensaio do módulo de 
elasticidade. 
 
Figura 8 – Ensaio de módulo de elasticidade 
 
Fonte: Autora, 2019. 
 
3.6.2.3 Ensaio de absorção de água por capilaridade 
 
Baseando-se nas recomendações estabelecidas pela ABNT NBR 9779 (2012), 
foi observado a absorção de água por capilaridade. 
A massa dos corpos de prova secos em estufa foi determinada, e foram 
posicionados sobre eles suportes. O recipiente do ensaio foi preenchido com água de 
38 
 
modo que o nível de água permanecesse 5±1 mm acima de sua face inferior, evitando 
que fossem molhadas as demais superfícies. Neste ensaio, foi determinada a massa 
dos corpos de prova com 3h, 6h, 24h, 48h e 72h, contadas a partir da disposição 
destes em contato com a água. E a partir disso foi possível determinar a absorção de 
água por capilaridade por meio da equação imposta pela norma. 
A figura 9, apresenta alguns dos corpos de provas com as faces inferiores em 
contato com água, procedimento este para a realização do ensaio. 
 
Figura 9 – Corpos de prova para o ensaio de absorção de água 
 
Fonte: Autora, 2019. 
 
 Os resultados obtidos para os ensaios de absorção de água por capilaridade 
para cada teor de substituição e para o traço de referência são apresentados e 
discutidos na seção 4.7.2. 
 
39 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Este capítulo destina-se à apresentação e discussão dos resultados dos 
ensaios de caracterização de todos os materiais utilizados na produção dos corpos de 
prova de concreto, bem como dos resultados decorrentes dos ensaios para 
determinação das propriedades do mesmo nos estados fresco e endurecido, com e 
sem substituição do agregado miúdo natural por industrial, objeto do trabalho. 
 
4.1 Caracterização dos blocos de concreto 
 
Nesta seção serão descritos os resultados obtidos pela caracterização física e 
mecânica dos blocos de concreto de uso estrutural obtidos na região, que servirão de 
base para a construção do traço de referência para o concreto para graute. 
 
4.1.1 Caracterização física dos blocos 
 
Conforme citado anteriormente no item metodologia, os blocos passaram por 
caracterização de suas medidas e área. A tabela 4 apresenta o resultado das 
dimensões obtidas através dos ensaios. 
 
Tabela 4 – Caracterização dos blocos – Dimensões 
Bloco 
Largura (L) 
(mm) 
Altura (H) 
(mm) 
Comprimento (C) 
(mm) 
Menor dimensão 
dos furos (mm) 
1 140,0 191,0 390,0 88,0 
2 140,0 189,0 390,0 89,0 
3 141,0 190,0 391,0 87,0 
4 141,0 190,0 393,0 87,0 
5 140,0 188,0 393,0 87,0 
6 140,0 190,0 393,0 87,0 
Média 140,300 189,600 391,600 
Desvio padrão 0,050 0,100 0,150 
Coef. de variação (%) 0,035 0,527 0,380 
Fonte: Autora, 2019 
40 
 
Uma vez que as medidas fornecidas pelo fabricante dos blocos são de 
L=140mm, H=190mm e C=390mm, e a tolerância, conforme apresentado em 3.5.1 de 
± 3 mm para L, H e C e de ± 2 mm, constata-se que os valores encontrados estão 
dentro do permitido. Quanto a dispersão observa-se pelos valores de coeficiente de 
variação que a amostra é homogênea, pois tem uma baixa dispersão. 
Já os resultados das áreas, são expostos na tabela 5, onde é possível observar 
os resultados da área líquida e área bruta de cada bloco analisado. 
 
Tabela 5 – Caracterização dos blocos – Áreas 
Bloco Área bruta (cm²) Área líquida (cm²) 
1 546,0 321,4 
2 546,0 332,8 
3 551,3 329,4 
4 554,1 287,9 
5 550,2 285,1 
6 550,2 282,1 
Média 549,64 306,47 
Desvio padrão 3,16 23,84 
Coeficiente de variação (%) 0,58 7,78 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Analisando os resultados é possível afirmar que os 6 blocos utilizados na 
caracterização estão com as características geométricas dentro dos valores propostos 
pela norma. Os valores dos coeficientes de variação para estas medidas enquadram 
a amostra como homogênea. 
 
4.1.2 Caracterização mecânica dos blocos 
 
A caracterização mecânica dos blocos de concreto seguiu as recomendações 
estabelecidas na metodologia deste estudo no tópico 3.5.1.3, aonde é detalhado o 
procedimento de ensaios mecânico desenvolvido. 
A figura 10, apresenta um bloco rompido na prensa, após atingir o seu limite 
máximo de resistência a compressão. 
 
 
41 
 
Figura 10 – Bloco de concreto rompido na prensa 
 
 Fonte: Autora, 2019 
 
A tabela6 expressa os resultados dos ensaios de resistência a compressão 
axial que foram realizados nos blocos de concretos estruturais. 
 
Tabela 6 – Resistência à compressão uniaxial dos blocos 
Bloco 
Largura 
(mm) 
Área bruta 
(cm²) 
Área líquida 
(cm²) 
Resistencia à 
compressão (MPa) 
1 140,0 546,0 321,4 4,79 
2 140,0 546,0 332,8 3,98 
3 141,0 551,3 329,4 7,02 
4 141,0 554,1 287,9 3,44 
5 140,0 550,2 285,1 4,99 
6 140,0 550,2 282,1 3,92 
Média 140,30 549,60 306,47 4,69 
Desvio padrão 0,05 3,16 23,84 1,27 
Coef. de variação (%) 0,37 0,58 7,78 27,29 
Fonte: Autora,2019 
 
42 
 
Em relação ao coeficiente de variação, os resultados indicam que a dispersão 
relativa é alta, podendo classificar a amostra como heterogênea. Contudo, esses 
resultados não implicam no estudo, visto que a resistência dos blocos só serviu de 
referência para determinar a resistência do concreto para graute. 
O Anexo A mostra o relatório dos ensaios dos blocos. 
 
4.1.3 Resistência característica do bloco 
 
Os valores de resistência característica de compressão dos blocos foram 
calculados conforme a metodologia de cálculo citada na seção 3.5.1.3. 
Foram utilizadas 6 (n) amostras, portanto para o cálculo do (i) foi encontrado 
um valor igual a 3. 
Os valores de resistência característica a compressão dos blocos, assim como 
as variáveis que foram utilizadas são apresentados, na tabela 7. 
 
Tabela 7 – Resistência característica a compressão dos blocos 
Bloco i n fbk (MPa) 
Bloco de concreto 3 6 3,38 
Fonte: Autora, 2019. 
 
De acordo com os valores da Tabela 7, foi obtido um valor de resistência a 
compressão característica (fbk) de 3,38 MPa. Foi possível constatar este valor não 
atingiu o valor de 5MPa, informado pelo fabricante. Diante disso, apesar da resistência 
característica à compressão dos blocos ter ficado dentro dos valores estabelecidos 
pela NBR 6136 (ABNT, 2016), foi adotado um fbk de 2 vezes o valor da resistência 
característica a compressão dos blocos encontrada, definindo assim alcançar um 
concreto para graute de referência de aproximadamente 30MPa. 
 
4.2 Caracterização do cimento 
 
Na tabela 8 são apresentadas as características físicas do cimento CPV-ARI 
utilizado neste estudo e caracterizado segundo a NBR 5733 (ABNT, 1991), enquanto 
na tabela 9 são expostas as características químicas fornecidas pelo fabricante do 
cimento. 
43 
 
Tabela 8 – Características físicas do cimento utilizado 
Características avaliadas 
Cimento CP V - ARI 
Fabricante Exigência da NBR 11578 
Massa especifica (cm³/g) 3,09 - 
Expansão a quente (mm) 0,00 ≤ 5,00 
Tempo de pega 
(h;min) 
Inicio 3:15 ≥ 1,00 
Fim 4:00 ≤ 10,00 
Consistência normal (%) 30,1 - 
Finura Blaine (cm²/g) 5,0 ≥ 3,0 
Resíduo peneira #200 μm (%) 0,2 ≤ 6,0 
Resíduo peneira #325 μm (%) 1,3 - 
Fonte: Fabricante. 
 
Tabela 9 – Características químicas do cimento utilizado 
Características químicas do cimento 
Parâmetros avaliados (% da massa) 
Cimento CP V – ARI 
Fabricante Exigência da NBR 11578 
AL2O3 4,04 - 
SiO2 18,53 - 
Fe2O3 2,93 - 
CaO 60,10 - 
MgO 3,77 ≤ 6,50 
SO3 3,09 ≤ 4,00 
Perda ao fogo 3,43 ≤ 4,50 
CaO livre 1,04 - 
Resíduo insolúvel 0,77 ≤ 1,00 
Equivalente alcalino (Na2O e K2O) 0,68 - 
Fonte: Fabricante. 
 
Através da caracterização é possível afirmar que o cimento CPV-ARI atende as 
características físicas e químicas estando com valores dentro das faixas consideradas 
adequadas por norma. 
 
44 
 
4.3 Caracterização do agregado graúdo 
 
O agregado graúdo, também passou pelos ensaios de caracterização conforme 
as normas citadas na metodologia e seus resultados estão presentes no corpo da 
tabela 10. 
 
Tabela 10 – Caracterização do agregado graúdo 
Propriedades Resultado 
Massa especifica 2,92 g/cm³ 
Massa unitária 1,60 g/cm³ 
Absorção 0,78 % 
Diâmetro máximo característico 25,00 mm 
Modulo de finura 7,01 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Os valores de módulo de finura, dimensão máxima característica, massa 
específica, absorção de água e massa unitária do agregado graúdo estão apontados 
como compatíveis a brita 0 e adequada para uso. 
 
4.4 Caracterização do agregado miúdo 
 
Na metodologia foram apresentados os ensaios e métodos utilizados, diante 
disso, as características dos agregados miúdos utilizados são apresentadas na 
sequência. 
 
4.4.1 Caracterização do agregado miúdo natural 
 
A tabela 11 apresenta os valores de módulo de finura, dimensão máxima, 
massa específica, massa unitária e absorção de água, os quais foram encontrados 
nos ensaios de caracterização da areia natural, realizada seguindo as recomendações 
estabelecidas na metodologia. 
 
 
 
45 
 
Tabela 11 – Caracterização da areia natural 
Abertura das 
peneiras 
(mm) 
AMOSTRA NBR 7211 (ABNT, 2009) 
Média 
retida 
(%) 
Média 
retida 
acumulada 
(%) 
Retida acumulada (%) - em massa 
Limites inferiores Limites superiores 
Zona 
utilizável 
Zona 
ótima 
Zona 
utilizável 
Zona ótima 
4,75 0,32 0,59 0 0 5 10 
2,36 3,77 4,36 0 10 20 25 
1,18 7,22 11,58 5 20 30 50 
0,60 6,86 18,44 15 35 55 70 
0,30 24,79 43,23 50 65 85 95 
0,15 40,54 83,77 85 90 95 100 
< 0,15 16,23 100,00 100 100 100 100 
Módulo de finura 1,62 1,55 - 2,20 2,20 
2,90 - 
3,50 
2,90 
Dimensão máxima (mm) 2,36 
Nota 1: O módulo de finura da zona ótima 
varia de 2,2 a 2,9 
Massa específica (g/cm³) 2,58 
Nota 2: O módulo de finura da zona utilizável 
inferior varia de 1,55 a 2,20. 
Massa unitária (g/cm³) 1,54 
Nota 3: O módulo de finura da zona utilizável 
superior varia de 2,9 a 3,5 
Absorção de água (%) 0,48 
Fonte: Autora, 2019. 
 
 
Diante dos resultados apresentados na tabela 11, é possível fazer as seguintes 
análises: 
Quanto ao módulo de finura: o valor obtido na caracterização foi de 1,62 ou 
seja, dentro da zona utilizável especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2009). A dimensão 
máxima o valor encontrado foi de 2,36 mm. Em relação aos resultados da massa 
específica: o seu valor habitual é de aproximadamente 2,6 g/cm³ e, para esse estudo 
o valor encontrado foi de 2,58 g/cm³, o que se enquadra nos valores habituais. A 
massa unitária tem grande importância na tecnologia, o valor habitual de massa 
unitária é de aproximadamente 1,5g/cm³. Assim, o valor de 1,54 g/cm³ encontrado 
neste estudo está dentro dos valores normais. 
Pelos dados obtidos na caracterização da areia natural, ela fica dentro da zona 
inferior utilizável, segundo a NBR 7211 (ABNT, 2009). No que se diz respeito a 
classificação, ela é uma areia média, visto que os limites para areias médias 1,5 < MF 
< 2,2. 
 
46 
 
4.4.2 Caracterização areia industrial 
 
Os resultados da caracterização da areia industrial são apresentados na tabela 
12, onde são apresentados os valores de módulo de finura, dimensão máxima, massa 
específica, massa unitária e absorção de água. 
 
Tabela 12 – Caracterização da areia industrial 
Abertura das 
peneiras 
(mm) 
AMOSTRA NBR 7211 (ABNT, 2009) 
Média 
retida 
(%) 
Média 
retida 
acumulada 
(%) 
Retida acumulada (%) - em massa 
Limites inferiores Limites superiores 
Zona 
utilizável 
Zona 
ótima 
Zona 
utilizável 
Zona ótima 
4,75 0,17 0,17 0 0 5 10 
2,36 15,36 15,52 0 10 20 25 
1,18 26,41 41,93 5 20 30 50 
0,60 18,37 60,30 15 35 55 70 
0,30 14,52 74,82 50 65 85 95 
0,15 12,59 87,41 85 90 95 100 
< 0,15 12,34 100,00 100 100 100 100 
Módulo de finura 2,80 1,55 - 2,20 2,2 
2,90 - 
3,50 
2,90 
Dimensão máxima (mm) 4,75 
Nota 1: O módulo de finura da zona ótima 
varia de 2,2 a 2,9 
Massa específica (g/cm³) 2,34 
Nota 2: O módulo de finura da zona utilizável 
inferior varia de 1,55 a 2,20. 
Massa unitária (g/dm³) 1,68 
Nota 3: O módulo de finura da zona utilizável 
superior varia de 2,9 a 3,5 
Absorção de água (%) 0,44 
Fonte: Autora, 2019. 
 
 
 
Pela análise dos resultados apresentados na tabela 12, é possível fazer as 
seguintes observaçõesdiante da caracterização da areia industrial: 
Em relação ao módulo de finura: O valor obtido pela caracterização foi de 2,80. 
A dimensão máxima obtida foi de 4,75 mm, sendo considerado um agregado miúdo 
pela NBR 7211 (ABNT, 2009), uma vez que a mesma define agregado miúdo como 
agregado cujo os grãos passam pela peneira 4,75mm. Quanto à massa específica: o 
valor encontrado nesse estudo foi de 2,34 g/cm³, sendo um valor próximo aos de uma 
areia. Quanto à massa unitária: o valor encontrado foi de 1,68 g/dm³, próximo ao 
apresentado em estudos similares. 
Com base nos resultados apresentados nas tabelas 11 e 12, foi possível 
analisar o comportamento granulométrico dos agregados miúdos em estudo, areia 
47 
 
natural e areia industrial, além de verificar o comportamento dos agregados diante das 
zonas utilizáveis estabelecidas pela norma. A figura 11 apresenta o gráfico das médias 
retidas acumuladas em cada peneira para os respectivos agregados miúdos. 
 
Figura 11 – Média retida acumulada dos agregados miúdos em estudo 
 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Quanto aos resultados apresentados na caracterização da areia industrial, foi 
possível observar que a amostra analisada está dentro das zonas utilizáveis. Os 
resultados ainda apresentaram um diâmetro máximo característico dentro do 
esperado para um agregado miúdo, tornando a amostra analisada adequada para o 
uso como substituição no agregado miúdo natural. 
 
4.5 Ensaios de caracterização do concreto para graute de referência 
 
Neste tópico serão descritos os valores obtidos na caracterização do concreto 
para graute de referência, por meio de ensaios de consistência, absorção de água por 
capilaridade, resistência à compressão e módulo de elasticidade. Na sequência, após 
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
12,5 9,5 6,3 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15
M
é
d
ia
 R
e
ti
d
a
 A
c
u
m
u
la
d
a
 (
%
)
Abertura de Peneiras (mm)
Composição granulométrica
Areia Industrial Areia Natural
48 
 
a da caracterização do graute de referência, será apresentado o programa 
experimental atualizado deste estudo. 
 
4.5.1 Resultados do concreto para graute de referência 
 
Após a realização dos ensaios foi possível determinar os valores de referência 
encontrados no concreto para graute, para compará-los com os concretos para 
grautes com substituição da areia natural pela areia industrial. A tabela 13 apresenta 
os valores de consistência, absorção de água por capilaridade, resistência à 
compressão e módulo de elasticidade obtidos através dos ensaios. 
 
Tabela 13 – Valores obtidos nos ensaios do graute de referência 
Ensaios Média dos resultados 
Consistência (mm) 196,00 
Absorção de água por capilaridade (g/cm²) 1,03 
Módulo de Elasticidade (GPa) 32,26 
Resistência à compressão (MPa) 36,79 
Fonte: Autora, 2019. 
 
No plano inicial deste estudo, a partir da resistência obtida da caracterização 
dos blocos de concreto encontrados na região, foi determinada uma resistência para 
o concreto para graute de referência de aproximadamente 30 MPa. Contudo, na 
continuação desse estudo, foram produzidos os corpos de prova, onde foi possível 
verificar que a resistência do concreto para graute de referência passou a ser 36 MPa. 
Dessa forma, optou-se por realizar uma atualização no plano experimental mostrando 
os reais valores obtidos, que passaram então a ser considerados como valores de 
referência. Esta atualização é apresentada na seção 4.6. 
 
4.6 Plano experimental atualizado 
 
A partir dos dados obtidos por meio dos ensaios de caracterização do concreto 
para graute estabelecido como referência, tem-se um novo plano experimental 
conforme detalhado na figura 12. 
 
49 
 
Figura 12 – Plano experimental atualizado 
 
Fonte: Autora, 2019. 
 
4.7 Variáveis de resposta 
 
Nesta seção, serão apresentados e discutidos os resultados decorrentes dos 
ensaios que avaliaram as variáveis de resposta do plano experimental, a saber: 
consistência, absorção de água por capilaridade, resistência à compressão axial e 
módulo de elasticidade longitudinal. 
50 
 
4.7.1 Consistência 
 
A consistência do concreto para graute de referência e do concreto para graute 
com substituição foi avaliada por meio do ensaio de abatimento do tronco de cone 
(Slump test), conforme descrito na seção 3.6.1.1. Para isso, de acordo com Prudêncio 
Jr et al. (2002), são ideais para um concreto para graute valores de consistência entre 
200 ± 30 mm. A Tabela 14 apresenta os resultados obtidos. 
 
Tabela 14 – Índice de consistência 
Teor de 
substituição (%) 
Consistência sem 
aditivo (mm) 
Aditivo superplastificante 
adicionado (%) 
Consistência 
com aditivo (mm) 
0 196 --- 196 
25 165 0,17 195 
50 150 0,35 220 
75 140 0,48 220 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Os concretos foram confeccionados para uma consistência preestabelecida, 
com valores de abatimento na faixa de 200±30mm. Diante dos resultados, foi possível 
observar, nas misturas sem aditivo, uma redução na consistência com o aumento do 
teor de substituição da areia natural pela areia industrial na produção de concretos 
para graute, assim como no estudo feito por Menossi (2004). 
Esse fato é explicado pelo maior teor de finos da areia de industrial, em 
comparação à areia natural, e pela forma dos grãos, mais ásperos e angulosos, o que 
demanda uma quantidade maior de água para umedecer todos os grãos, para uma 
mesma quantidade de material. Dessa forma, tornou-se necessário uma quantidade 
de aditivo superplastificante para manutenção do abatimento dentro da faixa 
determinada, sendo que nenhuma substituição exigiu um teor superior à 1% da massa 
do cimento. 
 
4.7.2 Absorção de água por capilaridade 
 
Conforme prescrito na metodologia deste estudo, foram obtidos os resultados 
para absorção de água por capilaridade dos concretos para graute de referência e os 
51 
 
produzidos com substituição do agregado miúdo natural por areia industrial. Os 
resultados médios desta variável de resposta, após 72 horas de imersão, podem ser 
observados na tabela 15. 
 
Tabela 15 – Absorção de água por capilaridade após 72 horas de imersão 
Teor de 
substituição (%) 
Absorção 
média (g/cm²) 
Desvio padrão 
(g/cm²) 
Coeficiente de 
variação (%) 
0 1,03 0,09 8,78 
25 1,20 0,01 0,48 
50 0,64 0,00 0,00 
75 0,37 0,02 4,98 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Diante dos resultados apresentados na tabela 15, foi possível observar que, 
após 72 horas, a substituição de 25% apresentou um aumento na absorção de água 
por capilaridade de aproximadamente 17% em comparação ao concreto sem 
substituição, mostrando-se ineficaz na redução da percolação da água por 
capilaridade no concreto para graute, sendo mais permeável que o concreto de 
referência. 
Em contrapartida, a substituição de 50% apresentou uma redução de 
aproximadamente 38% em relação a referência. Para a substituição de 75% houve 
um decréscimo ainda maior, de 1,03g/cm² para 0,37g/cm², representando uma 
redução de aproximadamente 64% quando comparado ao concreto de referência. 
Estas reduções observadas, nestes teores de substituição, se devem possivelmente 
à presença de finos da areia industrial que possibilitou um melhor empacotamento dos 
agregados, diminuído a quantidade de vazios, tornando o concreto para graute mais 
impermeável. Os resultados são detalhados no Apêndice A. 
A partir dos resultados, foi feito um trabalho estatístico a fim de eliminar os 
espúrios e reduzir o coeficiente de variação, e em seguida realizada uma análise 
estatística por meio método One – Way ANOVA. A figura 13 mostra as informações 
decorrentes da análise estatística. 
 
 
 
52 
 
Figura 13 – Análise estatística - Absorção de água por capilaridade 
 
Fonte: Autora, 2019. 
 
Por meio do teste Tukey, foi possível observar que o concreto com substituição 
de 25%, apresentou resultados estatisticamente iguais