Concretos especiais-1

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<p>U N I V E R S I D A D E E S T A D U A L P A U L I S T A</p><p>UNESP - CAMPUS DE BAURU/SP</p><p>FACULDADE DE ENGENHARIA</p><p>DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL</p><p>RELATÓRIO FINAL DE PESQUISA</p><p>Bolsa de Iniciação Científica FAPESP</p><p>Processo n. 06/55978-1</p><p>Período: 01/03/07 a 10/02/08</p><p>CONCRETOS ESPECIAIS – PROPRIEDADES,</p><p>MATERIAIS E APLICAÇÕES</p><p>Aluna: Paula Sumie Watanabe</p><p>Orientador: Prof. Dr. Paulo Sérgio dos Santos Bastos</p><p>Bauru/SP</p><p>Fevereiro/2008</p><p>R E S U M O</p><p>O concreto normal, feito com cimento Portland e agregado natural convencional</p><p>apresenta diversas deficiências. Em função destas deficiências, bem como da necessidade de</p><p>ampliar as eficiências do material, como o aumento da resistência e durabilidade, os engenheiros</p><p>projetistas de estruturas de concreto armado devem estar sempre atentos não somente à</p><p>resistência característica à compressão do concreto, mas também ao tipo de cimento, qualidade</p><p>do agregado, fator água/cimento, adições e aditivos utilizados na dosagem do concreto, como</p><p>forma de garantir à estrutura uma durabilidade mínima requerida por projeto, função também de</p><p>sua utilização. A evolução da tecnologia do concreto vem ocorrendo de maneira muito rápida nas</p><p>últimas décadas, com o surgimento de novos materiais e aditivos químicos. E a tendência futura</p><p>é cada vez mais utilizar concretos com características específicas, os chamados concretos</p><p>especiais, definidos como concretos com características particulares para atender as necessidades</p><p>das obras, de modo a serem empregados em locais/condições em que os concretos convencionais</p><p>não podem ser aplicados. Nesse sentido, este trabalho apresenta uma descrição objetiva dos</p><p>conceitos, características, materiais e propriedades dos principais concretos especiais, como de</p><p>alto desempenho, auto-adensável, massa, rolado, leve, pesado, com resíduos reciclados,</p><p>projetado, com fibras, com polímeros, concreto colorido, branco e o graute. São apresentadas</p><p>também, as principais aplicações dos concretos especiais em obras já executadas, no Brasil e no</p><p>mundo.</p><p>SUMÁRIO</p><p>1. INTRODUÇÃO .....................................................................................................................1</p><p>2. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO .........................................................................2</p><p>2.1 Introdução........................................................................................................................2</p><p>2.2 Definições........................................................................................................................3</p><p>2.3 Desenvolvimento Histórico.............................................................................................5</p><p>2.4 Materiais Componentes...................................................................................................6</p><p>2.4.1 Água de Amassamento............................................................................................6</p><p>2.4.2 Cimento ...................................................................................................................6</p><p>2.4.3 Agregados................................................................................................................8</p><p>2.4.3.1 Agregado Miúdo .................................................................................................8</p><p>2.4.3.2 Agregado Graúdo ................................................................................................9</p><p>2.4.4 Aditivos Químicos...................................................................................................9</p><p>2.4.5 Aditivos Minerais..................................................................................................10</p><p>2.5 Proporcionamento .........................................................................................................12</p><p>2.6 Comportamento no Estado Fresco ................................................................................13</p><p>2.7 Comportamento no Estado Endurecido.........................................................................13</p><p>2.8 Durabilidade ..................................................................................................................13</p><p>2.9 Mistura ..........................................................................................................................14</p><p>2.10 Dosagem e Produção.....................................................................................................14</p><p>2.11 Transporte, Lançamento e Adensamento ......................................................................16</p><p>2.12 Cura ...............................................................................................................................17</p><p>2.13 Considerações Econômicas ...........................................................................................17</p><p>2.14 Exemplos de Aplicação dos CAD.................................................................................19</p><p>3. CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL .................................................................................22</p><p>3.1 Introdução......................................................................................................................22</p><p>3.2 Desenvolvimento Histórico...........................................................................................23</p><p>3.3 Materiais........................................................................................................................24</p><p>3.3.1 Água ......................................................................................................................24</p><p>3.3.2 Cimento .................................................................................................................25</p><p>3.3.3 Agregados..............................................................................................................26</p><p>3.3.3.1 Agregados Miúdos ............................................................................................27</p><p>3.3.3.2 Agregados Graúdos ...........................................................................................27</p><p>3.3.4 Aditivos .................................................................................................................28</p><p>3.3.4.1 Superplastificantes ............................................................................................28</p><p>3.3.4.2 Promotores de Viscosidade ...............................................................................30</p><p>3.3.5 Adições..................................................................................................................30</p><p>3.3.5.1 Fíler Calcário.....................................................................................................32</p><p>3.3.5.2 Cinza Volante....................................................................................................33</p><p>3.3.5.3 Sílica Ativa........................................................................................................33</p><p>3.4 Utilização de Resíduos ..................................................................................................34</p><p>3.5 Métodos de Dosagem....................................................................................................35</p><p>3.5.1 Método de Okamura..............................................................................................35</p><p>3.5.2 Método de Gomes .................................................................................................36</p><p>3.5.3 Método EFNARC..................................................................................................38</p><p>3.6 Propriedades do Concreto Auto-Adensável no Estado Fresco......................................39</p><p>3.7 Propriedades do Concreto Auto-Adensável no Estado Endurecido..............................39</p><p>3.8 Transporte......................................................................................................................41</p><p>o emprego do CAD, a seção</p><p>pôde ser reduzida para 60 x 70 = 0,42 m². Isso resultou numa economia de 0,48 m² de concreto,</p><p>que corresponde a 53% do volume de concreto.</p><p>Ainda em São Paulo, a rodovia dos Imigrantes, obra de grande porte onde a utilização de</p><p>CAD possibilitou a redução na quantidade de pilares e blocos de fundação, permitindo o</p><p>aumento do vão entre pilares de 45 m para 90 m, reduzindo o impacto ambiental de sua</p><p>construção em uma região de preservação do meio ambiente.</p><p>Em Brasília foi inaugurado o Complexo Predial da Procuradoria Geral da República, em</p><p>agosto de 2002. A edificação é formada por seis blocos, com projeto de Oscar Niemeyer e foi</p><p>utilizado o concreto aparente, ocupando uma área de 70.000 m². O maior de seus blocos possui</p><p>48 metros de altura e foi usado um concreto de 50 MPa de fck . Destaca-se nessa construção, um</p><p>grande cilindro de concreto, que percorre toda altura do prédio e em sua parte superior foi</p><p>colocada uma estrela de oito pontas. As duas estruturas permitiram a eliminação dos pilares no</p><p>pavimento térreo: vigas, lajes e pilares, abaixo da cobertura, estão suspensos por cabos de aço</p><p>atirantados ao pilar cilíndrico central. Essa solução, criativa, foi facilitada pela alta resistência do</p><p>CAD.</p><p>Figura 4 – Edifício E-Tower.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>21</p><p>Outro exemplo a ser citado é o complexo Evolution Towers (Figura 5), situado na região</p><p>metropolitana de Curitiba e concluído em 2004, o qual alcançou a resistência de 60MPa.</p><p>Ocupando uma área de 46.000 m², o empreendimento, com uso do CAD, ganhou uma área</p><p>interna nos pavimentos, principalmente nas garagens e nos pisos térreos. Em virtude de ter</p><p>grandes vãos com poucos pilares, altura prevista de 125 m e pilares delgados, o CAD foi a</p><p>solução, sem comprometer a estrutura do prédio.</p><p>Figura 5 – Conjunto arquitetônico Evolution Towers (IRMÃOS THÁ S/A).</p><p>Têm-se vários exemplos de edificações verticais executados com o CAD no Brasil. Em</p><p>São Paulo, já em 1962, o prédio do MASP foi construído com um concreto de fck de</p><p>45 MPa. Também em São Paulo, o Edifício da CNEC foi executado com concreto de 60 MPa e a</p><p>Torre Norte das Nações Unidas, com concreto de 50 MPa. O prédio do Supremo Tribunal de</p><p>Justiça em Brasília foi edificado, em 1993, usando fck de 60 MPa em pilares e ainda em trechos</p><p>de vigas e lajes. Além de exemplos de edificações têm-se obras de recuperação estrutural como o</p><p>Banco Federal de Goiânia, em 1993, o prédio do BNB em Brasília, em 1994, entre outros.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>22</p><p>3. CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL</p><p>3.1 INTRODUÇÃO</p><p>O concreto auto-adensável (CAA) é caracterizado pela capacidade de fluir com facilidade</p><p>no interior das fôrmas sob ação exclusiva de seu peso próprio, sem a necessidade de</p><p>adensamento do material, garantindo o preenchimento de todos os espaços vazios de maneira</p><p>uniforme.</p><p>O concreto auto-adensável, também conhecido como concreto fluido ou auto-</p><p>compactável, é obtido com a introdução de adições minerais, adições de filers, aditivos químicos</p><p>e superplastificantes ao concreto, que proporciona maior facilidade de bombeamento, excelente</p><p>homogeneidade, resistência e durabilidade.</p><p>O concreto auto-adensável permite ainda a concretagem em regiões com grande</p><p>densidade de armaduras, como ocorre na Figura 6, onde o uso de vibrador é difícil, acabando</p><p>com o risco de exposição do aço e conseqüente deterioração da estrutura.</p><p>Figura 6 - Lançamento de CAA em estrutura densamente armada (TUTIKIAN, 2004).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>23</p><p>A facilidade com que pode ser aplicado o concreto auto-adensável é muito superior ao</p><p>concreto convencional. A velocidade de execução aumenta, requerem-se menos trabalhadores,</p><p>pois dispensa o adensamento e equipamentos e a produtividade chega a ser três vezes maior.</p><p>Outra característica importante do concreto auto-adensável é o fato de ser produzido nas</p><p>mesmas centrais e com os mesmos materiais empregados na produção do concreto convencional:</p><p>brita, areia, cimento, adições e aditivos.</p><p>Atualmente, o concreto auto-adensável vem sendo bastante utilizado em vários países,</p><p>principalmente no Japão e países da Europa. Já no Brasil, o uso do concreto auto-adensável ainda</p><p>é muito incipiente, com poucos registros de utilização. Isto ocorre por vários motivos, dentre</p><p>eles: falta de confiabilidade nos métodos de dosagem existentes, grande diversificação de</p><p>materiais existentes no mercado, falta de normalização de procedimento de ensaios e pouco</p><p>conhecimento do comportamento do concreto auto-adensável com relação às suas propriedades.</p><p>As razões da pequena utilização desta tecnologia até o momento, no Brasil, e, ainda, no</p><p>mundo, estavam ligadas principalmente aos elevados custos dos aditivos utilizados, como</p><p>superplastificantes e modificadores de viscosidade, bem como a falta de conhecimento, no</p><p>Brasil, de métodos de dosagem e produção do CAA. Com a significativa redução dos custos</p><p>destes insumos, bem como, com o avanço tecnológico ocorrido nesta área no país, tem se</p><p>tornado o CAA cada vez mais uma excelente alternativa para a execução das estruturas (GEYER</p><p>& SENA, 2001 e TUTIKIAN, 2004).</p><p>Constantes pesquisas estão sendo desenvolvidas com novos materiais no sentido de obter</p><p>o CAA, de forma que o mesmo se tornará cada vez mais viável, mas apresenta algumas</p><p>desvantagens possíveis de serem contornadas; são as seguintes: não é fácil de ser obtido,</p><p>precisando de mão-de-obra especializada para sua confecção, controle tecnológico e aplicação;</p><p>tem maior necessidade de controle, durante sua aplicação, do que o concreto convencional;</p><p>necessita de cuidados especiais com o transporte, para evitar a segregação; apresenta menor</p><p>tempo disponível para aplicação em relação ao concreto convencional.</p><p>3.2 DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO</p><p>O concreto auto-adensável foi desenvolvido no Japão, nos anos 80, com o objetivo de</p><p>suprir a deficiência de mão-de-obra qualificada e a falta de equipamentos sofisticados para a</p><p>realização do adensamento mecânico no processo de concretagem. A alta densidade de</p><p>armaduras e/ou o preenchimento de fôrmas complexas, geralmente para resistir aos abalos</p><p>sísmicos locais existentes, assim como o adensamento inadequado, foram observados por</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>24</p><p>engenheiros daquele país como as principais causas de comprometimento da durabilidade das</p><p>estruturas. Havia, também, uma preocupação com o meio ambiente, a eliminação de parte da</p><p>poluição sonora, que seria obtida com a ausência do uso de vibradores mecânicos, como</p><p>também, a solução de dois outros problemas que era a redução de custos e de prazos de</p><p>execução, que seria conseguida com a diminuição do número de trabalhadores e melhor</p><p>trabalhabilidade do concreto, respectivamente, durante o processo de aplicação.</p><p>A partir de 1983, com o objetivo de minimizar tal problema, iniciaram-se estudos</p><p>buscando obter um concreto especial capaz de se adensar sem a necessidade de nenhum tipo de</p><p>vibração mecânica, dando origem ao concreto denominado auto-adensável, onde seu primeiro</p><p>protótipo foi realizado em 1988. Após uma década de utilização no Japão, o concreto auto-</p><p>adensável surge na Europa em meados dos anos 90, mais precisamente na Suécia e na Holanda,</p><p>onde foi empregado em aplicações de concreto “in loco”. O grande interesse da Europa no</p><p>concreto auto-adensável contribuiu para aperfeiçoar estudos e ensaios do material.</p><p>3.3 MATERIAIS</p><p>O concreto auto-adensável é constituído pelos mesmos materiais utilizados na produção</p><p>de concretos convencionais: aglomerante (cimento), agregados (areia e brita) e água; com</p><p>exceção dos aditivos químicos e minerais.</p><p>O CAA é bastante suscetível em</p><p>suas propriedades no estado fresco, e algumas</p><p>características dos materiais constituintes como, por exemplo, tamanho, textura e distribuição</p><p>granulométrica dos agregados, são importantes para a garantia da fluidez desejada da mistura. É</p><p>indispensável na produção de CAA o uso de aditivos químicos, a fim de que se obtenham as</p><p>características esperadas do concreto no estado fresco.</p><p>A seguir são apresentadas as principais recomendações dos materiais mais comumente</p><p>utilizados na produção do concreto auto-adensável.</p><p>3.3.1 Água</p><p>A quantidade de água a ser utilizada em pastas, argamassas ou concretos é definida a</p><p>partir da relação a/c. Quanto maior a quantidade de água no concreto, menor é a tensão limite de</p><p>escoamento, aumentando sua deformabilidade e diminuindo a viscosidade da mistura. No</p><p>entanto, um elevado teor de água pode provocar segregação. Para garantir a grande fluidez do</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>25</p><p>CAA, sem afetar negativamente as suas propriedades, parte da água pode ser substituída pelo</p><p>aditivo superplastificante.</p><p>A relação a/f para o CAA pode apresentar valores diferenciados, de acordo com o método</p><p>de dosagem adotado. Esses concretos são mais governados para a relação a/f do que a relação</p><p>a/c. GOMES (2002) considera para CAA de alta resistência que a relação água/finos (a/f) deverá</p><p>ser fixada, a principio, no limite superior de 0,4.</p><p>O tipo de superplastificante utilizado, de 2ª ou de 3ª geração, é um parâmetro que</p><p>influencia no fator a/c e a/f, visto que, estes aditivos químicos são responsáveis por reduzir a</p><p>quantidade de água utilizada no concreto, mantendo a mesma trabalhabilidade.</p><p>Segundo BILLBERG (1999), a substituição de parte do cimento por resíduos industriais</p><p>(finos) para a produção de CAA, acarreta numa redução de a/f, se mantida constante a relação</p><p>a/c. Já para OKAMURA et al. (1999), a relação a/c deve estar compreendido entre 0,9 e 1,0, em</p><p>volume, dependendo dos materiais utilizados na sua composição.</p><p>De acordo com alguns trabalhos apresentados na literatura com CAA, a relação a/c pode</p><p>apresentar valores em torno de 0,3 a 0,5, em massa. (OUCHI, BILLBERG, DOMONE e JIN,</p><p>1999; EDAMATSU e GOMES, 2002; LISBOA, 2004).</p><p>3.3.2 Cimento</p><p>Todos os tipos de cimento empregados na produção de concretos convencionais podem</p><p>ser utilizados na produção de CAA. Variações no tipo de cimento, mesmo sendo do mesmo</p><p>fabricante, afetam diretamente as propriedades do concreto auto-adensável, podendo não</p><p>desenvolver uma interação satisfatória de compatibilidade com os aditivos químicos. Devem-se</p><p>destacar como duas das principais características do cimento a sua finura e a sua capacidade de</p><p>absorver o dispersante. Com cimentos mais finos, tem-se maior superfície específica, o que</p><p>proporciona menor tensão de escoamento e maior viscosidade da mistura, decorrente do aumento</p><p>da quantidade de partículas em contato com a água, diminuindo a distância entre os grãos e</p><p>aumentado a freqüência de colisão entre eles. O cimento mais utilizado é o cimento portland</p><p>(CP), tipo bastante produzido e facilmente comercializado. Porém, alguns estudos têm</p><p>recomendado um cimento com alguns ajustes, levando em consideração a composição da mistura</p><p>do concreto auto-adensável, como segue:</p><p>A adsorção do aditivo superplastificante pelas partículas do cimento ocorre</p><p>preferencialmente nos aluminatos (Aluminato tricálcico - C3A e Ferroaluminato tetracálcico -</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>26</p><p>C4AF). No entanto, a quantidade destes compostos deve ser moderada, para que ocorra uma</p><p>adsorção mais uniforme. O teor de C3A em massa deve ser inferior a 10 % (EFNARC, 2002).</p><p>O cimento portland composto, CP II, por ser o tipo de cimento mais utilizado, ser</p><p>facilmente encontrado no Brasil, e sua composição se encontrar dentro do especificado pela</p><p>EFNARC, o mesmo se apresenta como o mais indicado para a utilização em concretos auto-</p><p>adensáveis. Segundo MEHTA e MONTEIRO (1994), o limite máximo de C3A (Aluminatos</p><p>tricálcicos), em geral, é de 8 %.</p><p>O CAA apresenta geralmente em sua composição uma grande quantidade de finos, o que</p><p>gera um alto volume de pasta e reduzido volume de agregado graúdo. No entanto, um grande</p><p>volume de pasta necessita de uma grande quantidade de cimento, gerando assim alto custo e alto</p><p>calor de hidratação no concreto. Para contornar tal situação, são utilizados fileres e/ou pozolanas</p><p>para substituir parte do cimento. No entanto, cimentos à base de belita (forma impura do C2S,</p><p>que, quando utilizado em maiores proporções no cimento, torna-o bem menos reativo, liberando</p><p>assim menor calor de hidratação) vêm sendo utilizados para reduzir a grande geração de calor</p><p>produzida pela grande quantidade de cimento utilizada no CAA (GOMES, 2002). Segundo</p><p>NEVILLE (1997), os cimentos mais finos apresentam maior contribuição para o ganho de</p><p>resistência, devido a uma maior velocidade de hidratação do cimento, sendo, portanto,</p><p>preferíveis.</p><p>De acordo com os trabalhos técnicos da literatura, é observado um consumo mínimo de</p><p>cimento de 350 kg/m³ e um máximo de 550 kg/m³ para a obtenção do CAA (KHAYAT, HU e</p><p>MONTY, 1999; ERNARC e GOMES, 2002; WESTERHOLM, 2003; LISBOA, 2004).</p><p>3.3.3 Agregados</p><p>Conforme descrito nas especificações do EFNARC, todos os tipos de agregados graúdos</p><p>e miúdos utilizados em concretos convencionais são adequados para o emprego em CAA. O</p><p>volume de agregados ocupa 70 % do volume de concreto, sendo dominante nas propriedades do</p><p>concreto não somente pela qualidade, mas também pela quantidade. Portanto a qualidade e</p><p>graduação dos agregados têm grande influência na qualidade do concreto.</p><p>A obtenção das propriedades de auto-adensabilidade do concreto auto-adensável exige</p><p>misturas com elevado volume de pasta e reduzido volume e dimensão máxima característica do</p><p>agregado graúdo. Algumas recomendações para os agregados de CAA são apresentadas na</p><p>literatura, tais como:</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>27</p><p>a) O volume de agregado miúdo é fixado em 40 % do volume de argamassa. Já para o</p><p>agregado graúdo, a sua quantidade utilizada no concreto (OKAMURA, 1997, apud GOMES,</p><p>2002).</p><p>b) Os agregados devem satisfazer às exigências da EN 12620. Para o agregado miúdo,</p><p>todas as areias podem ser utilizadas, contanto que isenta de agentes nocivos e impurezas. É</p><p>importante salientar a necessidade de se fazer um controle de umidade dos agregados para a</p><p>obtenção de uma CAA com composição uniforme (EFNARC, 2002).</p><p>3.3.3.1 Agregados Miúdos</p><p>Todos os tipos de agregados miúdos industrializados ou naturais podem ser utilizados no</p><p>concreto auto-adensável, desde que isentos de agentes nocivos e impurezas. Podem ser usados</p><p>silícios ou areias calcárias. Partículas menores que 0,125 mm são consideradas como pó e são</p><p>muito importantes para a reologia do concreto auto-adensável. Uma curva granulométrica</p><p>contínua, onde os grãos menores dos agregados preenchem os espaços deixados pelos grãos</p><p>maiores, proporciona melhor resistência à segregação para os CAA. De modo geral, os</p><p>agregados miúdos representam entre 40 e 50% do volume nas argamassas.</p><p>Areias naturais são mais adequadas por apresentarem grãos com forma mais uniforme e</p><p>arredondada. Areias artificiais, obtidas pela britagem de pedras apresentam grãos com elevada</p><p>angulosidade e aspereza superficial, sendo menos indicadas. O aspecto áspero e anguloso dos</p><p>grãos causa maior intertravamento das partículas e demanda maior consumo de água, levando ao</p><p>aumento de pasta e aditivos superplastificantes para se conseguir a fluidez necessária.</p><p>Com relação ao tamanho das partículas, são preferíveis areias médias-finas e finas. Areias</p><p>grossas necessitam de aumento no teor de pasta.</p><p>3.3.3.2 Agregados Graúdos</p><p>A quantidade de agregados graúdos utilizada no concreto</p><p>deve ser 50 % do volume de</p><p>sólidos. Os agregados graúdos de forma regular, de qualquer natureza, são os mais indicados na</p><p>produção de concreto auto-adensável. Agregados com elevadas superfícies específicas, lamelares</p><p>e com textura áspera, devem ser empregados em granulometria mais fina e contínua para que</p><p>seja menor o efeito de redução na fluidez da mistura.</p><p>O CAA pode ser produzido com agregados graúdos com dimensões de até 20 mm,</p><p>porém, quanto maior for a dimensão do agregado, maior deverá ser a viscosidade da pasta para</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>28</p><p>evitar a segregação. Além disso, quanto maior for a dimensão do agregado, maior será a</p><p>ocorrência de bloqueamento em passagens estreitas. Agregados com diâmetro máximo de até 10</p><p>mm são os mais utilizados na produção do CAA, por resultar em uma composição mais</p><p>econômica, e um melhor desempenho das propriedades reológicas.</p><p>3.3.4 Aditivos</p><p>Os aditivos denominados de superplastificantes ou dispersantes são um componente</p><p>essencial para a produção do CAA, para promover a trabalhabilidade necessária. Esse aditivo é o</p><p>responsável pela elevada fluidez da mistura devido à sua capacidade de redução de água, o que o</p><p>torna adequado para concretos aplicados em áreas com pequena acessibilidade ou com alta</p><p>densidade de armadura, além de ser capaz de aumentar a bombeabilidade do concreto. Os</p><p>dispersantes são compostos orgânicos que possuem a propriedade de aumentar a fluidez da</p><p>mistura composta por materiais cimentíceos mantendo constante o consumo de água ou, de</p><p>forma equivalente, permitem a redução da quantidade de água mantendo constante a fluidez da</p><p>mistura. Outros tipos de aditivos podem ser incorporados quando necessário, como por exemplo</p><p>agentes que modificam a viscosidade (tipo VMA), aditivos incorporadores de ar (tipo AEA),</p><p>retardadores ou aceleradores de pega, entre outros, conforme a necessidade do produto final.</p><p>Os superplastificantes a base de policarboxilato são os mais usuais e promovem a</p><p>dispersão das partículas, melhorando a fluidez da pasta.</p><p>Os aditivos promotores de viscosidade, constituídos basicamente de polímeros solúveis</p><p>em água, são empregados para melhorar a resistência à segregação dos concretos auto-</p><p>adensáveis. Esses produtos são responsáveis pela retenção da água, diminuindo a exsudação e</p><p>aumentando a viscosidade da pasta.</p><p>3.3.4.1 Superplastificantes</p><p>O tempo durante o qual o CAA mantém suas propriedades reológicas desejadas é muito</p><p>importante para obter bons resultados no lançamento do concreto. Este tempo pode ser ajustado</p><p>escolhendo o tipo certo de superplastificante (dispersante) ou combinado com retardadores. Os</p><p>diferentes aditivos têm efeitos diferentes, e eles podem ser usados de acordo com o tipo de</p><p>cimento e o tempo de transporte para o lançamento do CAA.</p><p>A escolha de um bom e eficiente superplastificante é de fundamental importância para a</p><p>eficiência na dispersão das partículas de cimento dentro da mistura, na redução da quantidade de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>29</p><p>água de mistura e no controle da reologia de um traço com relação água/material cimentante</p><p>muito baixa, durante a primeira hora após o contato entre o cimento e a água. A</p><p>incompatibilidade entre cimento e aditivo pode ocorrer, mesmo que estes produtos satisfaçam às</p><p>suas exigências normativas. Devido às suas diferenças químicas e físicas, ao entrarem em</p><p>contato esses produtos podem desenvolver comportamentos reológicos distintos que conduzem à</p><p>perda de trabalhabilidade do concreto.</p><p>Os aditivos superplastificantes são usados para impedir a floculação das partículas de</p><p>cimento. Quando misturados cimento e água, os grãos de cimento tendem a se tornar uma</p><p>estrutura floculada que aprisiona parte da água adicionada. Os superplastificantes atuam</p><p>basicamente na defloculação e dispersão das partículas de cimento, garantindo desta forma um</p><p>melhor aproveitamento da água.</p><p>Diversos fatores podem influenciar no desempenho dos superplastificantes, como a finura</p><p>e a composição química do cimento, o modo de imersão na mistura e a composição química do</p><p>próprio aditivo. O uso do superplastificante resulta na modificação de várias características da</p><p>pasta de cimento, incluindo a porosidade e sua distribuição, a taxa de hidratação, a morfologia</p><p>dos hidratos, o desenvolvimento da resistência, a fluidez e perda de fluidez com o tempo, o</p><p>tempo de pega, a retração, a segregação e a exsudação entre outras. Para que esses efeitos sejam</p><p>minimizados, é importante verificar a compatibilidade entre o cimento e os aditivos usados, de</p><p>modo que não haja perdas de fluidez. Existe um teor máximo de aditivo capaz de promover</p><p>aumento de fluidez, que é denominado de ponto de saturação, e pode ser definido a partir de</p><p>ensaios em pastas e argamassas.</p><p>Os superplastificantes de grande eficiência, dentre os quais se destacam os de base</p><p>policarboxilato, são os mais empregados e indicados para o CAA promovendo a redução de água</p><p>da mistura em no mínimo 20 %. Aditivos à base de ácidos sulfonados naftaleno formaldeído e</p><p>melamina formaldeído promovem dispersão das partículas finas principalmente por meio de</p><p>repulsão eletrostática. Como efeito, causam a diminuição da tensão superficial do meio aquoso</p><p>do concreto, tornando assim a mistura instável e aumentando a segregação devido à diminuição</p><p>da viscosidade da pasta. Os aditivos à base de policarboxilato promovem a dispersão das</p><p>partículas por meio da atuação conjunta de repulsão eletrostática e dos efeitos de repulsão</p><p>estérica, e, diferentemente da ação dos aditivos citados anteriormente, não causam uma</p><p>diminuição expressiva da viscosidade da pasta, tornando a mistura menos sensível à segregação.</p><p>Segundo HWANG et al. (2003), em misturas com mesma relação água/materiais em pó,</p><p>os aditivos à base de naftaleno apresentaram maior consumo que os policarboxilatos, para</p><p>garantir os mesmo níveis de fluidez da mistura. Entretanto, vários autores usam aditivos à base</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>30</p><p>de naftaleno. É de grande importância a compatibilização do aditivo com os materiais finos,</p><p>havendo a necessidade de se manter a fluidez do CAA por um tempo que não comprometa o</p><p>lançamento da mistura.</p><p>3.3.4.2 Promotores de Viscosidade</p><p>Os aditivos promotores de viscosidade são empregados para melhorar a resistência à</p><p>segregação do CAA. São produtos cujas cadeias poliméricas adsorvem água e se entrelaçam,</p><p>formando grandes reticulados flexíveis responsáveis pelo aumento da retenção de água. Sua ação</p><p>se dá pela formação de uma rede que sustenta os agregados. Produtos à base de sílica precipitada</p><p>também podem ser empregados na composição de aditivos promotores de viscosidade. Esses</p><p>produtos diminuem a exsudação e aumentam a viscosidade da pasta, evitando assim a</p><p>segregação dos agregados. Os promotores de viscosidade são eficientes para suprir a falta de</p><p>finos, e são uma alternativa valiosa para a correção da composição cujos suprimentos de</p><p>materiais constituídos é muito variável. O desempenho dos aditivos está diretamente ligado com</p><p>a compatibilidade entre eles e o cimento, bem como a seqüência de adição e a forma de mistura</p><p>do CAA.</p><p>A utilização de aditivos promotores de viscosidade pode gerar no concreto um</p><p>comportamento pseudoplástico, que corresponde à redução da viscosidade em função do</p><p>aumento da taxa de cisalhamento aplicada. Este efeito pode facilitar a utilização do CAA, pois,</p><p>como o lançamento do concreto nas formas ocorre sob elevadas taxas de cisalhamento, a</p><p>viscosidade diminui, facilitando esta operação. Por outro lado, após a aplicação a viscosidade</p><p>aumenta e garante ao concreto a capacidade de reter água e manter a sustentabilidade das</p><p>partículas (KHAYAT et al., 1999) A incorporação de agentes modificadores</p><p>de viscosidade é</p><p>uma técnica que pode ser usada de maneira a obter uma massa coesa. Esses agentes</p><p>modificadores de viscosidade aumentam a viscosidade da fase aquosa, melhorando a capacidade</p><p>da pasta em suspender partículas sólidas.</p><p>3.3.5 Adições</p><p>Devido às exigências de reologia especiais do CAA no estado fresco, adições minerais</p><p>inertes e reativas são usadas comumente para melhorar e manter a trabalhabilidade, regulando o</p><p>conteúdo de cimento e reduzindo o calor de hidratação.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>31</p><p>As adições podem ser classificadas em tipo I e tipo II, de acordo com sua reatividade. As</p><p>adições inertes são classificadas de tipo I e promovem uma ação física, aumentando a</p><p>compacidade da mistura. Essas adições do tipo I são representadas pelos fílers calcários e</p><p>quartzos moídos, entre outros. As adições reativas são classificadas como de tipo II e são</p><p>representadas pela cinza volante, cinza de casca de arroz, metacaulin, escória de alto forno e</p><p>sílica ativa. As adições do tipo II contribuem para a formação de hidratos sendo empregadas em</p><p>substituição ao cimento em teores de até cerca de 30 %. De acordo com a literatura, muitas vezes</p><p>as adições do tipo I e II são utilizadas em conjunto.</p><p>O uso das adições no CAA é muito importante para aumentar a estabilidade e fluidez do</p><p>concreto, reduzindo o contato de fricção entre os agregados e aumentando a viscosidade e a</p><p>resistência à segregação pela formação de uma granulometria contínua em que todos os vazios</p><p>deixados pelos agregados maiores ficam preenchidos. A incorporação de um ou mais materiais</p><p>finos de diferentes morfologias e distribuição granulométrica melhora a coesividade, o auto-</p><p>adensamento e a estabilidade do CAA. SONEBI et al. (2003) citam que a incorporação de finos</p><p>diminui a quantidade de superplastificante necessária para obter a mesma fluidez que os</p><p>concretos produzidos somente com cimento. O uso de materiais finos como cinza volante,</p><p>escória de alto forno ou fíler de pedra calcária aumenta a distribuição granulométrica e o</p><p>empacotamento das partículas, assegurando maior coesão.</p><p>As adições minerais utilizadas em concretos de cimento Portland causam mudanças</p><p>consideráveis na estrutura da pasta de cimento. Dentre estas mudanças pode-se citar o aumento</p><p>da viscosidade da pasta de cimento devido à redução do fluxo interno de líquidos da mesma. No</p><p>caso específico do CAA, este aumento de coesão facilita a mobilidade das partículas no estado</p><p>fresco. Isto faz com que as partículas de agregado graúdo se movimentem com mais facilidade, e</p><p>fiquem estáveis na pasta de cimento devido ao aumento nas forças de atração das partículas de</p><p>menor dimensão na pasta, proporcionando ao concreto uma melhor capacidade de escoamento e</p><p>mantendo sua composição uniforme.</p><p>A eficiência das adições depende da granulometria, forma, textura superficial, área</p><p>superficial e da reatividade das partículas. As partículas rugosas, angulares e alongadas exigem</p><p>maior quantidade de pasta que as partículas lisas para não exercerem influência nas propriedades</p><p>do concreto fresco. Com a nova geração de superplastificantes e as diversas adições minerais,</p><p>não é mais requerida a incorporação de agentes modificadores de viscosidade no concreto.</p><p>As adições minerais contribuem para a obtenção das condições mais favoráveis de fluidez</p><p>do concreto fresco e também para a formação do esqueleto granular, de modo que as</p><p>propriedades mecânicas para o concreto auto-adensável tendem a ser favoráveis. Cabe ressaltar</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>32</p><p>que os finos utilizados no concreto, que substituem uma parte do cimento, apresentam</p><p>geralmente menor calor de hidratação, contribuindo para a diminuição do calor de hidratação em</p><p>grandes massas de concreto.</p><p>Dentre os benefícios que a utilização de adições minerais gera, destacam-se os benefícios</p><p>ambientais pela substituição parcial do cimento, diminuindo a emissão de CO2 na atmosfera</p><p>gerada pela produção do clínquer, benefícios ambientais devido ao fato de as adições serem</p><p>constituídas geralmente por resíduos industriais que não são lançados no meio ambiente e</p><p>melhora das propriedades do concreto no estado fresco e endurecido, sendo o primeiro</p><p>conseguido em termos de fluidez, resistência à segregação e exsudação, e o segundo consistindo</p><p>em aumento de resistência e durabilidade devido ao refinamento de poros.</p><p>Segundo SAHMARAN et al. (2006), a argamassa é a base para que se obtenha um CAA</p><p>com boa trabalhabilidade. Entre os aditivos minerais, a cinza volante e o pó de pedra calcária</p><p>mostraram-se mais eficientes em termos de trabalhabilidade das misturas. Isso mostra que a</p><p>finura da adição mineral não é o único parâmetro que deve ser levado em conta para a melhora</p><p>da trabalhabilidade, mas também a área superficial, a forma e a textura das partículas são</p><p>importantes para as características de auto-adensamento da mistura. Ambos os aditivos químicos</p><p>e adições minerais afetam adversamente as argamassas.</p><p>O uso de aditivos minerais reduz o custo do CAA, associado com o uso de aditivos</p><p>químicos e de altos volumes de cimento Portland. As adições minerais substituem parte do</p><p>cimento Portland. Além disso, as adições minerais asseguram a melhora do desempenho do CAA</p><p>ao longo do tempo.</p><p>As adições minerais mais utilizadas em CAA são descritas a seguir.</p><p>3.3.5.1 Fíler Calcário</p><p>Os materiais em pó mais utilizados na produção de CAA são: pó de pedra; pó constituído</p><p>por partículas finamente moídas, de natureza calcária; dolomita ou granito. Estas partículas</p><p>possuem dimensões em torno de 0,125 mm. O fíler calcário proporciona um efeito físico e um</p><p>efeito químico à mistura. O efeito físico ocorre devido à sua finura, preenchendo todos os</p><p>espaços vazios existentes entre as partículas maiores da mistura. O efeito químico ocorre pelo</p><p>fato de o material não ser verdadeiramente inerte, funcionando como agente de nucleação para a</p><p>formação de monocarboaluminatos de cálcio, com propriedades aglutinantes, mas são de menor</p><p>intensidade que o C-S-H (silicato de cálcio hidratado). Outro efeito químico produzido pelo fíler</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>33</p><p>calcário é de acelerar a hidratação dos minerais do clínquer, especialmente o C3S, contribuindo</p><p>para o aumento da resistência do concreto.</p><p>A partícula de fíler calcário podem afetar a fluidez do concreto, como também diminuir o</p><p>tempo de pega. Geralmente esse efeito ocorre quando se empregam elevados teores de aditivos</p><p>superplastificantes. Em um estudo realizado por ESPING (2003), foi demonstrado que,</p><p>mantendo-se constante o teor de água das misturas, quanto mais fino for o fíler, maior o teor de</p><p>dispersante que deve ser empregado para que sejam obtidas as mesmas características de</p><p>deformabilidade. Essas mesmas observações foram feitas por MELO e REPETTE (2005).</p><p>O fíler calcário deve ter finura igual ou menor que a do cimento, porém, quando o</p><p>diâmetro médio das partículas é muito pequeno, menor do que 1 mm, pode acarretar aumento</p><p>expressivo da tensão de escoamento do concreto. Segundo SONEBI et al. (2003), a utilização de</p><p>fíler calcário em grandes quantidades pode diminuir a ocorrência de exsudação e segregação.</p><p>3.3.5.2 Cinza Volante</p><p>A cinza volante é um material inorgânico, com boas propriedades pozolânicas, que pode</p><p>ser acrescentado ao CAA para melhorar suas propriedades tanto no estado fresco quanto no</p><p>endurecido. As características físicas referentes à distribuição granulométrica, forma, finura,</p><p>densidade e composição química da cinza exercem influências nas propriedades do concreto</p><p>tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. Sua forma quase esférica proporciona a</p><p>rolagem dos agregados, diminuindo o atrito interno entre eles e destes com as partículas de</p><p>cimento, resultando</p><p>em maior fluidez e viscosidade, e reduzindo o consumo de</p><p>superplastificante. A finura adequada da cinza volante para ser empregada no CAA está entre</p><p>500 e 600 m²/kg. Segundo XIE et al. (2002), a cinza volante melhora a viscosidade do concreto</p><p>fresco, sem prejudicar a trabalhabilidade e fluidez do concreto.</p><p>3.3.5.3 Sílica Ativa</p><p>O uso da sílica ativa em CAA é mais comum em concretos de elevada resistência à</p><p>compressão. Quando empregada em teores de 2 a 8% em relação à massa de cimento, promove o</p><p>aumento da resistência à segregação, porém deve-se esperar uma maior demanda por aditivo</p><p>superplastificante e um aumento da tensão de escoamento do concreto. A sílica ativa é</p><p>caracterizada por sua estrutura amorfa, com forma semelhante à esférica, com diâmetros</p><p>variando entre 0,1 mm até 2 mm, ou seja, partículas cerca de 100 vezes menores que as do</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>34</p><p>cimento. O teor de SiO2 (dióxido de silício) varia entre 85 e 90 % da massa específica. A adição</p><p>de sílica ativa ao concreto resulta em uma melhoria na reologia e nas propriedades no estado</p><p>fresco, como também nas propriedades mecânicas e físicas, aumentando a durabilidade do</p><p>concreto. Os benefícios da sílica ativa são descritos por GOBBI e AMARAL (2005), de maneira</p><p>simplificada como:</p><p>• Efeito microfíler: as partículas de sílica preenchem os espaços entre os grãos de</p><p>cimento, reduzindo o espaço disponível para a água e atuando como ponto de</p><p>nucleação;</p><p>• Efeito pozolânico: as partículas de sílica reagem com hidróxido de cálcio. Os</p><p>produtos desta reação se assemelham aos produtos resultantes da hidratação do</p><p>cimento.</p><p>3.4 UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS</p><p>É necessária a utilização de uma certa quantidade de finos no CAA para melhoria de suas</p><p>propriedades, tanto no estado fresco como no estado endurecido. Este fino pode ser o pó-de-</p><p>brita, que é um resíduo da britagem de rocha e da lavagem de areia artificial, conforme ilustrado</p><p>na Figura 7.</p><p>Este resíduo causa um dano muito grande ao meio ambiente, pois as empresas de</p><p>britagem geralmente não têm como reaproveitá-lo. Por vezes ele é lançado nos rios, contribuindo</p><p>para o seu assoreamento e poluição.</p><p>Uma boa alternativa é utilizar o pó-de-brita no CAA. Pode-se substituir até 65% da areia</p><p>natural pelo resíduo. Assim, além de dar destinação ao resíduo, poupam-se as jazidas naturais de</p><p>areia.</p><p>Figura 7 - Depósito e detalhe de pó-de-brita.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>35</p><p>3.5 MÉTODOS DE DOSAGEM</p><p>Os métodos de obtenção do concreto auto-adensável não são fundamentados apenas na</p><p>questão da alta fluidez do concreto, mas também considerando a capacidade do concreto passar</p><p>entre obstáculos sem ocorrer bloqueio nem resistência à segregação.</p><p>A dosagem do concreto deve estar relacionada com a proporção entre os materiais</p><p>constituintes do concreto, a fim de se obter de maneira econômica, resistência e durabilidade</p><p>(NEVILLE, 1997). Algumas exigências devem ser atendidas ao se determinar uma dosagem para</p><p>o concreto, tais como: especificações de projeto, condições de exposição das estruturas, materiais</p><p>disponíveis na região, técnicas de execução e o custo (HELENE e TERZIAN, 1993).</p><p>Os métodos de dosagem utilizados para o concreto auto-adensável diferem muito</p><p>daqueles utilizados para concretos convencionais, no que diz respeito à seleção e caracterização</p><p>dos materiais, pois, o CAA apresenta uma grande quantidade de finos e presença de adições</p><p>minerais e químicas, assim como pelos benefícios alcançados nas suas propriedades frescas.</p><p>Atualmente, já existem métodos conhecidos, desenvolvidos por alguns pesquisadores da</p><p>literatura, tais como: Método de Okamura, Método de Gomes e Método EFNARC. Nesse</p><p>sentido, será feito um resumo de cada método de dosagem citado.</p><p>3.5.1 Método de Okamura</p><p>Este foi o primeiro método de dosagem racional desenvolvido para a obtenção do CAA.</p><p>Este método foi desenvolvido pelo Prof. Hajime Okamura, da Universidade de Tókio, no Japão.</p><p>O Método de Okamura parte de valores prefixados de alguns materiais para alcançar as</p><p>propriedades de auto-adensabilidade desejadas (GOMES, 2002).</p><p>O método é constituído das seguintes etapas:</p><p>1) Determinação do volume de ar incorporado no concreto: o método de Okamura</p><p>considera um intervalo limite entre 4 % e 7 % para o volume de ar incorporado no concreto;</p><p>2) Determinação do volume de agregado graúdo: o volume máximo de agregado graúdo</p><p>deve ser fixado como 50 % do volume total de agregados, no estado compactado;</p><p>3) Determinação do volume de agregado miúdo: o volume de agregado miúdo é fixado</p><p>em 40 % do volume de argamassa;</p><p>4) Determinação da razão água/finos (a/f), água/cimento (a/c) e do teor de</p><p>superplastificante: a razão a/f e o teor de aditivo superplastificante empregados na dosagem do</p><p>CAA são determinados a partir de ensaios em argamassa. Estes valores devem ser ajustados para</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>36</p><p>atender às suas características de auto-adensabilidade exigidas. A relação água/cimento (a/c), em</p><p>volume, deve ficar entre 0,9 e 1,0, dependendo das propriedades do cimento utilizado.</p><p>A Figura 8 ilustra o esquema do fluxograma para o método de dosagem de Okamura.</p><p>Figura 8- Esquema do fluxograma do método de dosagem de Okamura (NUNES, 2001).</p><p>3.5.2 Método de Gomes</p><p>O método apresenta um procedimento de caráter experimental para obtenção da dosagem</p><p>do concreto auto-adensável de alta resistência. Esse procedimento constitui uma extensão do</p><p>desenvolvido por TORALLES et al. (1998), para concretos de alta resistência, no sentido de</p><p>incorporar critérios de dosagem, relativo aos concretos auto-adensáveis.</p><p>Os critérios de otimização adotados na aplicação dos procedimentos vêm acompanhados</p><p>por uma resistência mínima à compressão e por um cumprimento de diferentes requisitos de</p><p>auto-adensamento no estado fresco, tudo isso com uma quantidade mínima de superplastificante</p><p>e cimento. Apresentam-se, também, detalhes de procedimentos de ensaios utilizados para a</p><p>caracterização do estado fresco do CAA.</p><p>O procedimento proposto por Gomes, nesse estudo, foi fundamentado na otimização</p><p>separada da composição da pasta e do esqueleto granular de agregados. A pasta é constituída por</p><p>cimento e sílica ativa (no caso de concreto de alta resistência), fíler, água e superplastificante,</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>37</p><p>enquanto que o esqueleto granular é definido pela relação ótima entre agregado miúdo e</p><p>agregado graúdo, que proporcione uma máxima densidade em seco e sem compactação. No</p><p>método são designadas as relações água/cimento, sílica ativa/cimento, superplastificante</p><p>sólido/cimento e fíler/cimento, respectivamente por: a/c, sf/c, sp/c e f/c.</p><p>A Figura 9 apresenta o fluxograma do método de dosagem de Gomes (2002).</p><p>Figura 9 – Esquema do fluxograma do Método de dosagem de Gomes (GOMES, 2002).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>38</p><p>3.5.3 Método EFNARC</p><p>Atualmente, com o avanço das pesquisas sobre o uso do CAA, mais especificamente no</p><p>Japão e países da Europa, diversos programas relacionados ao CAA foram implantados. Estas</p><p>especificações técnicas, ensaios de caracterização dos materiais e propriedades do CAA nos</p><p>estados fresco e endurecido, refletem a larga experiência da EFNARC sobre concretos especiais.</p><p>A EFNARC atualmente é uma grande referência de pesquisa, baseada em várias experiências</p><p>desenvolvidas por seus sócios na Europa, embora ainda reconheça que os avanços tecnológicos</p><p>sobre o CAA ainda se encontram em evolução, e modificações podem vir a acontecer com o</p><p>desenvolvimento das pesquisas encontradas na literatura.</p><p>A EFNARC impõe algumas exigências quanto à produção,</p><p>composição e aplicação do</p><p>CAA, tais como:</p><p>a) Os materiais constituintes do CAA devem satisfazer às exigências da EN 206-1</p><p>(Especificação, desempenho, produção e conformidade do concreto);</p><p>b) Os cimentos utilizados devem satisfazer às exigências da EN 197-1 (Composição,</p><p>especificações e critérios de conformidade do cimento). A seleção do tipo de cimento dependerá</p><p>de suas exigências quanto à resistência, durabilidade, dentre outros. O consumo de cimento é da</p><p>ordem de 350 kg/m³ a 450 kg/m³, pois acima deste valor, pode causar retração excessiva e abaixo</p><p>só poderá ser utilizado com a adição de um outro material cimentício, tal como: cinza volante ou</p><p>pozolana;</p><p>c) Os agregados devem satisfazer às exigências da EN 12620. A dimensão máxima para o</p><p>agregado graúdo é de 20 mm. Geralmente, são utilizados agregados graúdos com dimensão</p><p>máxima entre 16 mm e 20 mm. Para o agregado miúdo, todas as areias podem ser utilizadas,</p><p>contanto que isenta de agentes nocivos e impurezas;</p><p>d) A água deve satisfazer às exigências da EN 1008 (Água para concreto);</p><p>e) Os aditivos químicos como os superplastificantes, devem atender às exigências da EN</p><p>934-2;</p><p>f) Os aditivos minerais ou adições minerais, como fileres de agregados e pigmentos,</p><p>devem atender às exigências da EN 12620 (Agregados para concreto); EN 450 (Definições,</p><p>exigências e controle de qualidade de cinzas volantes para concreto); EN 13263 (Definições,</p><p>exigências e controle de qualidade da sílica ativa para concreto);</p><p>g) A produção e dosagem do CAA devem atender às exigências da EN 206 (Densidade,</p><p>aumento de resistência, resistência final e durabilidade);</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>39</p><p>h) A quantidade de finos deve ser menor que 125 µm para que as propriedades do CAA</p><p>no estado fresco sejam satisfatórias.</p><p>3.6 PROPRIEDADES DO CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL NO ESTADO FRESCO</p><p>As principais propriedades do concreto auto-adensável no estado fresco são: a capacidade</p><p>de preencher o interior das fôrmas, a habilidade de passagem entre os obstáculos, sem sofrer</p><p>nenhum tipo de bloqueio provocado pelo agregado graúdo, bem como a sua resistência à</p><p>segregação e/ou exsudação. Tais características diferenciam o concreto auto-adensável de um</p><p>concreto fluído, que se caracterizam apenas pela sua grande fluidez. A capacidade do concreto</p><p>auto-adensável em preencher fôrmas ou fluir entre os obstáculos é comandada pela alta fluidez e</p><p>alta coesão da mistura. Já a capacidade de fluir bem entre os obstáculos é comandada pela</p><p>moderada viscosidade da pasta e da argamassa e pelas propriedades dos agregados,</p><p>principalmente, o diâmetro máximo dos agregados. A fim de manter a estabilidade ou resistência</p><p>à segregação da mistura de CAA, alguns cuidados devem ser tomados no sentido de se manter a</p><p>consolidação e a uniformidade da mistura. Portanto, os principais mecanismos que comandam</p><p>essas propriedades são a viscosidade e a coesão da mistura (CAVALCANTI, 2006).</p><p>Diferentes métodos de ensaios foram desenvolvidos ao longo dos anos, com o objetivo de</p><p>caracterizar as propriedades do CAA no estado fresco. Estas propriedades têm sido</p><p>caracterizadas usando técnicas recentemente desenvolvidas e estão ainda em fase de evolução.</p><p>Alguns dos métodos de ensaios mais utilizados para a caracterização de tais propriedades são:</p><p>ensaio de espalhamento do cone de Abrams (Slump Flow Test), Funil V (V-Funnel), Caixa L (L-</p><p>Box), Tubo em U e o Ensaio de auto-adensabilidade para o concreto. Para o estabelecimento de</p><p>parâmetros de capacidade de preenchimento são utilizados os ensaios de espalhamento no cone</p><p>de Abrams e Funil V, para os parâmetros de capacidade de passagem entre as armaduras é</p><p>utilizada a Caixa L, e finalmente para a verificação quanto à presença de segregação é utilizado o</p><p>ensaio do Tubo em U (EFNARC, 2002).</p><p>3.7 PROPRIEDADES DO CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL NO ESTADO</p><p>ENDURECIDO</p><p>Os benefícios do CAA devem ser atribuídos principalmente às suas propriedades no</p><p>estado fresco, mas também as propriedades do concreto no estado endurecido devem ser</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>40</p><p>analisadas de forma criteriosa. Somente desta forma o CAA pode ser utilizado de forma segura</p><p>nos elementos estruturais.</p><p>Independente do fato de que o CAA contenha os mesmos componentes dos concretos</p><p>convencionais, além de aditivos minerais e químicos, existem diferenças notáveis no</p><p>comportamento desses concretos, principalmente nas propriedades do estado fresco. Porém, é</p><p>necessário verificar os efeitos que estas modificações provocam nas propriedades do concreto no</p><p>estado endurecido.</p><p>Um aspecto que justifica a importância do estudo das propriedades do CAA no estado</p><p>endurecido está associado à composição da mistura do CAA, que é bastante diferenciada dos</p><p>concretos convencionais (KLUG et al., 2003).</p><p>As principais razões para as possíveis diferenças entre as propriedades do CAA no estado</p><p>endurecido e concretos convencionais são (KLUG et al., 2003):</p><p>a) Modificações na composição da mistura - A maior quantidade de finos e a menor</p><p>granulometria dos agregados causam alterações na composição do esqueleto granular. Isto pode</p><p>influenciar nos valores de fc, ft e Ec;</p><p>b) Modificações na microestrutura do concreto - Uma maior quantidade de finos no</p><p>concreto (cimento e fíleres) acarreta numa menor quantidade de vazios, e conseqüentemente uma</p><p>maior densidade com menor porosidade. O concreto se torna mais estável, acarretando numa</p><p>maior fluidez e menor porosidade na zona de transição dos agregados – pasta de cimento;</p><p>c) Modificações no procedimento de moldagem – Para a verificação das propriedades do</p><p>CAA no estado endurecido, são moldados corpos de prova, geralmente cilíndricos, a fim de</p><p>verificar se tais propriedades estão de acordo com as especificadas no projeto estrutural. Este</p><p>processo de moldagem inclui: a forma de colocação e adensamento, além da cura do concreto.</p><p>Dentre esses, a forma de colocação e adensamento são os que diferenciam dos concretos</p><p>convencionais. Para concretos convencionais, a moldagem de corpos de prova cilíndricos se</p><p>baseia na norma NBR 5738/03. Já para o CAA, ainda não existe uma normalização no que diz</p><p>respeito ao procedimento de moldagem em corpos de prova, considerando assim o</p><p>preenchimento do molde de uma só vez; independente do tamanho, por levar em consideração</p><p>que tal concreto não necessita de adensamento manual ou mecânico. É importante considerar que</p><p>um concreto mal adensado proporciona o aparecimento de bicheiras e uma quantidade excessiva</p><p>de vazios, falseando o resultado alcançado pelo rompimento dos corpos de prova. Nenhum</p><p>estudo foi feito para verificar se tal forma de colocação do CAA nos moldes está ou não</p><p>influenciando no resultado final de rompimento do corpos-de-prova, ou seja, na determinação de</p><p>suas propriedades mecânicas;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>41</p><p>d) A transferência de cargas é transferida para a matriz de cimento ou para a zona de</p><p>transição agregados-pasta de cimento, que se apresenta geralmente em maiores proporções</p><p>quando comparados aos concretos convencionais. Isto acarreta num aumento da resistência à</p><p>tração do concreto (ft), quando comparada aos concretos convencionais.</p><p>Atualmente já existe uma larga experiência adquirida ao longo dos anos com relação às</p><p>propriedades mecânicas do concreto convencional. Em contrapartida, estudos de propriedades</p><p>mecânicas do CAA ainda se apresentam com resultados bastante restritos, bem como uma</p><p>verificação do procedimento de moldagem dos corpos-de-prova, que foi praticamente</p><p>modificado (KLUG et al., 2003).</p><p>3.8 TRANSPORTE</p><p>O transporte do concreto auto-adensável deve ser realizado a tempo para não ocorrer</p><p>perda de água ou vibração excessiva. Recomenda-se o bombeamento para o transporte, pois a</p><p>elevada</p><p>fluidez e o baixo atrito interno dos agregados contribuem para que o desgaste do</p><p>conjunto bomba/duto seja mínimo.</p><p>3.9 LANÇAMENTO</p><p>O concreto auto-adensável pode ser lançado verticalmente em queda livre até 5 m sem</p><p>que haja falhas no concreto. O grande volume de argamassa e a elevada resistência à segregação</p><p>tornam possível essa altura de lançamento. Já para a movimentação horizontal, recomenda-se</p><p>que a distância não seja superior a 7 m. Apesar da maior capacidade de reter água, é</p><p>recomendável que antes do lançamento do CAA se faça a molhagem das superfícies que o</p><p>receberão. Mesmo com o concreto fresco, interrupções de concretagem podem gerar juntas de</p><p>baixa qualidade nas interfaces das várias camadas de concretagem. A Figura 10 mostra o</p><p>lançamento do CAA.</p><p>3.10 CURA</p><p>Segundo REPETTE (2005), os mesmos procedimentos utilizados para o concreto</p><p>convencional podem ser empregados para a cura do concreto auto-adensável. A cura deve ser</p><p>iniciada o mais cedo possível e mantida pelo prazo de 7 dias.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>42</p><p>Enquanto não atingir endurecimento satisfatório, o concreto deve ser protegido contra</p><p>agentes prejudiciais, mudanças bruscas de temperatura, secagem, vento, chuva forte, água</p><p>torrencial, agentes químicos, bom com contra choques e vibrações de intensidade tal que possam</p><p>produzir fissuras no concreto ou prejudicar sua aderência à armadura.</p><p>A proteção contra secagem prematura, pelo menos durante os sete primeiros dias após o</p><p>lançamento do concreto (aumentando esse mínimo quando a natureza do concreto exigir), pode</p><p>ser feita mantendo a superfície umedecida ou protegendo-a com uma película impermeável.</p><p>Em caso de utilização da cura com água, esta deverá ser permanente, não devendo se</p><p>criar ciclos de molhagem ou secagem, os quais podem comprometer a estrutura. As superfícies</p><p>devem ser mantidas permanentemente úmidas. O endurecimento do concreto pode ser</p><p>antecipado por meio de tratamento térmico adequado e devidamente controlado, sem dispensar</p><p>as medidas de proteção contra secagem.</p><p>Figura 10 - Lançamento de concreto auto-adensável.</p><p>3.11 APLICAÇÕES DO CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL</p><p>As aplicações do concreto de auto-adensável ocorrem em diversos tipos de obras, como</p><p>por exemplo (CAMARGOS, 2002):</p><p>• Lajes de pequena espessura ou lajes nervuradas;</p><p>• Fundações executadas por hélice contínua;</p><p>• Paredes, vigas e colunas;</p><p>• Parede diafragma;</p><p>• Estações de tratamento de água e esgoto;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>43</p><p>• Reservatórios de águas e piscinas;</p><p>• Pisos, contrapisos, muros, painéis;</p><p>• Obras com acabamento em concreto aparente;</p><p>• Locais de difícil acesso;</p><p>• Peças pequenas, com muitos detalhes ou com formato não-convencional onde seja</p><p>difícil a utilização de vibradores;</p><p>• Fôrmas com grande concentração de ferragens.</p><p>O CAA também tem sido bastante utilizado em elementos pré-fabricados, principalmente</p><p>naqueles com grande concentração de armaduras, onde o concreto convencional tem certa</p><p>dificuldade de preencher seus vazios.</p><p>O concreto auto-adensável foi desenvolvido no Japão, por volta de 1983, sendo que sua</p><p>maior aplicação em obras civis ocorreu em 1997, naquele país, com a concretagem das</p><p>ancoragens de concreto da ponte metálica de maior vão livre do mundo. A ponte Akashi-Kaikyo,</p><p>inaugurada em 1998, com 1991 metros de vão livre, consumiu nas ancoragens 290.000 m³ de</p><p>concreto auto-adensável. Os motivos da utilização de CAA nesta obra foram a velocidade de</p><p>execução, dispensa de adensamento, o qual seria muito difícil para este volume e a qualidade</p><p>final do concreto. Foram utilizados 500.000 m³ de CAA, em seus dois blocos de ancoragem,</p><p>tendo alcançado um rendimento de aplicação de 1900 m³ / dia. O uso do CAA proporcionou uma</p><p>diminuição no prazo de entrega da obra em aproximadamente três meses. A Figura 11 mostra a</p><p>vista lateral da ponte Akashi-Kaikyo e bloco de ancoragem.</p><p>Figura 11 – Vista lateral da Ponte e bloco de ancoragem da Ponte Akashi-Kaikyo.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>44</p><p>No túnel construído em Yokohama, no Japão, Figura 12, com três metros de diâmetro e</p><p>um quilômetro de comprimento, foram utilizadas duas camadas de aço protendido, preenchidas</p><p>com CAA, numa aplicação de 40 m³.</p><p>Figura 12 - Ilustração do túnel em Yokohama (CAVALCANTI, 2006).</p><p>Outros exemplos de aplicação do CAA são citados na seqüência.</p><p>A execução de grandes tanques de gás líquido, em Ozaka, no Japão, onde o tipo de fino</p><p>utilizado foi o filer-calcário e o agregado graúdo com diâmetro máximo de 20 mm. O</p><p>espalhamento final ficou em torno de 65 cm. Com o uso do CAA, houve redução de quatro</p><p>meses no tempo previsto para execução da obra, e, o número de trabalhadores que era de 150</p><p>pôde ser reduzido para 50 (PETERSON, 2000).</p><p>O túnel de aproximadamente 6000 metros de extensão, no Chile, com três diferentes</p><p>diâmetros, variando de 2,5 a 3,0 metros, para uma média de profundidade de 9 metros. A</p><p>escavação do túnel foi reforçada com placas metálicas. O concreto utilizado na obra tinha</p><p>resistência à compressão de 30 MPa, relação água/cimento (a/c) < 0,55 e consumo de cimento ></p><p>320 kg/m³ de concreto (SCIARAFFIA, 2003).</p><p>A fundação de um cais para sustentação de um moinho localizado em Milão, na Itália,</p><p>com dimensões de 14 m de comprimento x 10 m de largura x 4 m de profundidade, totalizando</p><p>um volume superior a 500 m³. As armaduras detalhadas no projeto de estruturas eram bastante</p><p>densas, com diâmetros de 26 mm (PARIS et al., 2003).</p><p>Em três pontes construídas na Suécia. A primeira delas construída no início de 1998. Foi</p><p>a primeira ponte fora do Japão onde a estrutura inteira foi executada com CAA. Também foi</p><p>construído um túnel com aproximadamente 150 m de extensão, durante o período de dezembro</p><p>de 1999 a junho de 2000 (BILLBERG, 1999 apud GOMES, 1999).</p><p>Uma base de fundação para um grande reservatório de peixes, no jardim zoológico de</p><p>Rotterdam. As paredes eram bastante reforçadas, com espessuras de 25 cm e 30 cm, e altura de 7</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>45</p><p>m, a fim de absorver os esforços provocados por grandes aberturas de vidro para visibilidade dos</p><p>espectadores (WALRAVEN, 2003).</p><p>Pode-se constatar também o crescimento acentuado do uso de CAA em obras de reparos,</p><p>como por exemplo, de uma ponte no Reino Unido, onde o CAA atingiu aos sete dias uma</p><p>resistência à compressão média de 60 MPa (MCLEISH, 1996 apud GOMES, 2002). Na Suíça,</p><p>também foi utilizado o CAA na recuperação de uma ponte, onde a resistência à compressão</p><p>média atingiu 40 MPa aos 28 dias, como mostra a Figura 13 (CAMPION e JOST, 2000 apud</p><p>GOMES, 2002).</p><p>Figura 13 - Recuperação de ponte na Suíça (CAVALCANTI, 2006).</p><p>No Brasil, existem poucos registros da utilização do CAA em estruturas de concreto. Foi</p><p>utilizado em Goiás, na estrutura de um condomínio composto de três edifícios residenciais de</p><p>sete pavimentos, totalizando 72 apartamentos. Toda a estrutura (pilares, lajes e vigas) foi</p><p>executada com o CAA, com a especificação de fc28 de 20 MPa. Hoje, outras obras em Goiânia e</p><p>no sul do Brasil já utilizam o CAA (INFORMATIVO TÉCNICO, 2005).</p><p>4. CONCRETO MASSA</p><p>4.1 INTRODUÇÃO</p><p>Concreto massa é definido como aquele que, ao ser aplicado numa estrutura, requer a</p><p>tomada de precauções que evitem fissurações derivadas de seu comportamento térmico</p><p>(KUPERMAN, 2005).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>46</p><p>Em geral, é utilizado em estruturas de grande volume, como por exemplo, viga, pilar,</p><p>estaca, comporta ou barragem. Devido a esse grande volume, o concreto massa necessita de</p><p>cuidados especiais para combater a geração de calor e posterior mudança de volume.</p><p>Os projetistas e construtores de grandes barragens de concreto foram os primeiros a</p><p>reconhecer a importância do aumento da temperatura no concreto, devido ao calor de hidratação</p><p>e à subseqüente retração e fissuração, que ocorre no resfriamento. Fissuras paralelas ao eixo da</p><p>barragem comprometem sua estabilidade estrutural; uma estrutura monolítica (que é</p><p>essencialmente livre de fissuração) permanecerá em completo contato íntimo com as fundações e</p><p>apoios laterais e se comportará conforme previsto pela distribuição de tensões de projeto. Estacas</p><p>de concreto, pilares, vigas, muros e fundações de grandes estruturas são muito menores do que</p><p>uma barragem de gravidade típica de concreto. Se os elementos possuem muitos metros de</p><p>espessura e são feitos de concreto de alta resistência (alto teor de cimento), o problema de</p><p>fissuração térmica pode ser tão sério quanto nas barragens (MEHTA e MONTEIRO, 1994).</p><p>A utilização do concreto massa requer cuidados com as variações ambientais, as alturas</p><p>de camadas de concretagem, as velocidades e temperaturas de lançamento e o espaçamento das</p><p>juntas de contração entre blocos da barragem.</p><p>O cronograma executivo e o planejamento da produção, transporte, lançamento e</p><p>adensamento do concreto são fatores de extrema importância com relação à dosagem, uma vez</p><p>que influem na escolha das características do concreto massa.</p><p>4.2 DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO</p><p>As primeiras utilizações de concreto massa convencional em barragens brasileiras datam</p><p>do início do século XX, quando várias barragens do tipo gravidade destinadas tanto ao</p><p>abastecimento de água quanto à geração de energia elétrica, foram construídas, tais como: Lages</p><p>(1907), Ingá (1916), Jaguari (1917), Ilha dos Pombos (1924), Alberto Torres (1924), Rasgão</p><p>(1925), Cubatão (1926), Paraguaçu (1930), Pedro Beicht (1932), Gafanhoto (1946), Areal</p><p>(1949), Macabu (1950) e Santa Cecília (1953).</p><p>Segundo KUPERMAN (2005), até meados da década de 1980, a construção de barragens</p><p>brasileiras de concreto empregava a metodologia do concreto convencional, ou seja, com</p><p>trabalhabilidade e consistência adequadas e adensamento por meio de vibradores de imersão.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>47</p><p>4.3 MATERIAIS</p><p>4.3.1 Cimentos</p><p>É possível utilizar todos os tipos de cimentos para a produção dos concretos massa de</p><p>barragens. No entanto, em virtude da evolução das temperaturas do material, os cimentos devem</p><p>ser submetidos a uma série de ensaios físico-químicos, incluindo a determinação do calor de</p><p>hidratação e dos álcalis solúveis em água.</p><p>Segundo a ABCP (2002), os cimentos Portland do tipo pozolânico (CP IV) e os cimentos</p><p>de escória de alto forno (CP III) apresentam menor calor de hidratação, sendo preferíveis para a</p><p>produção do concreto massa.</p><p>Cimentos Portland, que contêm relativamente mais C3A (aluminato tricálcico) e C3S</p><p>(silicato tricálcido) apresentam maior calor de hidratação do que os cimentos mais grossos, com</p><p>menos C3S e C3A (MEHTA e MONTEIRO, 1994).</p><p>A prática brasileira de construção de barragens contempla a substituição parcial de</p><p>cimento por material pozolânico, adicionado diretamente à betoneira da central de concretagem.</p><p>Esse procedimento somente é tecnicamente viável quando há controle rigoroso dos materiais</p><p>utilizados e da mistura dos mesmos, caso contrário, a qualidade do produto final pode ficar</p><p>comprometida (KUPERMAN, 2005).</p><p>4.3.2 Agregados</p><p>A quantidade de agregados do concreto massa pode chegar a aproximadamente 90% do</p><p>volume total. Devido ao grande volume desses materiais, deve-se realizar ensaios de controle de</p><p>qualidade.</p><p>Para agregados graúdos, utilizam-se faixas granulométricas diferentes das indicadas na</p><p>NBR 7211, com as seguintes dimensões máximas características: 19 mm, 38 mm, 76 mm e 152</p><p>mm. Na prática, a utilização das dimensões máximas 25 mm, 50 mm e 100 mm apresenta-se</p><p>vantajosa economicamente. Isso se justifica porque o consumo de cimento diminui à medida que</p><p>aumentam as dimensões dos agregados, devido à redução de vazios entre as partículas.</p><p>KUPERMAN (2005) relata que duas características são relevantes para agregados</p><p>graúdos de barragens: possuir adequada massa específica (em média 2,65 t/m³) e baixa absorção</p><p>de água (menor que 0,5%). A primeira está relacionada à estabilidade de estruturas tipo</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>48</p><p>gravidade e influi diretamente no perfil da barragem e no volume de concreto; a segunda influi</p><p>no controle da água da mistura e no consumo de cimento.</p><p>Os agregados miúdos seguem as indicações da norma brasileira. Na prática, as</p><p>composições granulométricas que resultem em concretos com menores consumos de cimento</p><p>possíveis são preferíveis.</p><p>A reação álcali-agregado deve ser considerada quando da adição de agregados em</p><p>concreto massa de barragens. Para neutralizar a reação é recomendada adição de materiais</p><p>pozolânicos ao concreto.</p><p>Na prática, têm sido economicamente benéficas misturas entre os agregados naturais</p><p>disponíveis no local e os artificiais obtidos da britagem de rochas das escavações ou de</p><p>pedreiras, tanto para agregados miúdos quanto para graúdos.</p><p>4.3.3 Adições</p><p>As adições mais utilizadas nos concretos massa têm sido os materiais pozolânicos como</p><p>as cinzas-volantes, pozolanas artificiais (argila calcinada moída), escórias de alto-forno moídas,</p><p>metacaulim e sílica ativa. A quantidade de adição varia muito em função de estudos sócio-</p><p>econômicos que levam em consideração as características finais do concreto, o percentual mínio</p><p>para neutralizar as reações álcali-agregado, o percentual de substituição ideal de cimento e o</p><p>custo do material colocado na obra.</p><p>4.3.4 Aditivos</p><p>Os aditivos mais utilizados em concretos massa são os incorporadores de ar, plastificantes</p><p>e redutores de água e os retardadores de pega. Devido ao lançamento do concreto massa por</p><p>meio de bombeamento, os superplastificantes e os polifuncionais passaram a ser empregados na</p><p>mistura.</p><p>Com teores de cimento tão reduzidos como 100 kg/m³, é essencial usar um fator</p><p>água/cimento baixo, para obter a resistência à compressão projetada para um ano (na faixa de 13</p><p>a 17 MPa), que é normalmente especificada para o concreto no interior de grandes estruturas de</p><p>gravidade. Aproximadamente 4 a 8% de ar são rotineiramente incorporados ao concreto, com a</p><p>finalidade de reduzir o teor de água, mantendo a trabalhabilidade. Os aditivos redutores de água</p><p>estão sendo cada vez mais usados, simultaneamente, com a mesma finalidade. Enquanto as</p><p>pozolanas são usadas primeiramente como uma substituição parcial do cimento Portland, com o</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>49</p><p>objetivo de reduzir o calor de hidratação, a maioria das cinzas volantes, quando usadas como</p><p>pozolanas, têm a capacidade de melhorar a trabalhabilidade do concreto e reduzir o teor de água</p><p>de 5 a 8% (MEHTA e MONTEIRO, 1994).</p><p>O emprego de aditivos sofre influência da variação da temperatura ambiente e, por isso,</p><p>deve haver ensaios contínuos em campo, para adaptá-los às condições ambientais locais.</p><p>4.4 TRANSPORTE</p><p>O transporte do concreto massa desde a central até o local de lançamento pode ser</p><p>realizado segundo diversas maneiras. KUPERMAN (2005) aponta o transporte por caçambas na</p><p>usina de Ilha Solteira, por caminhão com descarga traseira (“dumpcrete”) na usina de Lajeado e</p><p>transporte por caçambas de monovia na usina de Itaipu.</p><p>O tempo do transporte do concreto massa é limitado a 45 minutos para que não ocorra</p><p>aumento da temperatura do concreto no interior do equipamento de transporte e lançamento, não</p><p>haja perda de trabalhabilidade e não sejam afetadas as características do material.</p><p>4.5 LANÇAMENTO E ADENSAMENTO</p><p>Para os concretos massa sem aditivo retardador de pega devem ser seguidos</p><p>os seguintes</p><p>intervalos de tempo: lançamento no máximo 15 minutos após o início da mistura; espalhamento</p><p>no máximo 15 minutos após o lançamento e compactação 15 minutos após o espalhamento.</p><p>O adensamento do concreto massa é executado por vibradores de imersão, devendo</p><p>realizar correta vibração na área de contato entre duas camadas sobrepostas, fato que assegura</p><p>melhor qualidade do concreto.</p><p>4.6 CURA</p><p>O processo de cura deve ser realizado com água por meio de sistemas como: piscinas de</p><p>água nas superfícies horizontais, uso de espargidores, tubos perfurados, neblina de água,</p><p>vaporizadores e revestimento com material saturado que retenha umidade (areia, sacos de</p><p>aniagem, geotêxteis, etc.). O processo de cura por vaporizadores cria uma névoa sobre o</p><p>concreto recém-lançado. Para garantir uma boa qualidade do concreto, a cura deve ser iniciada o</p><p>mais cedo possível e prolongada ao máximo esse período.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>50</p><p>4.7 CONTROLE DO AUMENTO DA TEMPERATURA NOS CONCRETOS MASSA</p><p>Duas práticas de construção são usadas no controle do aumento da temperatura em</p><p>estruturas de concreto de grande volume: a pré-refrigeração ou pré-resfriamento e a pós-</p><p>refrigeração ou pós-resfriamento.</p><p>A pré-refrigeração consiste na refrigeração dos agregados graúdos, uso de água gelada e</p><p>gelo na fabricação do concreto. Caso necessário, pode-se ainda utilizar o resfriamento do</p><p>concreto pronto por meio de nitrogênio líquido. De modo geral, quanto mais baixa a temperatura</p><p>do concreto ao passar da fase plástica para a fase elástica, menor a tendência de fissuração. Um</p><p>dos principais benefícios da pré-refrigeração do concreto massa é a possibilidade de redução de</p><p>cerca de 0,3% no consumo de cimento para cada grau centígrado de redução da temperatura de</p><p>lançamento do concreto. O primeiro uso de pré-refrigeração dos materiais do concreto para</p><p>reduzir a temperatura do concreto massa foi feito durante a construção da barragem de Norfork,</p><p>na década de 40. Uma parte da água de amassamento sob a forma de gelo foi introduzida no</p><p>concreto atingindo a temperatura de aproximadamente 6°C no estado fresco. Mais tarde,</p><p>combinações de gelo picado, água de amassamento gelada e agregados resfriados foram</p><p>utilizados na construção de diversas barragens do tipo gravidade (60 a 150 m de altura), para</p><p>obter temperaturas de lançamento da ordem de 4,5°C. No Brasil, a prática de pré-refrigeração foi</p><p>utilizada nas Usinas de Ilha Solteira (7°C), Água Vermelha (7°C), Capivara (10°C), São Simão</p><p>(15°C), Itaipu (7°C), Tucuruí (12°C), Porto Primavera (11°C), Lajeado (18°C), Peixe Angical</p><p>(16°C), entre outras.</p><p>A pós-refrigeração é efetuada pela passagem de água gelada ou ar frio em tubulações</p><p>deixadas embutidas no concreto. O primeiro maior uso da pós-refrigeração do concreto em obra</p><p>foi na construção da barragem de Hoover, nos anos30. A pós-refrigeração teve como objetivo</p><p>contrair os pilares de concreto que compunham a barragem a um volume estável, além de</p><p>controlar o aumento de temperatura. O resfriamento foi conseguido com a circulação de água fria</p><p>em tubos de aço com paredes finas mergulhados no concreto.</p><p>4.8 APLICAÇÕES DO CONCRETO MASSA</p><p>A primeira das grandes barragens do mundo, Hoover, inaugurada na era das Barragens</p><p>utilizou cimento Portland ASTM Tipo IV, de baixo calor de hidratação (teor de cimento de 233</p><p>kg/m³). A barragem de Hoover (1935), nos Estados Unidos, possui 2,4 milhões de metros</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>51</p><p>cúbicos de concreto e foi pós-resfriado pela circulação de água gelada através de tubos</p><p>embutidos. A Figura 14 mostra a Barragem de Hoover.</p><p>Figura 14 - Barragem de Hoover.</p><p>Situada no rio Paraná, a usina hidrelétrica Ilha Solteira é composta de estruturas de</p><p>concreto e barragens de terra e terra-enrocamento. Com 3.230.000 kW de potência final, altura</p><p>máxima de 74 m e comprimento de crista de 5605 m, a Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira possui</p><p>um volume de concreto de 3.686.500 m³. Iniciada em maio de 1965, a construção de Ilha Solteira</p><p>representou um grande desafio para seus empreendedores, dados os inúmeros problemas</p><p>operacionais e tecnológicos determinados pelo projeto e pelas dimensões da obra. Foi em Ilha</p><p>Solteira que a engenharia nacional incorporou experiência e tecnologias que hoje continuam a</p><p>ser usadas e desenvolvidas nas obras de grande porte, a começar pelo planejamento acurado da</p><p>infra-estrutura de logística e canteiro, que permitiram a quebra de vários recordes de produção.</p><p>Particularmente se destacam a refrigeração do concreto, que permite a concretagem contínua de</p><p>grandes volumes com economia de cimento, a produção seriada de pré-moldados e vários outros</p><p>aspectos. A Figura 15 mostra a vista aérea da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>52</p><p>Figura 15 - Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira.</p><p>5. CONCRETO COMPACTADO COM ROLO</p><p>5.1 INTRODUÇÃO</p><p>5.1.1 Concreto Compactado com Rolo para Pavimentos</p><p>Trata-se de um concreto de consistência seca, aplicado por espalhamento manual ou</p><p>mecânico (espalhador, motoniveladora ou pá carregadeira) e compactado com rolo vibratório</p><p>(Figura 16) liso, equipamentos usuais de pavimentação.</p><p>Figura 16 - Compactação da base de CCR.</p><p>O concreto compactado com rolo é empregado em sub-base de concreto para a</p><p>construção de pavimentos rígidos de estradas de rodagem.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>53</p><p>A Figura 17 mostra o espalhamento do CCR com motoniveladora e a Figura 18 apresenta</p><p>o espalhamento do CCR com vibroacabadora de asfalto.</p><p>Figura 17 – Espalhamento do concreto compactado com rolo com motoniveladora.</p><p>Figura 18 – Espalhamento do concreto compactado com rolo com vibroacabadora de asfalto.</p><p>5.1.2 Concreto Compactado com Rolo para Barragens</p><p>O conceito do concreto compactado com rolo (CCR) é de um concreto de consistência</p><p>seca que, no estado fresco pode ser produzido, transportado, espalhado e compactado por meio</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>54</p><p>de equipamentos usualmente empregados em serviços de terraplenagem (KUPERMAN, 2005).</p><p>Deve ainda satisfazer as especificações de projeto do concreto massa convencional.</p><p>Devido à sua consistência seca possibilita que camadas de concreto possam ser lançadas</p><p>imediatamente após o adensamento da camada anterior, gerando rapidez e economia na</p><p>construção.</p><p>Em projetos e construções de barragens de concreto, é reconhecida a importância da</p><p>elevação da temperatura do concreto devido ao calor de hidratação e à subsequente retração e</p><p>fissuração que ocorre no resfriamento. A fissuração de origem térmica pode ser uma das</p><p>responsáveis pelo comprometimento da estanqueidade e estabilidade estrutural da barragem.</p><p>A metodologia convencional de construção de barragens de concreto adota normalmente</p><p>a divisão da estrutura em blocos, com juntas construtivas e de contração transversais e</p><p>longitudinais, concretados em camadas espessas, da ordem de 2,50 m, lançadas em intervalos de</p><p>tempo relativamente grandes, de 7 a 15 dias, e adensadas por vibradores de imersão. Utilizando-</p><p>se a técnica de concreto compactado com rolo, o lançamento é feito em camadas extensas ao</p><p>longo da seção longitudinal da barragem e com pequena espessura (30 a 100 cm), em intervalos</p><p>de tempo menores. Este tipo de construção combina a menor seção transversal das barragens de</p><p>concreto com elevadas velocidades de lançamento das barragens de terra ou enrocamento.</p><p>O desenvolvimento desta metodologia é resultante da necessidade de se projetar</p><p>barragens de concreto que possam ser construídas de forma mais rápida e econômica, em relação</p><p>àquelas construídas pelos</p><p>métodos convencionais, mantendo-se os requisitos de projeto como</p><p>integridade, estanqueidade, durabilidade.</p><p>A utilização do concreto compactado com rolo mostra-se vantajosa por diversas razões:</p><p>• baixo consumo de cimento, pois pode ser usado concreto muito mais magro;</p><p>• custo com fôrmas é menor devido ao método de lançamento das camadas;</p><p>• o aumento de temperatura é pequeno, o que torna desnecessário o uso de tubos de</p><p>resfriamento;</p><p>• custo de transporte é pequeno, pois utiliza caminhões basculantes;</p><p>• rapidez na construção;</p><p>Dois fatores reduzem o incremento de temperatura na estrutura e a susceptibilidade a</p><p>fissuração:</p><p>• consumo de cimento menor, pela necessidade de se utilizar um concreto sem</p><p>abatimento;</p><p>• lançamento do concreto em camadas de pouca espessuras.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>55</p><p>Existem duas metodologias para a construção de barragem em CCR: a metodologia</p><p>tradicional, que consiste na construção da barragem com camadas horizontais, e o método</p><p>rampado, que consiste basicamente no lançamento de camada formando uma rampa.</p><p>O Método Tradicional consiste no lançamento de camadas horizontais de CCR, o que</p><p>resulta em um tempo de exposição da camada anterior de pelo menos 12 horas até a sua</p><p>cobertura pela camada subseqüente. Com esta exposição, torna-se necessário a aplicação</p><p>sistemática da argamassa de ligação e, em alguns casos, até tratamento da junta, de modo a</p><p>garantir a monoliticidade e estanqueidade entre as camadas sucessivas (BATISTA et al., 2002).</p><p>A Figura 19 apresenta o método tradicional que consiste no lançamento de camadas horizontais.</p><p>Figura 19 – Ilustração do Método Tradicional (BATISTA et al., 2002).</p><p>O Método Rampado consiste em executar camadas de CCR em rampa com altura</p><p>variável entre 1,80 a 3,00 m, com sub-camadas de 30 a 35 cm de altura. As sub-camadas são</p><p>conseqüentemente executadas em rampa cuja declividade pode variar de 7 a 10%, o que resulta</p><p>em uma superfície de exposição reduzida, possibilitando assim a cobertura completa da frente de</p><p>concretagem em no máximo 4 horas, tornando desnecessária a aplicação da argamassa de ligação</p><p>entre sub-camadas, sendo necessário a aplicação da argamassa de ligação somente no trecho da</p><p>camada rampada em contato com a camada anterior de 2,0 m, conforme mostra a Figura 20</p><p>(BATISTA et al., 2002).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>56</p><p>Figura 20 – Ilustração do Método Rampado (BATISTA et al., 2002).</p><p>5.2 DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DAS BARRAGENS EM CCR</p><p>O concreto compactado com rolo foi utilizado primeiramente em 1960 no núcleo da</p><p>ensecadeira da barragem de Shihmen, Taiwan (ANDRIOLO, 1998).</p><p>Em 1964 foi concluída na Lombardia, Itália, a barragem de Alpe Gera, com 174 m de</p><p>altura e 1.700.000 m³ de concreto. Também na Itália, na Província de Bolzano, foi construída</p><p>entre 1962 e 1970 a barragem de Quaira della Miniera, com 83 m de altura e 610.000 m3 de</p><p>concreto (VISENTINI, 1995).</p><p>Entre 1974 e 1982, volume superior a 2 milhões de metros cúbicos de concreto</p><p>compactado com rolo foi empregado na barragem de Tarbela, Paquistão, inicialmente para</p><p>substituição de uma parede de proteção em enrocamento destruída após o colapso de um túnel</p><p>durante o primeiro enchimento do reservatório, e, posteriormente, em reparos na bacia de</p><p>dissipação, ensecadeiras e vertedouro (INOUE, 1990; ANDRIOLO, 1998).</p><p>No Japão, os primeiros projetos foram as barragens de Shimajigawa, com 89 m de altura,</p><p>a primeira barragem do mundo construída sob todos os preceitos do CCR, concluída em 1980 e</p><p>Ohkawa, iniciada em 1979. A barragem de Myagase foi a primeira construída com altura</p><p>superior a 150 metros, em 1991.</p><p>A viabilidade deste processo construtivo foi confirmada em 1982, com a barragem de</p><p>Willow Creek no Oregon, Estados Unidos, com 52 m de altura e 330.000 m³ de concreto,</p><p>executada em 5 meses.</p><p>Em 1986 foi concluída a barragem de Kengkou, primeira em CCR na Província de</p><p>Fujian, China, com 56,8 m de altura. A barragem de Puding com 75 m de altura, combina os</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>57</p><p>critérios de barragem em arco com a metodologia do concreto compactado com rolo</p><p>(CHENGQIAN, 1995).</p><p>Até a década de 1980, a construção de barragens brasileiras de concreto empregava a</p><p>metodologia do concreto convencional. Desde 1976, o Brasil vinha testando o emprego do</p><p>concreto compactado com rolo em várias barragens.</p><p>No início dos anos 80, os projetistas brasileiros consideravam o CCR como uma boa</p><p>alternativa para a construção de barragens. Inicialmente o processo construtivo utilizando o CCR</p><p>era comparado apenas com as alternativas de concreto massa tradicional, passando</p><p>paulatinamente, a ser enfocada também para os casos onde a solução original seria barragens de</p><p>enrocamento com face de concreto ou barragens de terra.</p><p>No Brasil, a primeira aplicação do concreto compactado com rolo foi efetuada em 1976</p><p>para a construção de piso nas instalações industriais do canteiro de obras da barragem de Itaipu.</p><p>Em 1976, nesta mesma obra, foram empregados 26.000 m³ de CCR na construção de uma rampa</p><p>de acesso para as estruturas de desvio.</p><p>Em 1986, a barragem para irrigação de Saco de Nova Olinda, Paraíba, com 56 m de</p><p>altura, 138.000 m³ de concreto, concluída em 110 dias em 1986, foi a primeira obra inteiramente</p><p>de CCR projetada e construída na América Latina.</p><p>Em 1996, foi concluída no rio Jordão, Estado do Paraná, a barragem da Derivação do Rio</p><p>Jordão, com altura máxima de 95 m e 570.000 m³ de CCR, a mais alta deste tipo no Brasil.</p><p>Também foi concluída em 1998 a barragem da Usina Hidrelétrica de Salto Caxias, com 67 m de</p><p>altura e 945.000 m³ de CCR, a de maior volume de CCR do país. Em ambas, foram colocados</p><p>instrumentos que permitissem o acompanhamento e avaliação de seu comportamento durante</p><p>construção e ao longo da sua operação.</p><p>A ocorrência de barragens utilizando concreto rolo é de cerca de 350 construídas no</p><p>mundo das quais cerca de 50 encontram-se no Brasil.</p><p>A tecnologia do concreto compactado com rolo tem sido empregada na construção de</p><p>barragens ao redor do mundo, tanto em locais com clima ártico como tropical, sujeitos às</p><p>variações sazonais de temperatura correspondentes. As barragens têm por finalidade a geração de</p><p>energia, controle de cheias, irrigação, navegação, controle de poluentes, recreação,</p><p>abastecimento de água, etc., tendo como ponto comum a busca de um processo de construção</p><p>simples e contínuo e mais econômico que as construções convencionais.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>58</p><p>5.3 MATERIAIS</p><p>5.3.1 Cimento</p><p>O cimento a ser utilizado em CCR para barragens deve ser escolhido com base na</p><p>geração de calor, no ganho de resistência, na compatibilidade com os agregados quanto à reação</p><p>álcali-agregado e principalmente na disponibilidade deste material próximo à obra.</p><p>Todos os tipos de cimento Portland podem ser utilizados em concretos compactados com</p><p>rolo para pavimentos, desde que sejam atendidas à NBR 5732 (cimento comum), NBR 11578</p><p>(cimento composto), NBR 5735 (cimento de altoforno), NBR 5736 (cimento pozolânico), ou</p><p>NBR 5733 (cimento de alta resistência inicial).</p><p>5.3.2 Agregados</p><p>A escolha e o controle da granulometria dos agregados são de extrema importância</p><p>devido à repercussão nas variações da uniformidade do CCR pra barragens, pois o agregado é</p><p>responsável por cerca de 80 a 85% da composição da massa desses concretos. Estudos mostram</p><p>que há uma preferência em se utilizar diâmetros dos agregados variando entre 50 mm < Dmáx <</p><p>63 mm, sendo que para Dmáx superior a 63 mm há uma segregação sistemática, sem vantagem</p><p>econômica e quando utilizado CCR com Dmáx inferior a 50 mm há um aumento da demanda de</p><p>agregado miúdo (areia) o que</p><p>3.9 Lançamento ...................................................................................................................41</p><p>3.10 Cura ...............................................................................................................................41</p><p>3.11 Aplicações do Concreto Auto-Adensável .....................................................................42</p><p>4. CONCRETO MASSA.........................................................................................................45</p><p>4.1 Introdução......................................................................................................................45</p><p>4.2 Desenvolvimento Histórico...........................................................................................46</p><p>4.3 Materiais........................................................................................................................47</p><p>4.3.1 Cimentos................................................................................................................47</p><p>4.3.2 Agregados..............................................................................................................47</p><p>4.3.3 Adições..................................................................................................................48</p><p>4.3.4 Aditivos .................................................................................................................48</p><p>4.4 Transporte......................................................................................................................49</p><p>4.5 Lançamento e Adensamento .........................................................................................49</p><p>4.6 Cura ...............................................................................................................................49</p><p>4.7 Controle do Aumento da Temperatura nos Concretos Massa.......................................50</p><p>4.8 Aplicações do Concreto Massa .....................................................................................50</p><p>5. CONCRETO COMPACTADO COM ROLO..................................................................52</p><p>5.1 Introdução......................................................................................................................52</p><p>5.1.1 Concreto Compactado com Rolo para Pavimentos...............................................52</p><p>5.1.2 Concreto Compactado com Rolo para Barragens .................................................53</p><p>5.2 Desenvolvimento Histórico das Barragens em CCR ....................................................56</p><p>5.3 Materiais........................................................................................................................58</p><p>5.3.1 Cimento .................................................................................................................58</p><p>5.3.2 Agregados..............................................................................................................58</p><p>5.3.3 Aditivo...................................................................................................................58</p><p>5.4 Mistura, Transporte, Lançamento, Adensamento e Cura..............................................59</p><p>5.5 Aplicações do Concreto Compactado com Rolo em Barragens ...................................62</p><p>5.5.1 Usina Hidrelétrica Itaipu .......................................................................................62</p><p>5.5.2 Usina Hidrelétrica de Salto Caxias........................................................................62</p><p>5.5.3 Barragem em Arco Shimenzhi, China...................................................................63</p><p>6. CONCRETO ESTRUTURAL LEVE ...............................................................................64</p><p>6.1 Introdução......................................................................................................................64</p><p>6.2 Definição .......................................................................................................................64</p><p>6.3 Desenvolvimento Histórico...........................................................................................65</p><p>6.4 Agregados Leves ...........................................................................................................66</p><p>6.5 Estrutura Interna............................................................................................................69</p><p>6.6 Dosagem........................................................................................................................69</p><p>6.7 Produção dos Concretos Leves Estruturais ...................................................................70</p><p>6.7.1 Transporte..............................................................................................................70</p><p>6.7.2 Lançamento ...........................................................................................................70</p><p>6.7.3 Adensamento.........................................................................................................71</p><p>6.7.4 Cura .......................................................................................................................71</p><p>6.8 Trabalhabilidade dos Concretos Leves no Estado Fresco.............................................72</p><p>6.9 Propriedades dos Concretos Leves no Estado Endurecido ...........................................72</p><p>6.9.1 Resistência à Compressão e Massa Específica .....................................................72</p><p>6.9.2 Resistência à Tração..............................................................................................73</p><p>6.9.3 Durabilidade ..........................................................................................................73</p><p>6.10 Aplicações dos Concretos Leves...................................................................................74</p><p>7. CONCRETO PESADO ......................................................................................................77</p><p>7.1 Definição .......................................................................................................................77</p><p>7.2 Materiais Componentes.................................................................................................78</p><p>7.2.1 Cimento .................................................................................................................78</p><p>7.2.2 Água de Amassamento..........................................................................................79</p><p>7.2.3 Agregados..............................................................................................................79</p><p>7.2.4 Aditivos .................................................................................................................80</p><p>7.3 Propriedades Importantes dos Concretos Pesados ........................................................80</p><p>8. CONCRETO COM RESÍDUOS .......................................................................................81</p><p>8.1 Introdução......................................................................................................................81</p><p>8.2 Resíduos de Construção e Demolição (RCD) – entulho ...............................................82</p><p>8.3 Classificações dos Resíduos da Construção Civil.........................................................83</p><p>8.4 Aplicações dos Materiais Provenientes da Reciclagem de Entulhos ............................85</p><p>8.5 Formas de Adição do Entulho em Argamassas e Concretos.........................................87</p><p>8.6 Dificuldades no Emprego dos Agregados de RCD Reciclados em Concretos .............88</p><p>8.6.1 Pouca eficiência na triagem da fração mineral do RCD .......................................88</p><p>8.6.2 Variabilidade intrínseca dos agregados de RCD reciclados..................................89</p><p>8.6.3 Insuficiência dos métodos de controle de qualidade.............................................90</p><p>onera a mistura. O uso de finos na mistura do concreto compactado</p><p>com rolo mostra-se vantajoso por preencher os vazios, reduzir a permeabilidade da mistura,</p><p>aumentar a coesão no estado fresco e melhorar as características no estado endurecido. É</p><p>importante a utilização de finos, sejam eles originários de material pulverulento existentes nos</p><p>agregados graúdos, material pulverizado artificialmente, materiais pozolânicos, escórias de alto-</p><p>forno moída e eventualmente, silte.</p><p>Em CCR para pavimentos, os agregados miúdo e graúdo deverão obedecer aos limites</p><p>físicos da NBR 7211, com a dimensão máxima característica do graúdo igual a 38 mm.</p><p>5.3.3 Aditivo</p><p>Em geral, o aditivo mais utilizado no concreto compactado com rolo para barragens é o</p><p>retardador de pega. Sua finalidade é manter uma camada em estado adequado para receber o</p><p>lançamento da camada superior, possibilitando assim uma boa aderência entre ambas. Algumas</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>59</p><p>obras vêm utilizando também aditivos polifuncionais no CCR com o objetivo de aumentar o</p><p>tempo de início de pega e melhorar sua consistência.</p><p>5.4 MISTURA, TRANSPORTE, LANÇAMENTO, ADENSAMENTO E CURA</p><p>Na maioria das barragens brasileiras, a mistura é realizada em betoneiras de eixo</p><p>inclinado ou em misturadores contínuos. O transporte é executado por caminhões basculantes de</p><p>capacidade de 4 a 6 m³ ou ainda de 12 m³. Outra possibilidade muito empregada é a utilização</p><p>intensiva de correias transportadoras. A Figura 21 mostra o transporte de CCR por correia</p><p>transportadora.</p><p>Figura 21 – Transporte de CCR.</p><p>O espalhamento do concreto rolado é executado por trator de lâminas, que pode espalhar</p><p>cerca de 100m³/h de concreto, considerando um trator de 15 t. As Figura 22 e Figura 23 mostram</p><p>o lançamento do CCR.</p><p>Figura 22 – Lançamento e compactação do concreto compactado com rolo (Batista et al., 2002).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>60</p><p>Figura 23 – Lançamento do CCR na Usina Hidrelétrica de Lajeado (Batista et al., 2002).</p><p>O adensamento é realizado por meio de sucessivas passagens de rolo vibratório sobre a</p><p>superfície do concreto já espalhado, conforme ilustrado na Figura 24. Esse processo depende</p><p>muito da altura da camada e da consistência do concreto. No Brasil, a altura da camada usual é</p><p>de 0,30 m.</p><p>Figura 24 – Instrumento de compactação de CCR.</p><p>O processo de cura segue os mesmos sistemas do concreto massa tais como, cobertura</p><p>com material saturado, nebulizadores, vaporizadores, etc.</p><p>Em todas as etapas, o material deve ter a capacidade de suporte de equipamento pesado,</p><p>sem ferir a produtividade ou gerar segregações. Nota-se ainda, que essas etapas possuem as</p><p>características de um processo totalmente industrial, mecanizado com incidência de mão-de-obra</p><p>baixa.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>61</p><p>A Figura 25 apresenta um exemplo de lançamento típico pelo método tradicional de</p><p>camadas horizontais com formas das faces de montante e jusante executados na solução</p><p>temporariamente fixas e manuseadas por empilhadeiras ou guindaste leves, sendo os paramentos</p><p>de montante e jusante em concreto convencional.</p><p>Figura 25 – Esquema de lançamento de concreto compactado com rolo em barragens.</p><p>(MARQUES FILHO, 2005).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>62</p><p>5.5 APLICAÇÕES DO CONCRETO COMPACTADO COM ROLO EM BARRAGENS</p><p>5.5.1 Usina Hidrelétrica Itaipu</p><p>Situada no rio Paraná, a Usina Hidrelétrica de Itaipu é composta de estruturas de</p><p>concreto, barragens de terra e de enroncamento. Essa usina possui potência instalada de 14000</p><p>MW, comprimento de crista de 7900 m, altura máxima de 196 m e um volume de concreto de</p><p>12.300.000 m³. O início da obras foi em 1975 e o início da geração de energia ocorreu em 1984.</p><p>Para atender aos picos diários (quase 15.000 m³/dia) e mensais (superiores a 300.000 m³/mês),</p><p>foram implantadas: duas centrais de britagem com capacidade no britador primário de 900 t/h,</p><p>cada; seis contrais de concreto, cada uma com capacidade de 180 m³/h; duas centrais de</p><p>refrigeração, onde os agregados eram refrigerados com água gelada e ar frio, além de haver</p><p>produção de gelo em escamas a -5°C em duas fábricas de gelo, cada uma com capacidade de 650</p><p>t/dia. Toda água de mistura do concreto era substituída por gelo em escamas, de tal maneira que</p><p>o concreto saísse das centrais com temperatura máxima de 6°C. O cimento provinha de quatro</p><p>fábricas, três do Brasil e uma do Paraguai. A Figura 26 apresenta a usina Hidrelétrica Itaipu.</p><p>Figura 26 – Usina Hidrelétrica Itaipu.</p><p>5.5.2 Usina Hidrelétrica de Salto Caxias</p><p>A Usina Hidrelétrica Salto Caxias está localizada no rio Iguaçu, Estado do Paraná, a</p><p>cerca de 600 km da capital Curitiba. Com potência instalada de 1.240 MW, possui uma barragem</p><p>a gravidade de concreto compactado com rolo, com 1.100 m de extensão e altura máxima de 67</p><p>m. A estrutura está dividida em blocos com juntas de contração a cada 40 m e juntas</p><p>intermediárias a cada 20 m, parcialmente induzidas. O volume total de 945.600 m³ de concreto</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>63</p><p>compactado com rolo foi lançado, em camadas de 30 cm de altura, ao longo de um período de 28</p><p>meses. A média mensal de concretagem na barragem foi de 33.800 m³, com um máximo de</p><p>70.000 m³ em abril de 1997. A Figura 27 mostra uma vista aérea da barragem de Salto Caxias.</p><p>Figura 27 – Vista de jusante da barragem de Salto Caxias.</p><p>5.5.3 Barragem em Arco Shimenzhi, China</p><p>A barragem em arco Shimenzi, localizada a noroeste da China, é uma barragem em arco</p><p>multicentrado e foi concluída em 2001, com uma altura final de 109 m e comprimento de 220 m.</p><p>É a segunda represa de CCR em arco mais alta do mundo, atrás da represa em Arco de Shapai,</p><p>China. A represa Shimenzhi é uma estrutura muito esbelta com aproximadamente 30 m de</p><p>largura na base e 15 m no centro, exposta a extremas diferenças de temperatura causadas pelo</p><p>clima continental chinês (30ºC no verão e -20ºC no inverno).</p><p>Devido a essa considerável variação de temperatura, a estrutura apresentava potencial</p><p>para surgimento de fissuras da estrutura, sendo o controle da temperatura do CCR, durante a</p><p>construção, um item importante para evitá-las. A parte principal da barragem foi construída com</p><p>CCR, cuja dosagem foi feita com 62 kg/m³ de cimento e 110 kg/m³ de cinza volante.</p><p>Destaca-se que nesta obra o fato de ter sido usado pozolana em adição ao cimento</p><p>Portland já demonstra a preocupação com o efeito térmico e o risco de fissuração, pois, conforme</p><p>PEREIRA e KUPERMANN (2002) a utilização deste tipo de cimento mostrou-se eficiente na</p><p>minimização dos efeitos de geração do calor de hidratação.</p><p>Conforme citam AUFLEGER et al. (2003), para a obra em questão, foi utilizado nas</p><p>faces da barragem, concreto convencional com consumo de 93 kg/m³ de cimento, 110 kg/m³ de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>64</p><p>cinza volante e óxido de magnésio como aditivo para compensar a retração, favorecendo a</p><p>barreira impermeabilizante e também aumentando a resistência ao congelamento.</p><p>6. CONCRETO ESTRUTURAL LEVE</p><p>6.1 INTRODUÇÃO</p><p>A ampla utilização dos concretos leves deve-se principalmente à redução da massa</p><p>específica do concreto, como a redução dos esforços na estrutura das edificações, a economia</p><p>com fôrmas e cimbramento, bem como a diminuição dos custos com transporte e montagens com</p><p>construções pré-fabricadas.</p><p>O concreto leve apresenta elevado consumo de energia dos fornos que produzem os</p><p>agregados leves, em relação ao concreto tradicional. Essa energia adicional, representada por um</p><p>aumento de 60%, pode ser compensada pela</p><p>redução da massa específica do concreto que</p><p>favorece a redução de armadura, do volume total de concreto, da energia utilizada no transporte e</p><p>no processo construtivo.</p><p>As principais aplicações do concreto com agregados leves ocorrem em diversas áreas da</p><p>construção civil, como pontes, plataformas marítimas e edificações pré-fabricadas.</p><p>6.2 DEFINIÇÃO</p><p>Tradicionalmente, os concretos leves são diferenciados dos concretos convencionais pela</p><p>redução da massa específica e alterações das propriedades térmicas. Entretanto essas não são as</p><p>únicas características importantes que justificam a atenção especial aos concretos leves. Além</p><p>das características citadas anteriormente, a utilização de agregados leves ocasiona mudanças</p><p>significativas em outras importantes propriedades dos concretos, como trabalhabilidade,</p><p>resistência mecânica, módulo de deformação, retração e fluência, além da redução da espessura</p><p>da zona de transição entre o agregado e a matriz de cimento (ROSSIGNOLO, 2003).</p><p>Os concretos estruturais leves são caracterizados pela redução da massa específica,</p><p>conseqüência da substituição de parte dos materiais sólidos por ar. Dessa forma, a massa</p><p>específica pode apresenta-se aproximadamente dois terços da massa específica do concreto feito</p><p>com agregados naturais típicos. Podem ser classificados em concreto com agregados leves,</p><p>concreto celular e concreto sem finos.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>65</p><p>Os concretos leves estruturais podem conter somente agregado leve ou uma combinação</p><p>de agregados leves e normais. De modo geral, apresentam massa específica seca abaixo de 2000</p><p>kg/m³ e resistência à compressão aos 28 dias acima de 17 MPa.</p><p>6.3 DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO</p><p>Ao se considerar a relação resistência/peso do concreto, deve-se levar em consideração</p><p>dois parâmetros: redução da massa específica do material ou aumento da resistência. A primeira</p><p>alternativa tem sido aplicada com sucesso nos últimos 70 anos, com o emprego dos concretos</p><p>leves estruturais.</p><p>As primeiras indicações da aplicação dos concretos com agregados leves datam</p><p>aproximadamente 3000 anos (1100 a.C), quando construtores pré-colombianos (atual México)</p><p>utilizaram uma mistura de pedra pome com um ligante à base de cinzas vulcânicas e cal para a</p><p>construção de elementos estruturais.</p><p>Os concretos com agregados leves também foram utilizados pelos romanos, com a</p><p>intenção de reduzir as cargas nas estruturas, combinando aglomerante à base de cal e rochas</p><p>vulcânicas. Uma das principais construções com concreto leve da época romana foi a</p><p>reconstrução do Panteão de Roma, indicada na Figura 28.</p><p>Figura 28 – Vista do Panteão em Roma.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>66</p><p>O início da utilização de concretos de cimento Portland com agregados leves ocorreu</p><p>durante a Primeira Guerra Mundial, com a construção de embarcações com concreto leve,</p><p>utilizando xisto expandido. A resistência a compressão apresentou valores acima de 30 MPa e</p><p>massa específica em torno de 1700 kg/m³.</p><p>Na década de 30, o concreto leve foi utilizado para a construção da pista superior da</p><p>ponte São Francisco (EUA), o que proporcionou significante economia de aço.</p><p>A partir da década de 50, edifícios de múltiplos pavimentos foram executados com</p><p>concreto leve, tais como Austrália Square Tower (Austrália, 1967), Park Regis (Austrália, 1968),</p><p>Standart Bank (África do Sul, 1970) e BMW Building (Alemanha, 1972), ilustrados na Figura</p><p>29.</p><p>Figura 29 – Edifícios de múltiplos pavimentos executados me concreto leve (ROSSIGNOLO, 2003).</p><p>No Brasil, a utilização dos concretos leves teve início em 1970, com a produção de argila</p><p>expandida em forno rotoativo com a finalidade de fornecer agregados leves para a produção de</p><p>elementos pré-fabricados.</p><p>6.4 AGREGADOS LEVES</p><p>Os agregados leves podem ser classificados em naturais ou artificiais. Os naturais,</p><p>compreendidos pelas pedras-pome e as rochas ígneas vulcânicas (pumicita, escória ou tufo), são</p><p>obtidos por meio da extração direta em jazidas, seguida de classificação granulométrica. Os</p><p>agregados leves artificiais são obtidos em processos industriais, como a sinterização e o forno</p><p>rotativo. Como exemplo, têm-se argilas, folhelhos, escórias expandidas, ardósia, diatomita,</p><p>vermiculita, escória de alto forno e cinza volante. No processo de sinterização, os agregados</p><p>apresentam altos valores de absorção de água e formato irregular, necessitando-se assim, de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>67</p><p>britagem. Já no processo de forno rotoativo, os agregados apresentam granulometria variada com</p><p>formato arredondado; além disso, apresentam baixa absorção de água.</p><p>Os agregados leves apresentam valores de massa específica inversamente proporcional ao</p><p>diâmetro. Geralmente, o tamanho nominal máximo do agregado graúdo leve para a produção de</p><p>concretos estruturais deve ser abaixo de 19 mm.</p><p>De acordo com a NM 35/95, os agregados leves utilizados na produção dos concretos</p><p>leves devem apresentar massa unitária no estado seco e solto abaixo de 1120 kg/m³, para</p><p>agregados miúdos e 880 kg/m³, para agregados graúdos. A referida norma apresenta ainda os</p><p>valores mínimos de resistência à compressão dos concretos em função de sua massa específica,</p><p>conforme a Tabela 1 .</p><p>Tabela 1 - Resistência à compressão em função da massa específica para concretos leves (NM 35/95).</p><p>Resistência à compressão</p><p>mínima aos 28 dias (MPa)</p><p>Massa específica máxima</p><p>aos 28 dias (kg/m³)</p><p>28 1840</p><p>21 1760</p><p>17 1680</p><p>A utilização da argila expandida como agregado graúdo, ilustrada na Figura 30, é</p><p>economicamente viável na fabricação de concretos devido à redução da massa especifica que</p><p>estes agregados proporcionam, minimizando os carregamentos atuantes nas estruturas.</p><p>Figura 30 – Argila expandida.</p><p>A argila expandida é o produto obtido por aquecimento de alguns tipos de argila na</p><p>temperatura em torno de 1200 °C. Próximo desta temperatura, uma parte dos constituintes do</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>68</p><p>material se funde gerando uma massa viscosa, enquanto a outra parte se decompõe</p><p>quimicamente liberando gases que são incorporados por esta massa sinterizada, expandindo-a em</p><p>até sete vezes o seu volume inicial. Esses gases, retidos no interior da argila, não podem escapar</p><p>para o seu exterior devido à fase líquida que envolve as partículas da argila. Essa estrutura</p><p>porosa se mantém após o resfriamento, de modo que a massa unitária do material resultante</p><p>torna-se menor do que antes do aquecimento, podendo ser utilizada como agregado graúdo na</p><p>fabricação de concretos leves, com o objetivo de reduzir o peso próprio das estruturas.</p><p>O agregado de argila expandida pode ser produzido pelo tratamento térmico da matéria-</p><p>prima, triturada e classificada granulometricamente, ou moída e pelotizada, feito, geralmente, em</p><p>forno rotativo a gás ou óleo diesel, similar aos usados na fabricação de cimento Portland. Pode,</p><p>também, ser obtido por sinterização contínua. Nesse caso, o material bem umedecido é</p><p>transportado numa esteira, sob queimadores, de modo que o calor atinge gradualmente toda a</p><p>espessura da camada. Os agregados de argila expandida, produzidos pelo processo de</p><p>sinterização contínua possuem massa específica aparente na faixa compreendida entre 650 kg/m³</p><p>e 900 kg/m³ e os produzidos em forno rotativo, entre 300 kg/m³ e 650 kg/m³.</p><p>A Figura 31 apresenta esquema básico da fabricação da argila expandida.</p><p>Figura 31 - Esquema básico da fabricação da argila expandida.</p><p>A granulometria do agregado e o fator água/cimento exercem influência na</p><p>trabalhabilidade dos concretos e devem ser considerados em conjunto, pois quanto menor for a</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais</p><p>e Aplicações</p><p>69</p><p>granulometria do agregado maior será a quantidade de água necessária para envolver os grãos do</p><p>mesmo, formando uma película d’água responsável por uma boa trabalhabilidade .</p><p>A caracterização da microestrutura da argila expandida é importante para a fabricação</p><p>dos concretos, auxiliando na compreensão das reações físico-químicas que ocorrem na sua</p><p>interface com a matriz de cimento. Devido à sua alta porosidade, a argila expandida proporciona</p><p>uma redução da resistência mecânica dos concretos. Por outro lado, uma importante</p><p>característica do agregado leve é a boa aderência entre este e a pasta hidratada de cimento que o</p><p>envolve. Esta aderência ocorre pela textura áspera da superfície do agregado leve, resultando em</p><p>um intertravamento mecânico entre o agregado e a pasta. A aderência também pode ser</p><p>melhorada pela água absorvida pelo agregado no momento da mistura do concreto, que com o</p><p>tempo torna-se disponível para a hidratação do cimento anidro. Parte dessa hidratação ocorre na</p><p>região da interface agregado/matriz, tornando a aderência entre o agregado e a matriz mais</p><p>resistente.</p><p>6.5 ESTRUTURA INTERNA</p><p>Segundo ROSSIGNOLO e AGNESINI (2005), a estrutura interna tem um papel</p><p>importante na resistência mecânica e no módulo de deformação dos agregados leves. Para a</p><p>mesma matéria-prima e processo de fabricação, os agregados com estrutura bastante porosa são</p><p>menos resistentes do que os agregados com estrutura pouco porosa. O tamanho e a distribuição</p><p>dos poros também são decisivos na resistência mecânica dos agregados leves. Para um mesmo</p><p>grau de porosidade, é interessante que haja uma distribuição uniforme de pequenos poros, ao</p><p>invés de poucos poros de grande diâmetro. A redução da porosidade, em algumas áreas</p><p>específicas, também influencia a resistência mecânica do agregado. Pode-se citar como exemplo,</p><p>a argila expandida, em que a camada externa de baixa porosidade aumenta a resistência</p><p>mecânica deste agregado.</p><p>Os valores do módulo de deformação dos agregados leves utilizados em concretos</p><p>estruturais variam de 10 a 18 GPa. Agregados com elevada porosidade são menos resistentes do</p><p>que aqueles com estrutura pouco porosa.</p><p>6.6 DOSAGEM</p><p>Os mesmos procedimentos de dosagem podem ser adotados para os concretos com</p><p>agregados leves. No entanto, alguns fatores devem ser considerados nesse processo:</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>70</p><p>• a necessidade de projetar um concreto com massa específica particular;</p><p>• a absorção de água dos agregados leves;</p><p>• a variação da massa específica do agregado leve em função de sua dimensão;</p><p>• a influência das características dos agregados leves nas propriedades dos concretos.</p><p>De modo geral, os documentos normativos internacionais indicam a utilização de</p><p>consumos de cimento acima de 300 kg/m³ para assegurar mínimos de trabalhabilidade, de</p><p>proteção à armadura e de ancoragem da armadura ao concreto com agregados leves</p><p>(ROSSIGNOLO e AGNESINI, 2005).</p><p>Dosagens otimizadas de concretos leves podem ser obtidas com a utilização conjunta de</p><p>agregado graúdo leve e agregado miúdo tradicional. Isso possibilita o aumento da coesão, a</p><p>redução da segregação e o aumento da resistência à compressão do concreto. No entanto, essa</p><p>combinação ocasiona o aumento da massa específica do concreto.</p><p>6.7 PRODUÇÃO DOS CONCRETOS LEVES ESTRUTURAIS</p><p>6.7.1 Transporte</p><p>É de fundamental importância levar em consideração a tendência de acúmulo de</p><p>agregados leves na superfície do concreto nas etapas de transporte e adensamento. Esse</p><p>fenômeno, conhecido como “flutuação do agregado graúdo”, é conseqüência dos baixos valores</p><p>da massa específica dos agregados e representa o inverso do que ocorre com o concreto normal,</p><p>onde a segregação resulta num excesso de argamassa na superfície. A adição de finos e o</p><p>controle da relação a/c e do teor dos agregados miúdos podem evitar ou reduzir esse efeito.</p><p>6.7.2 Lançamento</p><p>Para o bombeamento do concreto leve, a umidade e a granulometria dos agregados leves</p><p>assumem grande importância, pois a pressão de bombeamento aumenta a absorção de água do</p><p>agregado. O pré-umidecimento do agregado é importante para prevenir a perda brusca de</p><p>trabalhabilidade no estado fresco, que pode provocar o entupimento dos dutos durante o</p><p>lançamento. Recomenda-se, ainda, que o agregado miúdo tenha altos teores de partículas com</p><p>diâmetro inferior a 0,3 mm (EUROLIGHTCON, 2000).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>71</p><p>6.7.3 Adensamento</p><p>Normalmente, podem-se adotar, para os concretos leves, as técnicas usuais de</p><p>adensamento, entretanto esses concretos exigem vibração mais enérgica do que os concretos</p><p>convencionais.</p><p>No caso de vibradores de imersão, os concretos leves exigem tempos maiores de</p><p>vibração, (não devendo exceder 10 segundos) e/ou distâncias menores entre os pontos de</p><p>vibração (o raio da ação dos vibradores é adotado como a metade dos utilizados nos concretos</p><p>tradicionais).</p><p>Outro fator importante no controle da segregação dos concretos leves é a freqüência de</p><p>vibração. Recomenda-se o uso de vibradores com baixa freqüência de vibração.</p><p>A vibração excessiva é um fator normalmente responsável pela sedimentação da</p><p>argamassa mais pesada. Com isso, fica em falta a argamassa na superfície, onde é necessária</p><p>para o acabamento.</p><p>O correto adensamento dos concretos leves mostra-se importante para evitar a formação</p><p>de vazios ao redor do agregado leve, provocado pelo acúmulo de pequenas bolhas de ar expulsas</p><p>do agregado durante o processo de absorção de água.</p><p>6.7.4 Cura</p><p>O processo de cura nos concretos leves não difere do usual nos concretos convencionais,</p><p>devendo-se tomar cuidados especiais com a temperatura do concreto.</p><p>A baixa condutibilidade térmica dos agregados leves eleva mais a temperatura desses</p><p>concretos do que nos convencionais devido ao calor liberado durante o processo de hidratação do</p><p>cimento. Para reduzir esse efeito, deve-se cobrir o concreto com mantas isolantes a fim de se</p><p>evitar a formação de fissuras térmicas, em ambientes de baixa temperatura. Para a cura térmica,</p><p>recomenda-se um período maior de cura ou uma velocidade de elevação de temperatura menor.</p><p>Por outro lado, o agregado leve beneficia o processo de hidratação do cimento, pois</p><p>durante o processo de mistura dos materiais, retém uma parcela de água que será transferida para</p><p>a matriz de cimento ao longo do período de hidratação, garantindo assim, a presença de parte da</p><p>água necessária para as reações químicas desse processo, independentemente do rigor das</p><p>condições ambientais externas. Esse fenômeno, denominado “cura interna”, torna os concretos</p><p>leves menos sensíveis às variações do processo de cura nas idades iniciais.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>72</p><p>6.8 TRABALHABILIDADE DOS CONCRETOS LEVES NO ESTADO FRESCO</p><p>A faixa de variação dos valores para o índice de consistência dos concretos leves,</p><p>normalmente, mostra-se menor do que a utilizada para os concretos convencionais. Os concretos</p><p>leves com altos valores de índice de consistência apresentam grandes possibilidades de</p><p>segregação dos agregados e, por outro lado, concretos leves com baixos valores de índice de</p><p>consistência apresentam dificuldades no adensamento.</p><p>Durante o processo de determinação dos valores do índice de consistência para os</p><p>concretos leves, devem-se considerar os baixos valores da massa específica dos agregados. Isso</p><p>fará com que os concretos leves apresentem valores de abatimento menores do que os obtidos</p><p>para os concretos tradicionais, produzidos nas mesmas condições de dosagem, devido</p><p>essencialmente à diferença dos valores da massa específica dos agregados.</p><p>De acordo com MEHTA e MONTEIRO (1994), a vibração excessiva, os altos valores de</p><p>índice de consistência e</p><p>a baixa coesão são, normalmente, os fatores responsáveis pelo</p><p>surgimento da segregação e da exsudação nos concretos leves, afetando desfavoravelmente, a</p><p>manipulação do material.</p><p>A segregação e a exsudação dos concretos leves podem ser evitados ou minimizados,</p><p>tomando-se alguns cuidados no processo de dosagem, como granulometria adequada dos</p><p>agregados, substituição total ou parcial do agregado miúdo por areia natural e utilização de</p><p>adições minerais.</p><p>6.9 PROPRIEDADES DOS CONCRETOS LEVES NO ESTADO ENDURECIDO</p><p>6.9.1 Resistência à Compressão e Massa Específica</p><p>A resistência à compressão e a massa específica são as propriedades mais utilizadas na</p><p>caracterização dos concretos leves estruturais e estão relacionadas com o tipo e a granulometria</p><p>do agregado leve utilizado. A granulometria dos agregados tem mais influência na massa</p><p>específica e na resistência mecânica dos concretos leves do que nos concretos convencionais,</p><p>uma vez que o valor da massa específica dos agregados leves, como é o caso da argila</p><p>expandida, é inversamente proporcional à sua dimensão.</p><p>Os concretos leves apresentam estabilização dos valores finais de resistência à</p><p>compressão, mais rapidamente do que os concretos tradicionais. Normalmente, aos 7 dias os</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>73</p><p>concretos leves já apresentam 80% da resistência à compressão observada aos 28 dias de idade</p><p>(EUROLIGHTCON, 1998).</p><p>6.9.2 Resistência à Tração</p><p>As principais diferenças entre os concretos leves e os convencionais, com relação à</p><p>propriedade de resistência à tração, podem ser resumidas em (EUROLIGHTCON, 1998):</p><p>• a fratura nos concretos leves ocorre através do agregado e não ao redor do agregado,</p><p>na zona de transição agregado-matriz, como ocorre nos concretos tradicionais;</p><p>• o teor de umidade do concreto que pode ser maior nos concretos leves do que nos</p><p>tradicionais para as mesmas condições de cura e pode causar uma redução</p><p>significativa no valor da resistência à tração;</p><p>• a resistência à tração na flexão nos concretos leves é mais afetada do que a resistência</p><p>à tração na compressão diametral.</p><p>6.9.3 Durabilidade</p><p>A durabilidade dos concretos depende essencialmente da permeabilidade desse material,</p><p>que por sua vez, depende da ocorrência de fissuras internas, ocasionadas principalmente pela</p><p>concentração das tensões devido à diferença dos valores do módulo de deformação dos</p><p>agregados e da matriz do cimento.</p><p>Apesar do concreto leve estrutural apresentar agregados com valores de porosidade acima</p><p>de 50%, isso não significa alta permeabilidade, pois a maioria dos poros não se encontra</p><p>interligados. A permeabilidade do concreto leve estrutural é baixa, e conseqüentemente a</p><p>durabilidade a soluções químicas agressivas é satisfatória.</p><p>Em ambiente marinho, os concretos produzidos com agregados leves e com agregados</p><p>tradicionais apresentam valores semelhantes de difusão de íons cloreto, a qual está relacionada</p><p>com a corrosão da armadura. Assim, a influência do agregado na resistência do concreto leve</p><p>pouco contribui na difusão de íons cloreto.</p><p>Sob as mesmas condições de dosagem, concretos produzidos com agregados leves e</p><p>concretos tradicionais apresentam espessura de carbonatação similar.</p><p>Adições minerais pozolânicas, como a sílica ativa e a argila calcinada, reduzem a</p><p>porosidade da matriz de cimento. Melhoram ainda, a qualidade da interface agregado-pasta, pois</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>74</p><p>aumenta a proteção da armadura à ação dos agentes agressivos, como a carbonatação e os íons</p><p>cloreto.</p><p>6.10 APLICAÇÕES DOS CONCRETOS LEVES</p><p>O uso de concreto com agregado leve em uma estrutura implica, em um custo total mais</p><p>baixo da estrutura. Embora o concreto leve apresente um custo maior que o concreto</p><p>convencional, por metro cúbico, a estrutura pode custar menos, como resultado da redução do</p><p>peso próprio, do menor custo das fundações e de armadura.</p><p>O concreto leve estrutural pode ser aplicado nos mais diferentes setores da construção</p><p>civil, como, por exemplo, nos sistemas construtivos pré-fabricados, plataformas marítimas</p><p>flutuantes, pontes e edificações de múltiplos andares.</p><p>Em plataformas marítimas flutuantes, o concreto leve proporciona melhoria das</p><p>características de flutuação durante o transporte e a utilização. A plataforma petrolífera South</p><p>Arne (Figura 32), construída em 1999 na Dinamarca, de massa específica de 1850 kg/m³,</p><p>representa um exemplo de aplicação do concreto leve.</p><p>Figura 32 – Plataforma South Arne.</p><p>A utilização dos concretos leves na construção de pontes possibilita a redução das</p><p>dimensões dos elementos estruturais e torna possível o aumento dos vãos entre os pilares. Para</p><p>estruturas moldadas in loco, a redução dos custos atinge até 15% do valor da obra. A construção</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>75</p><p>do tabuleiro da ponte São Francisco-Oakland Bay, em 1936, resultou na economia de 3 milhões</p><p>de dólares de aço. Outro exemplo de aplicação trata-se da ponte Stovset (Figura 33), construída</p><p>em 1997 na Noruega, com vão de 220 m.</p><p>Figura 33 – Ponte Stovset.</p><p>A aplicação dos concretos leves em construção de lajes nos edifícios de mútiplos andares</p><p>moldados in loco reduzem o peso próprio da estrutura e aumenta a proteção da propagação de</p><p>incêndio entre os andares. O edifício Library Tower, nos EUA, (Figura 34) com altura de 310 m</p><p>apresentou resistência à compressão de 28 MPa.</p><p>Figura 34 – Edifício Library Tower.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>76</p><p>As principais vantagens da utilização do concreto leve em sistema construtivo pré-</p><p>fabricado são: redução dos custos de transporte por unidade de volume de concreto (valores entre</p><p>20 e 50%); possibilidade de produzir peças com dimensões maiores e redução do tempo de</p><p>montagem das estruturas (entre 25 e 50%). Um exemplo de aplicação é Chateau on the Lake, nos</p><p>EUA, (Figura 35), onde foram utilizados mais de 1800 elementos pré-fabricados, com resistência</p><p>à compressão de 40 MPa e massa específica de 1850 kg/m³.</p><p>Figura 35 – Chateau on the Lake.</p><p>No Brasil, o uso do concreto leve é modesto, com destaque para a produção de materiais</p><p>construtivos pré-fabricados. Dentre as aplicações do concreto estrutural leve está o pavilhão de</p><p>exposições do Anhembi, em São Paulo, ilustrada na Figura 36.</p><p>Figura 36 – Pavilhão de exposições do Anhembi.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>77</p><p>7. CONCRETO PESADO</p><p>7.1 DEFINIÇÃO</p><p>O concreto é um excelente material para a blindagem, pois possui características</p><p>necessárias para ambas as atenuações de raios X e de raios gama, tem propriedades mecânicas</p><p>satisfatórias e tem relativamente baixo custo inicial e de manutenção. A facilidade de construção</p><p>faz também do concreto um material especialmente adequado para a blindagem de radiação.</p><p>Sendo o concreto uma mistura de hidrogênio e de outros núcleos leves e núcleos de</p><p>número atômico mais elevado e podendo ser produzido dentro de uma larga faixa de massas</p><p>específicas, ele é eficiente na absorção de raios gama, na frenagem de nêutrons rápidos e na</p><p>absorção de ressonância e de nêutrons lentos. O hidrogênio e o oxigênio, presentes sob a forma</p><p>química combinada, nos hidratos de cimento, moderam o fluxo de nêutrons satisfatoriamente.</p><p>A blindagem deve conter algum material pesado, como ferro, cuja massa atômica é 56, ou</p><p>elementos de maior número atômico.</p><p>Os concretos pesados são produzidos com o uso de agregados pesados naturais. Enquanto</p><p>que a massa específica dos concretos normais varia de 2300 a 2500 kg/m³, a massa específica</p><p>dos concretos com agregados pesados corresponde cerca de 50% maior e está na faixa de 3360 a</p><p>3840</p><p>kg/m³.</p><p>O concreto pesado é normalmente usado para blindagem biológica nas usinas nucleares,</p><p>nas unidades médicas e nas instalações de testes de pesquisa atômica. Outros materiais podem</p><p>ser utilizados com esta finalidade, mas o concreto é normalmente o mais econômico e tem</p><p>muitas outras vantagens. Paredes maciças de concreto convencional são usadas com a finalidade</p><p>de blindagem. Entretanto, onde o espaço útil é limitado, a redução da espessura de blindagem é</p><p>obtida pelo uso de concreto pesado (MEHTA e MONTEIRO, 1994).</p><p>A primeira usina nuclear brasileira opera com um reator do tipo PWR (água</p><p>pressurizada), que é o mais utilizado no mundo. Desde 1985, quando entrou em operação</p><p>comercial, Angra 1 gera energia suficiente para suprir uma capital como Vitória ou</p><p>Florianópolis, com 1 milhão de habitantes. A usina nuclear Angra 1, apresentada na Figura 37, é</p><p>um exemplo de aplicação do concreto pesado.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>78</p><p>Figura 37 – Usina Nuclear Angra 1.</p><p>O concreto em questão serve como anteparo de radiações de energia elevada, como os</p><p>raios X, raios gama e nêutrons (bombas de cobalto), porque reúne qualidades de absorção de</p><p>radiações com boas características mecânicas e durabilidade.</p><p>A resistência é um importante fator na dosagem de concretos pesados. Em paredes</p><p>maciças de blindagem, o concreto desenvolve resistência à compressão de 14 MPa. Para</p><p>concreto estrutural, a resistência é da ordem de 20 a 35 MPa.</p><p>Os agregados graúdos mais comuns utilizados para a confecção dos concretos pesados</p><p>são barita, magnetita e hematita.</p><p>7.2 MATERIAIS COMPONENTES</p><p>7.2.1 Cimento</p><p>Cimentos de acordo com ASTM C 150, os quais devem ser apropriados para o concreto</p><p>convencional e produzir as propriedades físicas requeridas, são adequados para o uso em</p><p>concretos pesados. Cimentos de baixa alcalinidade devem ser usados quando os constituintes</p><p>reativos álcalis estão presentes em agregados ou um cimento moderado ou de baixo calor. Para</p><p>evitar elevado e rápido calor de hidratação e resultar em fissuras, é aconselhável não usar o tipo</p><p>III de cimento ou aceleradores, a menos que a temperatura do concreto seja controlada por</p><p>sistemas de refrigeração especiais. No entanto, cimentos hidráulicos misturados devem ser</p><p>usados apenas se não houver redução da densidade do concreto abaixo dos limites especificados.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>79</p><p>7.2.2 Água de Amassamento</p><p>A água usada para a produção dos concretos pesados deve seguir exigências do ACI 301</p><p>ou ASTM C 94. Além disso, a água deve ser potável e livre de substâncias como óleo, ácido,</p><p>álcali e matéria orgânica.</p><p>7.2.3 Agregados</p><p>Com exceção dos agregados pesados, apresentados na Tabela 2, de alguns minérios</p><p>hidratados e minerais de boro, os mesmos materiais do concreto convencional podem ser</p><p>utilizados para a confecção do concreto pesado. Rochas naturais adequadas para a produção de</p><p>agregados pesados consistem predominantemente de dois minerais de bário, vários minérios de</p><p>ferro e um de titânio.</p><p>Tabela 2 – Composição e massa específica de agregados pesados (MEHTA e MONTEIRO, 1994).</p><p>Tipo de agregado</p><p>Composição</p><p>química do</p><p>mineral principal</p><p>Massa específica</p><p>do mineral puro</p><p>(kg/m³)</p><p>Massa unitária</p><p>típica (kg/m³)</p><p>Waterita BaCO3 4290 2320</p><p>Barita BaSO4 4500 2560</p><p>Magnetita Fe3O4 5170 2720</p><p>Hematita Fe2O3 4900 – 5300 3040</p><p>Lepidocrocita</p><p>Geotita</p><p>Limonita</p><p>Óxido de ferro</p><p>hidratados contendo</p><p>de 8 a 12% de água</p><p>3400 – 4000 2240</p><p>Ilmenita FeTiO3 4720 2560</p><p>Fosfetos de ferro Fe3P, Fe2P, FeP 5700 – 6500 3680</p><p>Agregados de aço Fe 7800 4480</p><p>Devido ao elevado peso específico das partículas de agregado, deve-se ter cuidados</p><p>especiais na dosagem da mistura. Para isso, é desejável que tanto o agregado miúdo quanto o</p><p>agregado graúdo sejam produzidos com rochas e minerais de alta massa específica, fatores que</p><p>diminuem a segregação do concreto.</p><p>A forma e a textura áspera das partículas dos agregados britados conferem ao concreto</p><p>pesado a característica de ser mais áspero. Para corrigir esse problema, é costume usar areia fina</p><p>em maior proporção do que no concreto convencional e um teor de cimento superior a 360</p><p>kg/m³.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>80</p><p>As massas específicas do concreto contendo agregado de barita, de magnetita ou de</p><p>ilmenita estão na faixa de 3450 a 3760 kg/m³; quando minérios hidratados e minérios de boro</p><p>(que possuem massa específica relativamente baixas) são usados como substituto parcial do</p><p>agregado pesado, a massa específica do concreto pode cair para cerca de 3200 a 3450 kg/m³.</p><p>7.2.4 Aditivos</p><p>Os concretos pesados podem conter aditivos químicos encontrados nas especificações</p><p>ASTM C 494 para tipo A ou D. Tipo F ou G também podem ser usados para melhorar o</p><p>lançamento e reduzir a tendência de segregação. Quando esses tipos são usados, deve-se tomar</p><p>cuidados especiais para assegurar que a mistura não sofrerá adensamento inadequado e as</p><p>partículas do concreto pesado não segregarão.</p><p>7.3 PROPRIEDADES IMPORTANTES DOS CONCRETOS PESADOS</p><p>A trabalhabilidade do concreto fresco pode ser um problema. O concreto pesado pode ser</p><p>bombeado ou lançado por calhas ao longo de pequenas distâncias, apenas por causa da tendência</p><p>à segregação do agregado graúdo. Concretos contendo minérios de bório, tais como colemanita e</p><p>borocalcita, podem estar sujeitos a problemas de retardo de pega e endurecimento, porque esses</p><p>minerais são pouco solúveis e soluções de borato são retardadores da hidratação do cimento.</p><p>A resistência é o fator principal na dosagem de concretos pesados adequados ao uso em</p><p>reatores de concreto protendido (RCP), os quais são câmaras sob pressão, que operam a níveis de</p><p>tensão e temperatura maiores do que as estruturas convencionais e o concreto é submetido a</p><p>consideráveis gradientes térmicos e higrométricos. Em casos como esse, deformações inelásticas</p><p>como a fluência e fissuração térmica devem ser minimizadas pois podem causar microfissuração</p><p>e perda de protensão.</p><p>Concretos de trabalhabilidade normal podem ser dosados com densidades tão elevadas</p><p>com o uso de agregados pesados como minério de ferro, agregados de ferro ou aço, barita.</p><p>Embora cada um desses materiais tenha sua característica própria principal, eles podem ser</p><p>combinados de forma a atenderem os requisitos das normas de qualidade. A seleção do agregado</p><p>depende do seu emprego. No caso de blindagem de radiação, deve-se determinar o traço dos</p><p>elementos com o material que pode se tornar reativo quando submetido à radiação. Para seleção</p><p>dos materiais e proporcionamento dos concretos pesados, as condições necessárias e</p><p>procedimentos usados são similares aos concretos convencionais. Num procedimento de mistura</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>81</p><p>típico, os agregados pesados são misturados primeiramente, seguidos pelo cimento e água, assim</p><p>como no concreto convencional. No entanto, devido à elevada massa específica dos agregados,</p><p>tanto do minério de ferro quanto agregados de aço, deve-se realizar uma vibração mais enérgica</p><p>para evitar a segregação.</p><p>8. CONCRETO COM RESÍDUOS</p><p>8.1 INTRODUÇÃO</p><p>A utilização de resíduos pela indústria da construção civil está se tornando cada vez mais</p><p>importante, com relação ao desenvolvimento de pesquisas referentes ao assunto, a idéia de seu</p><p>uso voltada para melhorar o comportamento de materiais de construção é antiga e intuitiva.</p><p>Segundo ACCETTI e PINHEIRO (2000), o concreto reforçado com resíduos é definido</p><p>como sendo uma substância composta contendo fibras distribuídas aleatoriamente, ou de forma</p><p>orientada e alinhada.</p><p>Para NAAMAN (1985), a primeira patente de concreto reforçado com resíduos, datada de</p><p>1874, pareceu ser</p><p>de A. Berard, da Califórnia, o qual sugeriu a adição de sucata de ferro ao</p><p>concreto, com o intuito de produzir uma espécie de pedra artificial.</p><p>As recentes técnicas de adição de resíduos ao concreto vêm do início dos anos 60, quando</p><p>uma grande variedade de resíduos e de materiais foi introduzida no mercado, o que acontece até</p><p>nossos dias, à medida que são realizadas novas aplicações.</p><p>Conforme TEZUKA (1999), os pioneiros em estudos sistemáticos dirigidos para as</p><p>possíveis aplicações e utilização comercial do concreto acrescentado de resíduos foram os</p><p>Estados Unidos, a partir de 1971, seguidos pelo Reino Unido e Japão.</p><p>Para MEHTA (1998), a situação quanto à utilização de agregados alternativos mudará</p><p>rapidamente, pois as fontes naturais de agregados estão se tornando escassas e os custos</p><p>alternativos para deposição de resíduos começam a ser levados em conta numa análise</p><p>econômica.</p><p>Um processo de pesquisa e desenvolvimento de um novo material a partir de um resíduo,</p><p>que venha a ser fixado como uma alternativa de mercado ambientalmente segura, é uma tarefa</p><p>complexa contendo conhecimentos multidisciplinares. Conforme JOHN (2000), uma</p><p>demonstração da complexidade são os acidentes que já aconteceram em obras civis, como por</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>82</p><p>exemplo: à expansão da escória de aciaria reciclada como agregado na produção de pavimentos e</p><p>concretos.</p><p>Mas não são apenas os novos produtos contendo resíduos que causam problemas na</p><p>construção civil. Para JOHN (1995), as falhas são freqüentes quando se adotam novas</p><p>tecnologias, especialmente pela ausência de uma metodologia de desenvolvimento e avaliação.</p><p>A pesquisa e desenvolvimento de um novo produto contendo resíduos são mais</p><p>complexos que a envolvendo matérias-primas naturais. Ela envolve uma série de conhecimentos</p><p>multidisciplinares de áreas distintas: ciências de materiais, economia, engenharia de produto,</p><p>engenharia de processo, engenharia de estruturas, saúde e meio ambiente.</p><p>CINCOTTO (1988) destacou os seguintes critérios gerais para avaliação dos resíduos</p><p>para uso na construção civil:</p><p>• A quantidade disponível em um local deve ser suficientemente grande para que se</p><p>possa justificar o desenvolvimento de sistemas de manuseio, processamento e</p><p>transporte;</p><p>• As distâncias de transporte envolvidas devem ser competitivas com os materiais</p><p>convencionais;</p><p>• O material não deve ser potencialmente nocivo durante a construção ou</p><p>posteriormente à sua incorporação na estrutura.</p><p>Inclui-se também a proposta de uma classificação dos resíduos, isto é, de acordo com o</p><p>seu potencial de aplicação na construção civil (CINCOTTO, 1988).</p><p>8.2 RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO (RCD) – ENTULHO</p><p>Segundo a Resolução 307 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), os</p><p>resíduos de construção civil são: “os provenientes de construções, reformas, reparos e</p><p>demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de</p><p>terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas,</p><p>colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico,</p><p>vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica etc., comumente chamados de entulhos de obras,</p><p>caliças ou metralha” (BRASIL, 2002).</p><p>Os RCD são caracterizados no relatório elaborado pelo Franklin Associates (1998) como:</p><p>“O resíduo material que é produzido no processo de construção, renovação ou demolição de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>83</p><p>estruturas. As estruturas representam construções de todos os tipos (residencial e não</p><p>residencial), bem como estradas e pontes”.</p><p>8.3 CLASSIFICAÇÕES DOS RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL</p><p>Lima (1999), com o objetivo de normatizar e facilitar o manuseio e processamento dos</p><p>resíduos nas centrais de reciclagem, elaborou uma proposta de classificação do resíduo de</p><p>construção e demolição em seis categorias, como mostrado a seguir:</p><p>Classe 1 - Resíduo de concreto sem impurezas composto predominantemente por</p><p>concreto estrutural, simples ou armado, com teores limitados de alvenaria, argamassa e</p><p>impurezas (gesso, terra, vegetação, vidro, papel etc.);</p><p>Classe 2 - Resíduo de alvenaria sem impurezas, composto predominantemente por</p><p>argamassas, alvenaria e concreto, com presença de outros materiais inertes, como areia e pedra</p><p>britada, com teores limitados de impurezas;</p><p>Classe 3 - Resíduo de alvenaria sem materiais cerâmicos e sem impurezas, composto</p><p>predominantemente por argamassa, concreto e alvenaria de componentes de concreto, com</p><p>presença de outros materiais inertes, como areia, pedra britada, fibrocimento, com teores</p><p>limitados de impurezas;</p><p>Classe 4 - Resíduo de alvenaria com presença de terra e vegetação: composto</p><p>predominantemente pelos mesmos materiais do resíduo da classe 2, mas admitindo a presença de</p><p>terra ou vegetação até uma certa porcentagem, em volume. Um teor de impurezas superior ao das</p><p>classes acima é tolerado;</p><p>Classe 5 - Resíduo composto por terra e vegetação, predominantemente, com teores</p><p>acima do admitido no resíduo da classe 4. Essa categoria de resíduos admite presença de</p><p>argamassa, alvenarias e concretos, e de outros materiais inertes, como areia, pedra britada e</p><p>fibrocimento. Os teores de impurezas são superiores aos das demais classes;</p><p>Classe 6 - Resíduo com predominância de material asfáltico, com limitações para outras</p><p>impurezas, como argamassas, alvenarias, terra, vegetação, gesso, vidros e outros.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>84</p><p>A Resolução 307 de 5 de julho de 2002 do CONAMA – Conselho Nacional do Meio</p><p>Ambiente, classifica os resíduos da construção civil da seguinte forma:</p><p>a) Classe A</p><p>São os resíduos reutilizáveis ou recicláveis com agregados, tais como:</p><p>a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infra-</p><p>estrutura, inclusive solos provenientes de terraplenagem;</p><p>b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos</p><p>(tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e concreto;</p><p>c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos,</p><p>tubos, meio-fios, etc.) produzidas nos canteiros de obra.</p><p>A Figura 38 ilustra resíduos classificados como classe A.</p><p>Figura 38 - Resíduos da classe A.</p><p>b) Classe B</p><p>São os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como: plástico, papel/ papelão,</p><p>metais, vidros e outros.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>85</p><p>c) Classe C</p><p>São os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações</p><p>economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/ recuperação, tais como os produtos</p><p>oriundos do gesso.</p><p>d) Classe D</p><p>São os resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais como: tintas,</p><p>solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de demolições, reformas e reparos</p><p>de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros.</p><p>8.4 APLICAÇÕES DOS MATERIAIS PROVENIENTES DA RECICLAGEM DE</p><p>ENTULHOS</p><p>A seguir são transcritas algumas das aplicações dos materiais originados da reciclagem de</p><p>entulhos e a vantagens específicas de cada uma.</p><p>a) Utilização em pavimentação</p><p>É a forma mais simples de reciclagem do entulho é a sua utilização em pavimentação</p><p>(base, sub-base ou revestimento primário) na forma de brita corrida ou ainda em mistura de</p><p>resíduos com solo.</p><p>Apresenta as seguintes vantagens:</p><p>• É a forma de reciclagem que exige menor utilização de tecnologia ou que implica em</p><p>menor custo no processo;</p><p>• Permite a utilização de todos os componentes minerais do entulho (tijolos,</p><p>argamassas, materiais cerâmicos, areias, pedras etc.), sem a necessidade</p><p>de separação</p><p>de nenhum deles;</p><p>• Economia de energia no processo de moagem do entulho (em relação a sua utilização</p><p>em argamassa), uma vez que, usando-o no concreto, parte do material permanece com</p><p>granulometria graúda;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>86</p><p>• Possibilidade de utilização de uma maior parcela do entulho produzido, como o</p><p>proveniente de demolições e de pequenas obras que não suportam o investimento em</p><p>equipamentos de moagem/trituração;</p><p>• Maior eficiência do resíduo quando adicionado aos solos saprolíticos em relação a</p><p>mesma adição feita com brita.</p><p>b) Utilização como agregado para concreto</p><p>O entulho processado pelas usinas de reciclagem pode ser utilizado como agregado para</p><p>o concreto não estrutural, a partir da substituição dos agregados convencionais (brita e areia).</p><p>Apresenta as seguintes vantagens:</p><p>• Utilização de todos os componentes minerais do entulho (tijolos, argamassas,</p><p>materiais cerâmicos, areias, pedras etc.), sem a necessidade de separação de nenhum</p><p>deles;</p><p>• Economia de energia no processo de moagem do entulho (em relação a sua utilização</p><p>em argamassa), uma vez que, usando-o no concreto, parte do material permanece com</p><p>granulometria graúda;</p><p>• Possibilidade de utilização de uma maior parcela do entulho produzido, como o</p><p>proveniente de demolições e de pequenas obras que não suportam o investimento em</p><p>equipamentos de moagem/trituração;</p><p>• Possibilidade de melhorias no desempenho do concreto em relação aos agregados</p><p>convencionais, quando se utiliza de baixo consumo de cimento.</p><p>c) Utilização como agregado para a confecção de argamassa</p><p>Ao ser processado por equipamentos denominados argamasseiras, que moem o entulho</p><p>na própria obra, em granulometria semelhante a da areia, pode ser utilizado como agregado para</p><p>a argamassa de assentamento e revestimento.</p><p>Apresenta as seguintes vantagens:</p><p>• Utilização do resíduo no local gerador, o que elimina custos com transporte;</p><p>• Efeito pozolâmico apresentado pelo entulho moído;</p><p>• Redução no consumo do cimento e da cal;</p><p>• Ganho na resistência à compressão das argamassas.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>87</p><p>• Outros usos – utilização de concreto reciclado com agregado; cascalhamento de</p><p>estradas; preenchimento de vazios em construções; preenchimento de valas de</p><p>instalações e reforço de aterros.</p><p>O estudo de soluções práticas que apontem para a reutilização do entulho na própria</p><p>construção civil contribui para amenizar o problema urbano dos depósitos clandestinos deste</p><p>material – proporcionando melhorias do ponto de vista ambiental – e introduz no mercado um</p><p>novo material com grande potencial de uso (ZORDAN, 1997).</p><p>8.5 FORMAS DE ADIÇÃO DO ENTULHO EM ARGAMASSAS E CONCRETOS</p><p>O entulho proveniente da construção civil pode ser adicionado aos concretos e</p><p>argamassas de cimento Portland de várias maneiras, abaixo apresentadas:</p><p>Como agregado miúdo para argamassa – o entulho é adicionado em substituição parcial</p><p>ou total ao agregado miúdo natural ou artificial, após tratamento adequado que consiste</p><p>basicamente em britagem e classificação granulométrica. As principais aplicações citadas por</p><p>LEVY (1997) se referem as argamassas de assentamento e revestimento.</p><p>Como agregado miúdo para concreto – idem ao item anterior, porém sem utilização</p><p>expressiva. Contudo, vários estudos têm sido conduzidos para caracterização das propriedades e</p><p>viabilização de aplicações para esta combinação.</p><p>Como agregado graúdo para concreto – o entulho é adicionado em substituição parcial</p><p>ou total ao agregado graúdo natural ou artificial, após tratamento adequado que consiste</p><p>basicamente em britagem e classificação granulométrica. Certamente é a forma de utilização de</p><p>entulho como “agregado para compostos de cimento portland” mais estudada e utilizada. Já é</p><p>empregada em larga escala em concretos sem responsabilidade estrutural, mas pesquisas têm</p><p>sido conduzidas no sentido de viabilizar o emprego deste material em concretos estruturais de</p><p>média resistência, embora a Holanda já o permita.</p><p>Como agregado miúdo e graúdo para concreto – substituição parcial ou total de</p><p>agregados naturais ou artificiais por agregados reciclados de entulho, seguindo as premissas</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>88</p><p>anteriores. Assim como no emprego de agregado miúdo para concretos, esta forma de utilização</p><p>ainda é pouco conhecida e empregada.</p><p>8.6 DIFICULDADES NO EMPREGO DOS AGREGADOS DE RCD RECICLADOS</p><p>EM CONCRETOS</p><p>Apesar da existência de normas técnicas na Dinamarca, Holanda (HENDRIKS, 2000;</p><p>HENDRIKS; JANSSEN, 2001), Alemanha (DIN, 2002), Inglaterra (REID, 2003) e no Brasil</p><p>(ABNT, 2004) que regulamentam o emprego dos agregados de RCD reciclados em concretos,</p><p>existem diversas especificidades que tornam difícil essa utilização, sendo apresentadas a seguir:</p><p>8.6.1 Pouca eficiência na triagem da fração mineral do RCD</p><p>As normas técnicas que discutem o emprego de agregados de RCD reciclados em</p><p>concretos estruturais exigem que estes sejam constituídos quase que exclusivamente do resíduo</p><p>de concreto. Na prática só é possível a obtenção de agregados de RCD reciclados constituídos de</p><p>concreto com o uso de demolição seletiva que separa, na origem, o concreto dos demais resíduos</p><p>minerais de classe A das demais classes. Essa prática dificilmente ocorre, exceto quando são</p><p>demolidas obras constituídas quase que exclusivamente de concreto, o que no Brasil são raras.</p><p>Mesmo a Holanda, que é um país que recicla em torno de 90% do RCD (SYMONDS, 1999),</p><p>somente 1% das empresas de demolição do país utiliza a técnica de demolição seletiva</p><p>(KOWALCZYK et al., 2002). Neste país, o resíduo oriundo da demolição corresponde a grande</p><p>parte dos resíduos de construção e demolição (ANGULO, 2000). Conseqüentemente, mesmo na</p><p>Holanda, os agregados de RCD reciclados são pouco utilizados em concretos estruturais com</p><p>resistência mecânica superior a 20 MPa (HENDRIKS, 2000). O mesmo deve ocorrer em outros</p><p>países que possuem mercados de reciclagem menos consolidados.</p><p>No Brasil, mesmo com a aplicação integral da resolução 307 do CONAMA, será difícil a</p><p>obtenção de agregados reciclados que atendam a essa exigência, uma vez que essa resolução não</p><p>prevê a segregação entre as diferentes frações dos resíduos minerais da classe A, misturando os</p><p>resíduos de concreto e de alvenaria.</p><p>Na prática, nas usinas de reciclagem a triagem é feita por inspeção visual das cargas que</p><p>chegam, sendo as cargas aparentemente muito contaminadas desviadas. No entanto, caçambas</p><p>com aparência superficial de natureza mineral podem apresentar quantidades elevadas de fração</p><p>não mineral. Podem ainda existir nas usinas nacionais frações indesejáveis para a reciclagem,</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>89</p><p>como gesso de construção. A separação, na usina, das diferentes fases é tarefa difícil e cara. O</p><p>amianto também é misturado com a fração mineral do RCD em algumas usinas de reciclagem</p><p>nacionais, embora sua segregação seja exigida na fonte de geração, segundo as Resoluções</p><p>CONAMA nº 307 e 456.</p><p>8.6.2 Variabilidade intrínseca dos agregados de RCD reciclados</p><p>As normas de agregados reciclados propõem a classificação dos agregados gerados nos</p><p>seguintes tipos: agregados de concreto, alvenaria e misto (HENDRIKS, 2000; DIN, 2002;</p><p>MULLER, 2004; ABNT, 2004), com o objetivo de reduzir a variabilidade das propriedades,</p><p>entre os diferentes lotes, facilitando o emprego dos agregados de concreto na produção de novos</p><p>concretos.</p><p>No entanto, embora exista uma melhora na homogeneidade dos agregados, ela não é</p><p>suficiente, uma vez que existem concretos com propriedades muito distintas que, processados,</p><p>vão gerar agregados reciclados bastante diferentes.</p><p>Alaejos</p><p>e Sánchez (2004) estudaram diferentes lotes de resíduos de concreto que</p><p>chegavam a uma usina de reciclagem da Espanha, bem como os agregados com eles produzidos.</p><p>A resistência à compressão de corpos-de-prova extraídos dos lotes de resíduos de concreto</p><p>variou de 10,2 MPa a 53,3 MPa. Os agregados resultantes tiveram absorção de água – uma</p><p>estimativa da porosidade – variando entre 4,9% e 9,7%, e massa específica aparente entre 2,09</p><p>kg/dm³ e 2,40 kg/dm³, o que teve grande impacto no desempenho mecânico dos concretos com</p><p>eles produzidos. Além disso, os teores de outras fases presentes nesses agregados reciclados</p><p>resultantes variaram de 0,4% a 17% da massa. Ou seja, agregados reciclados classificados como</p><p>concreto apresentam propriedades muito variáveis.</p><p>Na Alemanha, Muller (2003) investigou a composição e as propriedades físicas dos</p><p>agregados reciclados, classificados como alvenaria, provenientes de dez usinas de reciclagem.</p><p>Os teores de concreto desses agregados variaram de 0% a 60% e os teores de argamassa e de</p><p>cerâmica porosa de 0% a 50%, resultando numa variação nos valores de massa específica</p><p>aparente de 1,49 kg/dm³ a 2,22 kg/dm³.</p><p>Se, para países europeus, em que obras costumam ser compostas predominantemente de</p><p>concretos, a normalização existente é deficiente, a situação fica mais complexa no Brasil, em</p><p>que, tipicamente, a obra costuma ser uma combinação de concreto e alvenaria, e a demolição</p><p>seletiva é feita somente em obras históricas, visando à remoção de peças de valor, como</p><p>esquadrias, componentes de madeira e, eventualmente, tijolos maciços. Como conseqüência, os</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>90</p><p>agregados produzidos são e serão, na maioria dos casos, mistos (ANGULO, 2000) e terão suas</p><p>propriedades bastante variáveis ao longo do tempo, dificultando o desenvolvimento de mercado.</p><p>8.6.3 Insuficiência dos métodos de controle de qualidade</p><p>As normas para uso de agregados graúdos de RCD reciclados em concretos impõem</p><p>limites máximos de presença de outras fases minerais que não o concreto, tais como argamassa,</p><p>cerâmica vermelha, etc., e controlam valores mínimos da massa específica aparente média ou</p><p>máximos de absorção de água (RILEM RECOMMENDATION, 1994; HENDRIKS, 2000; DIN,</p><p>2002; ABNT, 2004). Esses valores não permitem estabelecer uma relação clara entre as</p><p>propriedades dos agregados de RCD reciclados e as propriedades mecânicas dos concretos</p><p>produzidos.</p><p>A determinação do teor das diferentes fases minerais presentes nos agregados, prevista</p><p>nas normas, é realizada por catação manual, baseada em inspeção visual. Esse método é</p><p>trabalhoso, demorado, caro (ANGULO, 2000), subjetivo (HENDRIKS, 2000;</p><p>SANT’AGOSTINO; KAHN, 1997) e sujeito a erro por desatenção ou fadiga. Sua principal</p><p>virtude é a simplicidade.</p><p>Por outro lado, a porosidade, que é uma propriedade que está intimamente relacionada</p><p>com as propriedades físicas dos agregados, é um critério mais interessante, por influenciar a</p><p>resistência mecânica e a durabilidade dos concretos (CALLISTER, 2000; MEHTA;</p><p>MONTEIRO, 1994; LIMBACHYIA et al., 2000; WIRQUIN et al., 2000). A quase totalidade das</p><p>normas especifica valores médios mínimos para a massa específica aparente do grão e/ou</p><p>máximos para a absorção de água, propriedades relacionadas à porosidade. No entanto, quando</p><p>se trabalha com valores médios, não se controla a dispersão do parâmetro, que pode ser</p><p>importante no desempenho do produto. A única recomendação a adotar um controle de teor</p><p>máximo de porosidade elevada é a RILEM, que controla os teores de massa abaixo de uma</p><p>densidade de 2,0 g/cm³, medida pela separação por líquidos densos.</p><p>8.6.4 Necessidade de controle no processamento do RCD mineral</p><p>A reciclagem da fração mineral do RCD é um processo de tratamento de minérios</p><p>constituído pela seqüência de operações unitárias, com o objetivo de, a partir de uma matéria-</p><p>prima de composição variável, produzir um concentrado com qualidade física e química</p><p>adequada à sua utilização pela indústria de transformação (metalúrgica, química, cerâmica,</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>91</p><p>vidreira, concreto, pavimentação, etc.) (JONES, 1987; SANT’AGOSTINO; KAHN, 1997; LUZ</p><p>et al., 1998; CHAVES, 1996).</p><p>As variações na forma de processamento influenciam não somente a remoção de frações</p><p>indesejáveis no processo – como fração não-mineral, gesso, vidro e outros – mas também em</p><p>aspectos críticos, como teor de finos (menor que 0,15 mm) e até a proporção entre as frações</p><p>graúda e miúda.</p><p>Com exceção da usina de Socorro, todas as usinas nacionais são via seca e compostas de</p><p>alimentação, catação, cominuição e, em alguns casos, separação granulométrica, separação</p><p>magnética de metais ferrosos e abatedores de poeira. Essa configuração é também encontrada em</p><p>usinas européias, que, no entanto, contam com operações de concentração e de separação da</p><p>fração não-mineral mais eficientes (JUNGMANN et al., 1997; HANISCH, 1998; KOHLER;</p><p>KURKOWSKI, 2000).</p><p>8.7 UTILIZAÇÃO DO CONCRETO COM AGREGADOS RECICLADOS NO MUNDO</p><p>Segundo ACCETTI e PINHEIRO (2000), o concreto reforçado com resíduos é definido</p><p>como sendo uma substância composta contendo fibras distribuídas aleatoriamente, ou de forma</p><p>orientada e alinhada.</p><p>Atualmente na Europa há um desperdício equivalente a 200 milhões de toneladas anuais</p><p>entre concreto, pedras e recursos minerais valiosos. Tal volume de materiais seria suficiente para</p><p>se construir uma rodovia com seis faixas de rolamento interligando as cidades de Roma e</p><p>Londres (LAGUETTE, 1995).</p><p>Felizmente, nações tecnologicamente desenvolvidas como Estados Unidos, Holanda,</p><p>Japão, Bélgica França e Alemanha entre outras, já perceberam a necessidade de reciclar as</p><p>sobras de construção civil e tem pesquisado o assunto intensamente visando atingir um grau de</p><p>padronização dos procedimentos adotados para obtenção dos agregados, atendendo desta forma</p><p>aos limites que permitem atingir um padrão mínimo de qualidade (LEVY, 1997).</p><p>A partir de 1988, Comunidade Européia executou um grande número de obras em</p><p>concreto obtido a partir de agregados reciclados, de concreto, de alvenaria, assim como da</p><p>mistura de ambos, algumas dessas obras são obras de grande porte como pode ser visto nas</p><p>Figura 39 a Figura 43.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>92</p><p>Figura 39 - O edifício do meio ambiente do BRE; 1º edifício do Reino Unido a incorporar a tecnologia</p><p>de concreto usinado com a utilização de agregados reciclados (COLLINS, 2000).</p><p>Figura 40 - Piso de alta resistência do Laboratório de Cardinton BRE construído especialmente para</p><p>analisar o efeito causado por substituição em massa de 20% de agregados reciclados de concreto e</p><p>alvenaria de baixa qualidade (COLLINS, 2000).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>93</p><p>Figura 41 - Vista de um condomínio com 460 unidades em Hamburgo. Trata-se de um exemplo de</p><p>construção complexa executada com agregados reciclados há 50 anos (KROPP, 2000).</p><p>Figura 42 - Eclusa da Hidrovia de Haandrick próximo à Almelo Laje submersa com volume</p><p>de 2000 m³ 1988 (COLENBRANDER, 2000).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>94</p><p>Figura 43 - Eclusa de Berendrecht para ampliação do porto de Antuérpia, exemplo da utilização de</p><p>agregados reciclados na construção das paredes de uma das maiores eclusas do mundo. Este</p><p>empreendimento demonstrou ser viável a produção de concretos com fc28 = 35 MPa e retração por</p><p>secagem < 150 µm/m. Total de 650.000 m³ concreto lançado com 80.000 m³ agregados reciclados</p><p>provenientes de demolição das paredes da antiga eclusa (KROPP,2000).</p><p>Como pode se perceber a utilização de agregados reciclados na Europa encontra-se num</p><p>patamar acima da situação</p><p>que se encontra em nosso país não só pela diversidade de usos</p><p>atribuída aos concretos com agregados reciclados, assim como pelo número de usinas</p><p>recicladoras existentes e pelo empenho dos fabricantes na produção de equipamentos para</p><p>reciclagem de entulhos.</p><p>8.8 UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS RECICLADOS NO BRASIL</p><p>Embora, no Brasil ainda não seja habitual a produção de concreto com material reciclado,</p><p>percebe-se uma tendência generalizada por parte da iniciativa privada e do poder público, em</p><p>equacionar e gerenciar o problema da geração de entulhos de construção, que vem se</p><p>transformando em problema de grandes proporções nas maiores metrópoles do País e a</p><p>alternativa de produzir concreto com estes resíduos é sem dúvida uma solução que vem sendo</p><p>largamente pesquisada e a sua viabilidade técnica já foi demonstrada em diversas pesquisas e</p><p>trabalhos técnicos desenvolvidos.</p><p>Segundo PINTO (2000), a massa de resíduos de construção dos últimos anos, tem</p><p>obrigado as administrações municipais de maior porte a adotar algum tipo de solução, o</p><p>município de Belo Horizonte, cidades do interior paulista, assim como Londrina no Paraná, tem</p><p>recorrido a reciclagem como forma de equacionar seus problemas. Algumas destas cidades</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>95</p><p>recorreram simplesmente a instalação de equipamentos de britagem e outras já constituíram</p><p>políticas especificas para o médio e longo prazo, potencializando resultados mais significativos.</p><p>Como o reciclado já vem demonstrando muito bom desempenho numa série de usos em obras</p><p>urbanas, com a obtenção de custos bastante vantajosos, seria possível programar sua utilização</p><p>em concretos para:</p><p>• Base de pavimentos;</p><p>• Estruturas residenciais com fck28 ≤ 18 MPa;</p><p>• Produção de artefatos pré-moldados em concreto (guias, sarjetas, tubos de concreto).</p><p>Ainda segundo PINTO (1999), em Belo Horizonte encontra-se em implantação a</p><p>primeira instalação para produção de artefatos com uso exclusivo de resíduos reciclados como</p><p>substitutos dos agregados convencionais.</p><p>8.9 ESTRUTURA DO CONCRETO COM AGREGADO RECICLADO</p><p>Analisando a macroestrutura do concreto com agregados naturais pode-se identificar dois</p><p>constituintes principais: a pasta de cimento endurecida e partículas de agregado. Entretanto, a</p><p>nível microscópico, conforme ilustra a Figura 44, pode-se distinguir outra fase que está em</p><p>contato com o agregado graúdo; trata-se da zona de transição que apresenta características</p><p>distintas do restante da pasta e que geralmente é mais fraca do que as duas outras fases e,</p><p>conseqüentemente, exerce uma influência muito maior nas propriedades do material.</p><p>Figura 44 - Microestrutura do concreto (BUTTLER, 2003).</p><p>Com relação à microestrutura do concreto com agregado graúdo reciclado, esquematizada</p><p>na Figura 45, nota-se que as propriedades do material são influenciadas principalmente pelas</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>96</p><p>características da argamassa aderida ao agregado reciclado e pela nova matriz de cimento em</p><p>contato com o reciclado.</p><p>Figura 45 – Microestrutura do concreto reciclado (BUTTLER, 2003).</p><p>8.9.1 Agregado</p><p>A fase agregado é a principal responsável pela massa unitária, módulo de elasticidade e</p><p>estabilidade dimensional do concreto. A massa específica do agregado graúdo influi diretamente</p><p>na massa específica do concreto, sendo também diretamente proporcional à resistência do</p><p>concreto, isto é, quando maior a porosidade (índice de vazios) do agregado, menor será sua</p><p>resistência tornando-se o elo fraco da mistura.</p><p>Segundo KAEFER as características do agregado, como granulometria e textura, também</p><p>influem, embora de maneira menos significativa nas propriedades do concreto. Para agregados</p><p>com grande diâmetro característico ou de forma lamelar ocorre a formação de um filme de água</p><p>junto às paredes do agregado (exsudação interna), enfraquecendo sua ligação com a pasta; por</p><p>outro lado, agregados de diâmetros menores aumentam a superfície de contato entre o agregado e</p><p>a pasta de cimento elevando a resistência do concreto. Para concretos de massa específica normal</p><p>(2400 a 2500 kg/m³) com resistência de até 50 MPa aos 28 dias, o agregado pouco influi na</p><p>resistência final sendo mais resistente que os demais componentes da mistura.</p><p>No caso de agregados graúdos reciclados, a qualidade do resíduo de concreto é</p><p>fundamental na determinação das propriedades mecânicas do novo concreto. A argamassa</p><p>aderida ao reciclado pode representar o elo mais fraco da mistura, quando sua resistência for</p><p>menor que a resistência da nova zona de transição; especialmente devido à sua maior porosidade.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>97</p><p>8.9.2 Matriz (Pasta de Cimento)</p><p>A matriz é formada pela zona de transição entre agregado e pasta e a pasta de cimento</p><p>propriamente dita, sendo constituída por diferentes tipos de compostos hidratados do cimento.</p><p>A zona de transição apresenta características diferentes do restante da pasta, sendo</p><p>caracterizada pela sua maior porosidade e heterogeneidade. Esta porosidade é decorrente da</p><p>elevação da relação água/cimento em decorrência do filme de água se formar em torno do</p><p>agregado graúdo; verifica-se, também, falha na aderência entre pasta e agregado relacionada à</p><p>formação de grandes cristais que apresentam superfície específica menor, fato este que diminui a</p><p>força de adesão (Forças de Van der Waals). Todas essas características contribuem para que a</p><p>zona de transição seja considerada o elo fraco do conjunto, estando sujeita a micro-fissuração</p><p>devida a pequenos acréscimos de carga, variações de volume e umidade.</p><p>No caso de concretos reciclados, a zona de transição pode representar o elo fraco do</p><p>conjunto desde que sua resistência seja menor que a resistência da argamassa aderida ao</p><p>agregado reciclado. Para resíduos de concreto que foram reciclados logo após sua geração, isto é,</p><p>que possuem uma grande quantidade de cimento não-hidratado presente na sua superfície, a</p><p>resistência do conjunto será determinada pelas características da argamassa aderida ao agregado.</p><p>Neste caso, haverá mais partículas de cimento para se hidratarem na nova zona de transição e</p><p>capazes de se dispor densamente junto das partículas grandes do agregado; como conseqüência,</p><p>a zona de transição terá um menor índice de vazios e influenciará de maneira menos significativa</p><p>a resistência. Pode-se citar também o efeito “filler” provocado por estas partículas não-hidratadas</p><p>que produz um maior empacotamento e preenchimento dos vazios da matriz e na interface,</p><p>ocasionando um efeito parede que proporciona uma maior compacidade localizada; gerando uma</p><p>ligação mais eficiente entre pasta e o agregado.</p><p>8.10 PROCEDIMENTO PARA A PRODUÇÃO DE CONCRETOS RECICLADOS</p><p>Para a produção de concretos reciclados, os procedimentos adotados na mistura acabam</p><p>sendo decisivos na determinação das propriedades físicas e mecânicas do concreto. Há</p><p>basicamente três métodos que são influenciados pela condição do agregado na mistura:</p><p>• Agregado reciclado na condição não-saturada (estado seco);</p><p>• Agregado reciclado na condição semi-saturada;</p><p>• Agregado reciclado na condição saturada.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>98</p><p>Caso todos os componentes da mistura sejam colocados simultaneamente na betoneira, o</p><p>agregado reciclado estará na condição não-saturada. Devido a isso, o agregado absorverá grande</p><p>quantidade de água e partículas de cimento da mistura; o resultado será um aumento na</p><p>densidade do agregado “densificação” e, conseqüentemente, enfraquecimento da zona de</p><p>transição acarretando uma diminuição da resistência.</p><p>Nas dosagens, em que o agregado reciclado é previamente misturado com parte da água</p><p>por um determinado tempo teremos</p><p>uma condição semi-saturada. Nestas condições, a presença</p><p>de água na superfície do agregado provocará uma retenção de grande quantidade de partículas de</p><p>cimento ocasionando uma excelente aderência pasta/agregado. O agregado reciclado por não</p><p>estar completamente saturado continuará absorvendo água da mistura fresca até atingir a</p><p>condição saturada; quando no estado endurecido, a água que foi absorvida pelo agregado será</p><p>mobilizada para a matriz de cimento acarretando um efeito conhecido como “cura interna”, que</p><p>melhorará as características da matriz hidratando as partículas remanescentes de cimento não-</p><p>hidratado.</p><p>Para agregados que são previamente saturados antes da mistura, ocorrerá a mobilização</p><p>de água na pasta fresca. A água absorvida pelo agregado pode ser considerada como sendo água</p><p>livre e, portanto quando mobilizada na mistura fresca acarretará um aumento da relação</p><p>água/cimento na zona de transição, fato este que aumentará o índice de vazios e redução da</p><p>resistência.</p><p>8.11 PROPRIEDADES DOS CONCRETOS COM AGREGADOS RECICLADOS</p><p>8.11.1 Consistência/Trabalhabilidade</p><p>“Os diversos trabalhos consultados são unânimes em afirmar que os concretos preparados</p><p>com agregados reciclados apresentam consistência mais seca do que concretos convencionais</p><p>preparados com a mesma relação água/cimento. A justificativa apresentada para esta tendência é</p><p>a maior porosidade do agregado reciclado em relação ao agregado natural, que termina por</p><p>elevar a absorção de água” (LEVY, 1997).</p><p>O fato dos agregados reciclados geralmente apresentarem camadas de argamassa aderida</p><p>à sua superfície e de apresentarem parcelas de materiais cerâmicos faz com que seja absorvida</p><p>maior quantidade de água de amassamento pelos agregados durante a mistura, conduzindo a</p><p>maior perda de trabalhabilidade em relação aos concretos de agregados naturais. Este aumento</p><p>na absorção é utilizado por alguns autores para justificar o processo intitulado de “cura interna”,</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>99</p><p>no qual afirma-se que a água absorvida pelos agregados durante a fase de mistura irá ajudar na</p><p>hidratação do cimento no entorno do agregado, aumentando assim a resistência da pasta nesta</p><p>zona de interface.</p><p>MUKAI et al. (s/d) apud HANSEN (1983) afirmam que os concretos produzidos com</p><p>agregados graúdos reciclados requerem aproximadamente 10l/m³ (ou 5%) a mais de água de</p><p>amassamento que os concretos convencionais para manter o mesmo abatimento.</p><p>Deve-se, no entanto, atentar também para a forma dos agregados. Agregados britados em</p><p>tipos diferentes de equipamentos apresentam formas diferentes, conduzindo a áreas superficiais</p><p>diferentes, o que também influencia na quantidade de água de amassamento para uma mesma</p><p>trabalhabilidade. Outro fato relevante é que como, em geral, a massa específica dos agregados</p><p>reciclados é menor que a dos agregados naturais, a substituição em massa destes por agregados</p><p>reciclados conduz a um maior volume de agregados na mistura, o que também aumenta a</p><p>quantidade de água requerida para a mesma trabalhabilidade.</p><p>8.11.2 Massa Específica</p><p>A massa específica dos concretos no estado fresco produzidos com agregados reciclados</p><p>varia entre 2.020 e 2.210 kg/m³, valores referentes a 85% e 95% daqueles obtidos nas misturas</p><p>de controle (HANSEN, 1986). LATTERZA (1998) conclui que para concretos com 100% de</p><p>agregados graúdos reciclados com Dmáx = 19 mm, há uma redução de 9% na massa específica no</p><p>estado fresco em relação ao concreto de referência, e para os concretos com 100% de agregados</p><p>reciclados com Dmáx = 9,5 mm, a redução chega a 4% da massa específica no estado fresco do</p><p>concreto de referência.</p><p>“Os concretos leves estruturais têm massa específica no estado endurecido entre os</p><p>limites de 1300 kg/m³ e 1900 kg/m³, com resistência mínima de 17 MPa (NEVILLE, 1997),</p><p>onde se enquadram os concretos de argila expandida. Já os concretos estruturais, de peso normal,</p><p>têm massa específica variando entre 2300 kg/m³ e 2500 kg/m³. No intervalo entre 1900 kg/m³ e</p><p>2300 kg/m³, estão localizados os concretos estruturais com agregados reciclados de entulho de</p><p>construção e demolição com resistência característica mínima de 15 MPa” (MACHADO</p><p>JUNIOR e AGNESINI, 1999).</p><p>Pesquisas realizadas por MACHADO JUNIOR & AGNESINI (1999), obtiveram valores</p><p>variando de 1.997 a 2.040 kg/m³ para concretos com 100% de agregados graúdos reciclados com</p><p>Dmáx = 9,5 mm.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>100</p><p>8.11.3 Tempo de Pega</p><p>Segundo RAVINDRARAJAH et al. (1987), o tempo de início de pega de concretos com</p><p>agregados reciclados pode sofrer redução de 30 minutos e o tempo de fim de pega pode sofrer</p><p>redução de até 35 minutos, se comparados com os concretos de referência. Ainda segundo o</p><p>mesmo autor, as reduções nos tempos de início e fim de pega se devem provavelmente a maior</p><p>absorção de água dos agregados.</p><p>8.11.4 Resistência à Tração</p><p>A bibliografia existente, de maneira geral, afirma que não há diferenças significativas</p><p>para os valores das resistências à tração por compressão diametral e tração na flexão entre</p><p>concretos produzidos com agregados reciclados e concretos de referência, sendo inferiores a</p><p>10%.</p><p>“Resistência à tração por compressão diametral e na flexão nos concretos com agregados</p><p>reciclados podem ser maiores ou menores que nos concretos de referência, dependendo da</p><p>relação água/cimento empregada” (TAVAKOLI e SOROUSHIAN, 1996).</p><p>“Segundo vários autores, através da inspeção visual da superfície fraturada, percebe-se</p><p>que as várias fissuras nos concretos com agregados naturais ocorrem ao longo da interface entre</p><p>a argamassa e os grãos dos agregados, enquanto que nos concretos com agregados reciclados, as</p><p>fissuras se desenvolvem no interior da argamassa original aderida à superfície dos grãos dos</p><p>agregados reciclados. Pode-se concluir que a aderência entre a nova argamassa e os agregados</p><p>reciclados é maior do que entre a argamassa e o agregado convencional” (LEVY, 1997).</p><p>8.11.5 Resistência à Compressão</p><p>NIXON (s/d) apud HANSEN (1986) chegou à conclusão que há uma sensível queda no</p><p>valor da resistência à compressão de concretos produzidos com agregados reciclados, quando</p><p>comparados aos concretos produzidos com agregados naturais. Segundo o mesmo, esta queda</p><p>pode chegar a 20%, mas em geral é bem menor.</p><p>LATTERZA (1998) apresenta em seu trabalho, valores variando de 15 a 20% acima, na</p><p>resistência à compressão de concretos com agregados reciclados quando comparados aos</p><p>respectivos concretos de referência. Segundo KHALOO (1994), concretos produzidos com</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>101</p><p>agregados reciclados que apresentem baixos consumos de cimento podem apresentar maiores</p><p>resistências à compressão. Esta situação se inverte com o aumento do consumo de cimento.</p><p>Pode-se atribuir os ganhos de resistência obtidos em alguns casos a três fatores:</p><p>1. A qualidade dos agregados empregados no que se refere aos seus componentes,</p><p>homogeneidade, granulometria, dentre outros. Cabe ressaltar que a composição dos agregados</p><p>reciclados, que varia muito em diferentes regiões, pode afetar sensivelmente os valores de</p><p>resistência do concreto, sendo esta, portanto, função do tipo de agregado reciclado empregado;</p><p>2. O aumento de hidratação do cimento na zona de interface do agregado com a pasta,</p><p>promovido pela alta absorção de água dos agregados durante a mistura, fenômeno este</p><p>mencionado anteriormente e referido como “cura interna”;</p><p>3. A presença de partículas não hidratadas de cimento nos resíduos de concreto e</p><p>argamassa dos agregados reciclados, que podem hidratar-se quando da reutilização destes</p><p>agregados, acabando por aumentar a quantidade de cimento do traço empregado.</p><p>8.11.6 Permeabilidade/Absorção</p><p>A durabilidade das estruturas</p><p>8.6.4 Necessidade de controle no processamento do RCD mineral...............................90</p><p>8.7 Utilização do Concreto com Agregados Reciclados no Mundo ...................................91</p><p>8.8 Utilização de Agregados Reciclados no Brasil .............................................................94</p><p>8.9 Estrutura do Concreto com Agregado Reciclado..........................................................95</p><p>8.9.1 Agregado ...............................................................................................................96</p><p>8.9.2 Matriz (Pasta de Cimento).....................................................................................97</p><p>8.10 Procedimento Para a Produção de Concretos Reciclados .............................................97</p><p>8.11 Propriedades dos Concretos com Agregados Reciclados .............................................98</p><p>8.11.1 Consistência/Trabalhabilidade ..............................................................................98</p><p>8.11.2 Massa Específica ...................................................................................................99</p><p>8.11.3 Tempo de Pega ....................................................................................................100</p><p>8.11.4 Resistência à Tração............................................................................................100</p><p>8.11.5 Resistência à Compressão ...................................................................................100</p><p>8.11.6 Permeabilidade/Absorção....................................................................................101</p><p>8.11.7 Retração por Secagem.........................................................................................101</p><p>9. CONCRETO PROJETADO ............................................................................................102</p><p>9.1 Definição e Aplicação .................................................................................................102</p><p>9.2 Tipos de Pojeção .........................................................................................................104</p><p>9.3 Reflexão do Concreto Projetado .................................................................................108</p><p>9.4 Problemas inerentes.....................................................................................................109</p><p>9.5 Materiais......................................................................................................................111</p><p>9.5.1 Cimento ...............................................................................................................111</p><p>9.5.2 Agregados............................................................................................................112</p><p>9.5.3 Água ....................................................................................................................112</p><p>9.5.4 Aditivos ...............................................................................................................113</p><p>9.5.5 Adições................................................................................................................114</p><p>9.6 Equipamentos para Projeção do Concreto ..................................................................116</p><p>9.6.1 Equipamentos de Projeção para Via Seca ...........................................................121</p><p>9.7 Equipe de trabalho.......................................................................................................122</p><p>9.8 Processo de execução ..................................................................................................123</p><p>9.8.1 Procedimentos preliminares ................................................................................123</p><p>9.9 Dosagem......................................................................................................................126</p><p>9.10 Mistura ........................................................................................................................127</p><p>9.11 Lançamento .................................................................................................................128</p><p>9.12 Acabamento.................................................................................................................132</p><p>9.13 Cura .............................................................................................................................132</p><p>9.14 Controle de Qualidade.................................................................................................133</p><p>10. CONCRETO COM FIBRAS .......................................................................................134</p><p>10.1 Introdução....................................................................................................................134</p><p>10.2 Tipos de Fibras Disponíveis........................................................................................135</p><p>10.2.1 Fibras Naturais ....................................................................................................135</p><p>10.2.2 Fibras Poliméricas ...............................................................................................136</p><p>10.2.2.1 Fibras de Polipropileno ...............................................................................136</p><p>10.2.2.2 Fibras de Polietileno....................................................................................137</p><p>10.2.2.3 Fibras de Poliéster .......................................................................................137</p><p>10.2.2.4 Fibras de Poliamida (Kevlar) ......................................................................137</p><p>10.2.3 Fibras Minerais....................................................................................................138</p><p>10.2.3.1 Fibras de Carbono .......................................................................................138</p><p>10.2.3.2 Fibras de Vidro............................................................................................138</p><p>10.2.3.3 Fibras de Amianto .......................................................................................138</p><p>10.2.4 Fibras Metálicas ..................................................................................................139</p><p>10.3 Quantidade de Fibras no Concreto ..............................................................................143</p><p>10.4 Aplicações ...................................................................................................................143</p><p>10.4.1 Reforço de Base de Fundações Superficiais .......................................................143</p><p>10.4.2 Concreto para Pavimentos...................................................................................144</p><p>10.4.3 Concreto Projetado para Túneis ..........................................................................145</p><p>10.4.4 Outras Aplicações ...............................................................................................147</p><p>10.5 Dosagem do Concreto com Fibras ..............................................................................148</p><p>10.6 Durabilidade do Concreto Reforçado com Fibras de Aço ..........................................149</p><p>10.7 Vantagens e Desvantagens ..........................................................................................150</p><p>11. CONCRETO COM POLÍMEROS..............................................................................151</p><p>11.1 Tipos de Concreto com Polímeros ..............................................................................151</p><p>11.2 Materiais Poliméricos..................................................................................................153</p><p>11.2.1 Concreto/argamassa impregnados de polímero...................................................153</p><p>11.2.2 Concreto/argamassa modificados com polímero ................................................154</p><p>11.2.3 Concreto/argamassa poliméricos.........................................................................155</p><p>de concreto está intimamente ligada à sua permeabilidade,</p><p>que é função da absorção de água do concreto endurecido.</p><p>Segundo KASAI (s/d) apud HANSEN (1986), em estudos conduzidos com concretos de</p><p>relação água/cimento variando de 0,5 a 0,7 e abatimento de 21cm, os concretos produzidos com</p><p>agregados reciclados apresentaram permeabilidade de 2 a 5 vezes maior que os concretos de</p><p>referência. A mesma tendência é seguida no caso da absorção de água.</p><p>Os ensaios conduzidos por MACHADO JUNIOR e AGNESINI (1999), a absorção de</p><p>água obtida segundo a NBR 9778 para concretos produzidos com agregados reciclados com Dmáx</p><p>= 9,5 mm e consumo de cimento variando entre 328 kg/m³ e 464 kg/m³, foram 7,0% e 5,3%,</p><p>respectivamente.</p><p>8.11.7 Retração por Secagem</p><p>RAVINDRARAJAH e TAM (1987) concluíram que a retração por secagem nos</p><p>concretos produzidos com agregados graúdos reciclados é cerca de 50% maior do que a</p><p>apresentada nos concretos de referência. O mesmo é observado por HANSEN (1992).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>102</p><p>LEVY (1997), comparando a retração por secagem entre concretos convencionais e</p><p>concretos com agregados reciclados de 25 MPa e 50 MPa, encontrou valores 35% e 55%</p><p>maiores para a retração nos concretos com agregados reciclados, respectivamente.</p><p>9. CONCRETO PROJETADO</p><p>9.1 DEFINIÇÃO E APLICAÇÃO</p><p>Há muitas definições para o concreto projetado. Dentre elas, a que parece ser mais</p><p>adequada é justamente a mais sucinta e abrangente. Essa é a definição dada pelo ACI 506.R-90,</p><p>Guide to Shotcrete, para concreto projetado: “argamassa ou concreto pneumaticamente projetado</p><p>a alta velocidade sobre uma superfície”.</p><p>O concreto projetado pode ser aplicado para substituir o concreto convencional em alguns</p><p>casos. No entanto, ele é mais indicado para os casos onde a colocação de fôrmas seja muito</p><p>trabalhosa (ou se deseje reduzir o seu custo), o acesso ao local de moldagem seja difícil, haja</p><p>necessidade de pequenas espessuras ou estas sejam variáveis.</p><p>Os concretos e argamassas projetados apresentam grande versatilidade, podendo ser</p><p>empregados para as mais diversas finalidades, tais como revestimentos inclinados (Figura 46),</p><p>obras subterrâneas (Figura 47), contenção de taludes (Figura 48), reparos e reforços estruturais,</p><p>impermeabilizações, elementos auto-portantes, reservatórios, piscinas, chaminés de fornos, silos</p><p>e outros.</p><p>Figura 46 – Revestimento em concreto projetado (VIEIRA, 2003).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>103</p><p>Figura 47 – Avanço do túnel utilizando concreto projetado (ENGENHARIA, 2004).</p><p>Figura 48 – Concreto projetado já executado para contenção de talude (ENGENHARIA, 2004).</p><p>O concreto projetado, que pode ser lançado por via seca ou por via úmida, apresenta as</p><p>seguintes vantagens principais que, de certa forma, o torna superior ao concreto aplicado de</p><p>forma convencional:</p><p>a) baixa relação água/cimento;</p><p>b) alta resistência e rápido ganho de resistência;</p><p>c) alta resistência e baixa permeabilidade;</p><p>d) melhor aderência a um substrato adequadamente preparado;</p><p>e) aplicação rápida e econômica de grandes volumes;</p><p>f) redução ou eliminação do custo de formas;</p><p>g) facilidade de acesso a áreas restritas.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>104</p><p>Outras características do concreto projetado:</p><p>a) o concreto projetado por via seca e o concreto projetado por via úmida conseguem</p><p>melhor aderência em substratos secos que em substratos úmidos;</p><p>b) a resistência do substrato e o ar nele entranhado têm pouca influência na aderência do</p><p>concreto projetado;</p><p>c) os resultados dos ensaios do concreto projetado por via seca são mais variáveis que os</p><p>ensaios do concreto projetado por via úmida em virtude da dificuldade de controle da relação</p><p>água-cimento.</p><p>9.2 TIPOS DE POJEÇÃO</p><p>Os concretos e argamassas projetados são usualmente classificados de acordo com o seu</p><p>processo de produção: por via seca ou por via úmida. Esta classificação dá-se em virtude do</p><p>processo de projeção influenciar intensamente as propriedades do material, tais como resistência</p><p>mecânica, reflexão de material projetado, formação de poeira e desplacamento.</p><p>Os processos de projeção diferenciam-se pelo local de adição da água à mistura.</p><p>Na projeção por via seca, a água é adicionada somente no bico de projeção, através de um</p><p>anel umidificador. Já no processo por via úmida, a água é misturada aos agregados e ao cimento</p><p>antes da mistura ser introduzida na máquina de projeção. Um terceiro processo, que é</p><p>praticamente uma particularidade do primeiro, consiste em se dispor um anel umidificador</p><p>alguns metros antes do bico de projeção. Este processo é denominado via semi-úmida. As Figura</p><p>49 a Figura 51 esquematizam estes processos.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>105</p><p>Figura 49 - Diagrama esquemático da projeção por via úmida (BERTINI, 1996).</p><p>Figura 50 - Diagrama esquemático da projeção por via seca (BERTINI, 1996).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>106</p><p>Figura 51 - Detalhe do bico de projeção para o processo por via semi-úmida (BERTINI, 1996).</p><p>A Tabela 3 indica a comparação entre os processos de projeção feita pelo ACI, enquanto</p><p>a Tabela 4 reproduz o quadro comparativo apresentado por FIGUEIREDO (1992).</p><p>Tabela 3 - Comparação entre os processos de projeção (ACI).</p><p>Via seca Via úmida</p><p>O controle da consistência e do teor de água</p><p>da mistura é feito durante a saída do material</p><p>no bico de projeção, a fim de se adequar as</p><p>propriedades da mistura às condições do</p><p>campo.</p><p>O controle do teor de água é feito durante a</p><p>mistura dos materiais, proporcionando uma</p><p>determinação precisa desse valor.</p><p>Mais indicado para concretos contendo</p><p>agregados leves ou materiais refratários,</p><p>além de concretos que necessitem altas</p><p>resistências iniciais.</p><p>Maior garantia de que a água é</p><p>completamente misturada aos outros</p><p>ingredientes da mistura.</p><p>Possibilita o transporte da mistura por longas</p><p>distâncias.</p><p>Menor produção de poeira e de perda de</p><p>cimento peculiares ao processo de produção.</p><p>As características de início e parada do</p><p>lançamento são melhores, com mínimas</p><p>perdas e maior flexibilidade de lançamento.</p><p>Normalmente resulta em índices de reflexão</p><p>mais baixos, proporcionando menores perdas</p><p>de material.</p><p>Proporciona resistências mais altas.</p><p>Proporciona uma maior produtividade.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>107</p><p>Tabela 4 - Comparação detalhada entre os processos de projeção (FIGUEIREDO, 1992).</p><p>Fator Via seca Via úmida</p><p>Equipamento</p><p>- menor investimento total</p><p>- manutenção simples e</p><p>pouco freqüente, fácil</p><p>operação</p><p>- menos equipamentos no</p><p>local de trabalho</p><p>- menor desgaste do bico,</p><p>mangueiras e bomba para a</p><p>mesma produção</p><p>- consumo de ar até 60 %</p><p>menor</p><p>Mistura</p><p>- na obra ou na usina</p><p>- possibilidade de utilização</p><p>de misturas pré-dosadas</p><p>- desempenho alterado pela</p><p>umidade da areia</p><p>- na usina e apurada</p><p>- a umidade da areia não</p><p>interfere no processo</p><p>Produção e alcance</p><p>- raramente ultrapassa os 5</p><p>m³/h no campo</p><p>- pode transportar material a</p><p>maiores distâncias</p><p>- 2 a 10 m³/h na projeção</p><p>manual</p><p>- até 20 m³/h na produção</p><p>mecanizada - robô</p><p>Reflexão</p><p>- 15 a 40 % em paredes</p><p>verticais</p><p>- 20 a 50 % para o teto</p><p>- ocorre formação de bolsões</p><p>de material refletido</p><p>- variação do traço na</p><p>estrutura por perda intensa de</p><p>agregado</p><p>- baixa reflexão, que pode ser</p><p>menor de 10 %</p><p>- não ocorre formação de</p><p>bolsões de material refletido</p><p>- pequena perda de agregado</p><p>Qualidade</p><p>- alta resistência devido ao</p><p>baixo fator a/c</p><p>- menor homogeneidade do</p><p>material</p><p>- depende da</p><p>experiência da</p><p>mão-de-obra</p><p>- maior dificuldade para</p><p>obter resistências elevadas</p><p>(alto fator a/c)</p><p>- maior homogeneidade na</p><p>qualidade</p><p>Velocidade de impacto</p><p>- maior, com melhor</p><p>aderência de aplicação no</p><p>teto</p><p>- maior facilidade de</p><p>compactação do material</p><p>- geralmente adequada para</p><p>emprego em túneis e minas</p><p>- material menos</p><p>compactado, geralmente</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>108</p><p>Aditivos</p><p>- em pó: adicionados na</p><p>betoneira ou antes da cuba de</p><p>alimentação</p><p>- líquidos: adicionados junto</p><p>ao bico de projeção</p><p>- utiliza-se apenas os aditivos</p><p>líquidos</p><p>Poeira e névoa</p><p>- grande produção de poeira</p><p>- dificuldade de visualização</p><p>do trabalho</p><p>- formação de ambiente</p><p>insalubre (em túneis, exige</p><p>ventilação)</p><p>- muito pouca formação de</p><p>poeira</p><p>- melhor visibilidade</p><p>- pode produzir névoa de</p><p>aditivo líquido de alta</p><p>alcalinidade e tóxica,</p><p>exigindo ventilação</p><p>Versatilidade</p><p>- pode ser utilizada para</p><p>jateamento de areia, projeção</p><p>de argamassa, materiais</p><p>refratários e recobrimentos</p><p>- pode ser utilizada com</p><p>sistema de bombeamento</p><p>convencional</p><p>Flexibilidade</p><p>- facilidade de interrupção,</p><p>com pouca ou nenhuma</p><p>perda de material</p><p>- ajustável às condições da</p><p>superfície (em presença de</p><p>água)</p><p>- exige planejamento</p><p>cuidadoso para minimizar</p><p>perdas por interrupção do</p><p>trabalho</p><p>- apresenta dificuldade de</p><p>operação em superfície</p><p>molhada (exige maiores</p><p>teores de aditivos</p><p>aceleradores)</p><p>A escolha do processo de produção mais adequado depende de vários fatores, dentre os</p><p>quais se pode citar: custo e manutenção dos equipamentos, características operacionais,</p><p>adequação e disponibilidade dos agregados e características do lançamento.</p><p>9.3 REFLEXÃO DO CONCRETO PROJETADO</p><p>A reflexão do concreto projetado se dá quando o concreto impacta a superfície que está</p><p>sendo revestida. O forte impacto do concreto na superfície faz com que parte dele sofra o rebote</p><p>e caia no chão, não sendo incorporado ao revestimento da superfície. A reflexão é um dos fatores</p><p>que determinam a viabilidade econômica do concreto projetado, pois o material refletido não</p><p>pode ser reempregado na projeção.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>109</p><p>Os fatores que determinam a maior ou menor reflexão vão desde o traço do concreto, a</p><p>qualidade dos materiais e o ângulo de projeção até as condições da superfície (FIGUEIREDO,</p><p>1992).</p><p>O concreto projetado por via seca apresenta maior reflexão que o por via úmida, mas</p><p>mesmo no segundo caso a reflexão deve ser minimizada ao máximo, por razões econômicas.</p><p>A reflexão do concreto projetado é representada pelo Índice de Reflexão (IR), que é a</p><p>relação entre a massa de material refletido (MR) e a massa total projetada (MT) (SILVA, 1997).</p><p>100x</p><p>MT</p><p>MR (%) IR =</p><p>De maneira geral, recomenda-se realizar o ensaio de medida de índice de reflexão em</p><p>uma condição de projeção em obra porque esta situação traz resultados mais realistas.</p><p>9.4 PROBLEMAS INERENTES</p><p>São quatro os defeitos mais comuns que ocorrem no concreto projetado: laminação,</p><p>oclusão de material refletido, efeito de “sombra” e alterações na superfície do produto final. Tais</p><p>defeitos reduzem a resistência mecânica do material, bem como sua durabilidade.</p><p>A laminação, como o próprio nome indica, corresponde à formação de camadas com</p><p>características diferentes, resultando num produto final anisotrópico e de durabilidade reduzida.</p><p>As causas geradoras de tal defeito podem ser: o próprio modo de jateamento do material, a</p><p>utilização de mão-de-obra pouco qualificada ou supervisão inadequada e a mistura incorreta dos</p><p>materiais secos. Uma outra causa, menos importante seria a utilização de aditivos aceleradores à</p><p>base de aluminato. Em virtude da pequena espessura das peças de argamassa armada, o efeito de</p><p>laminação não é preocupante, pois, geralmente se atinge a espessura desejada com apenas uma</p><p>camada.</p><p>A oclusão de material decorre da reflexão: os agregados refletidos, ao invés de se</p><p>precipitarem no chão, aderem-se às barras da armadura, às fôrmas, às cambotas e aos cantos. Ao</p><p>se projetar sobre as superfícies onde este material está aderido, eles se incorporam à camada de</p><p>concreto projetado, formando um material poroso e com carência de finos. Tais regiões</p><p>apresentam então baixa resistência e alta permeabilidade. Estas falhas devem ser removidas</p><p>preferencialmente antes do seu endurecimento. O controle desse defeito é visual e feito pelo</p><p>mangoteiro.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>110</p><p>O efeito de “sombra” está relacionado à projeção sobre armaduras. Uma projeção</p><p>inadequada, decorrente de uma distância de projeção incorreta ou o uso excessivo de aditivos</p><p>aceleradores, provoca a formação de vazios atrás das barras da armadura (Figura 52). Isto é</p><p>essencialmente perigoso, pois facilita a exposição do aço a agentes agressivos, que podem</p><p>provocar sua corrosão. O efeito de “sombra” é mais intenso em projeções sobre barras de maior</p><p>diâmetro.</p><p>Figura 52 - Esquema de ocorrência de efeito de “sombra” (FIGUEIREDO, 2002).</p><p>Um quarto defeito que pode surgir em peças moldadas em concreto projetado é a</p><p>existência de imperfeições superficiais. A Tabela 5 indica as principais imperfeições que podem</p><p>ocorrer, juntamente com suas causas.</p><p>Tabela 5 - Imperfeições superficiais do processo de projeção e suas causas.</p><p>Tipo de Imperfeição Causa Provável</p><p>Grandes eflorescências</p><p>Uso excessivo ou inadequado de aditivos</p><p>aceleradores de pega ou de outros produtos</p><p>químicos</p><p>Afloramentos dos agregados graúdos</p><p>(aparência superficial rústica)</p><p>A água em excesso, ao escorrer pela</p><p>superfície, provoca a lavagem dos finos</p><p>Formação de dunas na superfície</p><p>Ângulo de projeção incorreto</p><p>Variações na rugosidade e manchas</p><p>superficiais</p><p>Manejo inadequado do bico de projeção</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>111</p><p>9.5 MATERIAIS</p><p>A qualidade dos materiais constituintes do concreto projetado influencia as propriedades</p><p>do produto final. Portanto, a escolha dos materiais mais adequados, seu transporte e</p><p>armazenamento devem satisfazer a certas condições especificadas.</p><p>Após o exame de vários aspectos relacionados à durabilidade, FIGUEIREDO (1992)</p><p>afirma ser possível a obtenção de um concreto projetado de boa qualidade a partir de materiais</p><p>convencionais e uma equipe habilitada. O ponto crítico do processo tem sido a mão-de-obra,</p><p>capaz de tornar um material de qualidade em potencial em outro cheio de falhas executivas. O</p><p>ACI chega a apontar a equipe de projeção como o elemento mais importante para o sucesso do</p><p>empreendimento. Portanto, para se obter um concreto projetado com as qualidades desejadas</p><p>deve haver um rigoroso controle de qualidade, que está relacionado, por sua vez, ao</p><p>conhecimento, à habilidade e à experiência.</p><p>9.5.1 Cimento</p><p>As especificações para o cimento empregado em concreto projetado seguem as mesmas</p><p>regras referentes àqueles utilizados em concreto convencional. Mas, durante a determinação das</p><p>proporções da mistura deve-se estar atento ao fato do teor final de cimento ser maior que o</p><p>dosado.</p><p>GEBLER (1989) indica o uso de cimentos de composição regulada para a projeção de</p><p>concretos em estruturas onde o tempo disponível para a execução dos trabalhos seja curto. Tais</p><p>cimentos constituem-se basicamente de alita, fluor-aluminato de cálcio e um retardador</p><p>adequado. As principais vantagens do cimento de composição regulada é dispensar o uso de</p><p>aditivos aceleradores e desenvolver resistências elevadas a pequenas idades.</p><p>No concreto projetado, um aumento do consumo de cimento não é fator preponderante</p><p>para a elevação da resistência à compressão, sendo a umidificação adequada da mistura um dos</p><p>fatores principais (senão o principal) para que</p><p>isto aconteça. Isto porque misturas com um teor de</p><p>umidade ótimo proporcionam máxima compactação com boa aderência.</p><p>Praticamente não há restrições quanto ao tipo de cimento empregado na projeção de</p><p>concretos. Deve-se ter cuidado apenas com cimentos muito finos, como os de alta resistência</p><p>inicial. Os efeitos negativos que poderiam surgir desse uso seriam um aumento da liberação de</p><p>pó e maior probabilidade de ocorrer entupimentos na câmara do rotor. O primeiro efeito decorre</p><p>da dificuldade de umedecimento dos materiais de elevada área específica. Quando o teor de água</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>112</p><p>na mistura é elevado, os grãos de cimento tendem a se aderir às paredes da câmara do rotor, o</p><p>que provoca os entupimentos. Em contrapartida, tem-se como efeito positivo do uso de cimentos</p><p>finos uma diminuição da reflexão, em virtude destes cimentos proporcionarem a obtenção de</p><p>misturas mais coesas.</p><p>Cimentos Portland comuns (equivalentes ao ASTM tipo I ou NBR CP I ou CP I-S) são os</p><p>mais recomendados pela literatura. Entretanto, no Brasil, os cimentos de alta resistência inicial</p><p>(ARI ou ARI-RS) são os mais empregados, principalmente em obras subterrâneas.</p><p>9.5.2 Agregados</p><p>À medida que se aumenta o teor de agregados, bem como sua dimensão, elevam-se os</p><p>índices de reflexão. A primeira causa é justificada pelo fato de um maior número de agregados</p><p>aumentar a probabilidade de colisões entre eles. Para que o agregado se fixe à camada projetada,</p><p>é necessário que haja uma camada de amortecimento suficiente para absorver a energia do</p><p>impacto. Ora, agregados maiores exigem maior energia para serem fixados. Portanto, a formação</p><p>do colchão de amortecimento demandará mais tempo, resultando num índice de reflexão maior.</p><p>Logicamente, quanto maior o teor de finos na mistura, menor será a reflexão. É por isso que o</p><p>uso de sílica ativa é indicado para reduzir a reflexão, pois além de elevar o teor de finos, aumenta</p><p>a coesão do material, justamente pela sua elevada finura.</p><p>9.5.3 Água</p><p>A água utilizada na mistura deve estar isenta de substâncias deletérias tanto ao aço quanto</p><p>ao concreto. Recomenda-se o uso de água potável. Caso contrário, o ACI afirma ser necessária a</p><p>realização de ensaios de qualidade da água disponível, a fim de se detectar a existência de</p><p>agentes agressivos ao material.</p><p>Elevando-se o teor de água na mistura, diminui-se a produção de poeira e aumenta-se sua</p><p>plasticidade. Isto significa uma maior capacidade de absorção da energia proveniente do impacto</p><p>dos agregados e, conseqüentemente, uma menor reflexão. No entanto, se o teor de umidade for</p><p>excessivamente elevado, ocorre uma fluidificação da mistura, acarretando perda de coesão e</p><p>conseqüentes desplacamentos.</p><p>É pelos motivos citados acima que o processo por via úmida mostra-se vantajoso em</p><p>relação ao índice de reflexão. FIGUEIREDO (1992) afirma: “isto ocorre devido a dois fatores</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>113</p><p>básicos, quais sejam, a maior coesão do material projetado por via úmida, que já vem total e</p><p>homogeneamente umidificado, e a menor velocidade de projeção em relação à via seca”.</p><p>No processo de projeção por via seca o controle de umidificação deve visar a obtenção de</p><p>um teor de umidade ótimo, de modo a maximizar a compactação e, conseqüentemente, a</p><p>resistência mecânica do produto final. Um expediente empregado para se reduzir a produção de</p><p>poeira inerente ao processo consiste em se realizar uma pré-umidificação da mistura (via semi-</p><p>úmida).</p><p>9.5.4 Aditivos</p><p>Os aditivos utilizados na projeção de concretos ou argamassas podem ter a finalidade de</p><p>melhorar as características da mistura fresca ou as propriedades do material endurecido. O ACI</p><p>recomenda que, antes de serem utilizadas em larga escala, as misturas que fazem uso de aditivos</p><p>devem ser testadas e avaliadas. Ele alerta ainda para dois aspectos: alguns aditivos aceleradores</p><p>são prejudiciais à saúde de quem os manuseia e podem resultar em reduções consideráveis na</p><p>resistência última do concreto projetado.</p><p>Os aditivos incorporadores de ar, que podem ser utilizados no processo por via úmida,</p><p>tendem a tornar a mistura mais trabalhável e com menores índices de reflexão. Este tipo de</p><p>aditivo é bastante utilizado em regiões sujeitas a congelamento e degelo.</p><p>Os aditivos aceleradores são os mais utilizados nos processos de projeção. A sua função é</p><p>obter um rápido endurecimento do material, além de garantir a execução de camadas espessas</p><p>numa só passada. Este último aspecto relaciona-se ao aumento da reflexão e da heterogeneidade</p><p>conforme se aumenta o número de camadas necessárias para se atingir determinada espessura. É</p><p>válido ressaltar que este aspecto não é importante para o trabalho em questão, pois a espessura</p><p>dos elementos de argamassa armada é bem pequena, sendo necessária, portanto, apenas uma</p><p>camada de aplicação.</p><p>Os aditivos plastificantes e superplastificantes, empregados para reduzir o teor de água na</p><p>mistura sem prejudicar a trabalhabilidade, são mais empregados no processo por via úmida.</p><p>Em vista do que foi dito acima, percebe-se que o controle do teor de aditivos é</p><p>fundamental por três aspectos: o alcance de resistências elevadas rapidamente; a obtenção de</p><p>fluidez que melhore a trabalhabilidade, mas suficiente para não ocorrer desplacamentos; a</p><p>melhoria das propriedades a pequenas idades sem provocar um prejuízo muito grande à</p><p>durabilidade do material. Segundo o ACI, esse controle é mais facilmente realizado com o uso de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>114</p><p>aditivos líquidos, cuja dosagem poderia ser controlada por uma bomba dosadora, proporcionando</p><p>uma maior homogeneização do aditivo na mistura.</p><p>FIGUEIREDO (1992) ressalta a importância do uso de dosadores de aditivo: “a utilização</p><p>de dosadores é fundamental por dois aspectos. Em primeiro lugar porque, da precisão com que é</p><p>dosado o aditivo depende do desempenho do material. Em segundo lugar, quando se utiliza o</p><p>dosador, reduz-se o contato do operário com um material que traz riscos à saúde”.</p><p>Entre os componentes do concreto, o aditivo é o mais susceptível à perda de suas</p><p>propriedades devido a más condições de armazenamento. Logo, deve-se tomar uma série de</p><p>cuidados na estocagem do produto.</p><p>9.5.5 Adições</p><p>Materiais pozolânicos podem ser adicionados ao concreto projetado para melhorar sua</p><p>trabalhabilidade e facilitar o bombeamento nos processos por via úmida. As pozolanas</p><p>colaboram para o aumento da resistência do material ao ataque de sulfatos e para a redução das</p><p>reações álcali-agregado. Mas o ACI alerta que o uso de pozolanas em substituição a parte do</p><p>cimento pode resultar em ganhos de resistência inicial mais baixos.</p><p>A sílica ativa pode ser considerada com uma super-pozolana, cujo uso melhora a adesão e</p><p>a coesão — o que resulta em menores índices de reflexão (FIDJESTOL,1993) e menor risco de</p><p>ocorrer desplacamentos. O seu uso parece promissor, principalmente para reduzir ou substituir os</p><p>aditivos aceleradores. Isto porque ela apresenta grande facilidade de aplicação em presença de</p><p>umidade e, ao contrário dos aditivos aceleradores, traz benefícios às propriedades do material</p><p>endurecido, tais como o aumento da resistência à compressão e da durabilidade e a redução da</p><p>permeabilidade.</p><p>Dois inconvenientes da utilização de sílica ativa seriam uma maior geração de poeira e</p><p>uma maior dificuldade de umidificação — efeitos causados pelo seu alto módulo de finura e</p><p>elevada área específica. Estes efeitos negativos podem ser combatidos pré-misturando-se a sílica</p><p>ativa à água, formando uma nata que só então será adicionada à mistura.</p><p>Uma outra alternativa para a melhoria de algumas propriedades do concreto projetado é a</p><p>adição de fibras à matriz.</p><p>No caso de fibras de aço, os aspectos</p><p>relacionados ao seu uso são:</p><p>• aumento da ductilidade e da resistência à fissuração e ao impacto;</p><p>• desempenho em alguns casos comparável ao concreto reforçado com telas de aço;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>115</p><p>• o teor de fibras incorporado à matriz é diferente do teor dosado para a mistura, em</p><p>virtude de haver grandes perdas por reflexão;</p><p>• ao se aumentar o comprimento das fibras, eleva-se também a resistência ao</p><p>cisalhamento, além de melhorar o comportamento pós-fissuração. Em contrapartida,</p><p>as fibras mais longas favorecem o entupimento dos condutos, aumentam os índices</p><p>de reflexão e reduzem a trabalhabilidade. CEDERQVIST (1988) recomenda que a</p><p>relação de aspecto (comprimento/diâmetro da fibra) seja inferior a 100.</p><p>• as fibras curtas são mais facilmente misturadas e bombeadas, além de refletirem</p><p>menos. No entanto, o comportamento pós-fissuração não é tão bom. RICHARDSON</p><p>(1990) comenta que o comprimento de fibra comumentemente utilizado é de cerca de</p><p>2,5 cm.</p><p>ARMELIN & HELENE (1995) apresentam uma fórmula para avaliar a porcentagem de</p><p>perda no teor de fibras causado pela reflexão. Aplicando valores experimentais à equação, eles</p><p>estimaram perdas de até 30 % para a projeção por via úmida e superiores a 50 % para a projeção</p><p>por via seca. Eles observaram ainda o comportamento anisotrópico do material: a orientação das</p><p>fibras influencia a resistência à compressão. Já o comportamento à flexão é influenciado pelo</p><p>tipo e taxa de fibras e pelo aditivo acelerador utilizados. Em virtude disso, não é recomendável</p><p>estimar o desempenho do concreto projetado com fibras a partir dos resultados obtidos para o</p><p>concreto com fibras moldado no local — mesmo com composições idênticas.</p><p>As fibras de polipropileno não exigem equipamento diferenciado para sua aplicação e</p><p>proporcionam uma redução dos índices de reflexão. Contudo, nem sempre provocam mudanças</p><p>significativas nas propriedades do produto final.</p><p>RICHARDSON (1990) observou que as fibras longas de polipropileno aumentam a</p><p>capacidade do concreto em absorver carga após a fissuração. Tal comportamento é atribuído ao</p><p>maior comprimento de aderência fibra/concreto, uma vez que as fibras curtas tendem a ser</p><p>arrancadas quando submetidas a esforços axiais. O autor comenta ainda que a reflexão das fibras</p><p>de polipropileno não constitui risco de ferimentos aos funcionários da obra.</p><p>As fibras e a sílica ativa podem ser consideradas complementares. O uso das primeiras</p><p>aumenta a reflexão, que é combatida pelo aumento da coesão e da aderência provocado pela</p><p>adição de sílica ativa. A utilização desta última gera um aumento de resistência mecânica do</p><p>material, mas em contrapartida surge um comportamento à ruptura mais frágil. Este efeito pode</p><p>ser combatido pelas fibras, que aumentam a tenacidade do material.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>116</p><p>9.6 EQUIPAMENTOS PARA PROJEÇÃO DO CONCRETO</p><p>Os componentes básicos do equipamento para a projeção de concretos e argamassas são:</p><p>máquina de projeção (bomba ou canhão), compressor de ar, misturador (betoneira), bomba de</p><p>água, mangueiras e bico de projeção. O equipamento pode dispor ainda de alimentador e dosador</p><p>de aditivos.</p><p>Antes da escolha do equipamento a ser utilizado, deve-se realizar uma minuciosa</p><p>avaliação da extensão e do tipo do trabalho, das condições no canteiro de obras, da qualidade e</p><p>disponibilidade dos agregados e da mão de obra e tempo disponíveis. Tal cuidado é fundamental</p><p>para uma boa aplicação, cujo sucesso requer um equipamento com operação e manutenção</p><p>apropriadas.</p><p>O cuidado com a manutenção do equipamento relaciona-se à necessidade de se ter um</p><p>material o mais homogêneo possível: o equipamento de projeção deve estar sempre em</p><p>condições de evitar grandes variações de fluxo da mistura seca — o que produziria um material</p><p>heterogêneo.</p><p>Os equipamentos para projeção por via seca podem ser classificados em (a) com câmara</p><p>de alimentação simples ou dupla e (b) com alimentação contínua (Figura 53 a Figura 56).</p><p>Figura 53 - Bomba de projeção por via seca com</p><p>câmara simples (ACI, 1994).</p><p>Figura 54 - Bomba de projeção por via seca com</p><p>câmara simples e disco alimentador (ACI, 1994).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>117</p><p>Figura 55 - Bomba de projeção por via seca com câmara dupla (ACI, 1994).</p><p>Figura 56 - Esquema da bomba de projeção por via seca de rotor tipo calha em “U” (ACI, 1994).</p><p>Para a projeção por via úmida os equipamentos podem ser de dois tipos: com alimentação</p><p>pneumática ou por deslocamentos constantes (Figura 57 a Figura 59).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>118</p><p>Figura 57 - Bomba de projeção pneumática por via úmida (ACI, 1994).</p><p>Figura 58 - Esquema de bombeamento por compressão no processo por via úmida (ACI, 1994).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>119</p><p>Figura 59 - Desenho esquemático de bomba de deslocamento de tipo pistão por via úmida (ACI, 1994).</p><p>GLASSGOLD (s/d) apud FIGUEIREDO (1992) afirma: “a qualidade do concreto</p><p>projetado aplicado, incluindo sua durabilidade, é diretamente proporcional à velocidade de</p><p>projeção”. A projeção por via úmida proporciona velocidades mais baixas que as alcançadas</p><p>pela via seca. Isto pode ocasionar um nível de compactação mais baixo, o que explica, em parte,</p><p>o melhor desempenho apresentado por concretos projetados por via seca. No entanto, apesar de</p><p>ser fato conhecido que altas velocidades proporcionam melhor compactação, não há parâmetros</p><p>quantitativos que definam alta velocidade.</p><p>A velocidade de projeção influencia ainda a resistência à compressão do material e a</p><p>reflexão. A primeira propriedade decorre do grau de compactação: concretos mais compactos</p><p>apresentam maior resistência mecânica. O índice de reflexão relaciona-se à energia de impacto:</p><p>velocidades mais altas provocam um aumento dessa energia e, portanto, da reflexão.</p><p>Entre os fatores que influenciam a velocidade de projeção, o ar comprimido ocupa uma</p><p>posição de destaque. O seu fornecimento com pressão e vazão adequadas são essenciais para a</p><p>obtenção da velocidade de projeção que atenda às especificações do material. É preciso atentar</p><p>que velocidades exageradas, além de aumentar a reflexão, provocam uma maior liberação de</p><p>poeira (no caso de via seca), piorando as condições de trabalho para os operários.</p><p>O fornecimento de ar comprimido está diretamente relacionado às características do</p><p>compressor. Deve-se dispor de tal equipamento com capacidade e em condições adequadas para</p><p>atender à demanda exigida pela máquina de projeção. A pressão do compressor deve ser ajustada</p><p>de acordo com sua idade, altitude, comprimento do mangote, altura de recalque, tipo de</p><p>equipamento, massa de material a ser transportado e o número de singularidades (dobras,</p><p>cotovelos, reduções, junções, etc).</p><p>Outro fator que influencia a velocidade de projeção são as características do bico.</p><p>Reduzindo-se o diâmetro do bocal, aumenta-se a velocidade de projeção (e conseqüentemente a</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>120</p><p>reflexão). Com este intuito, pode-se usar bicos simplesmente afunilados ou bicos especiais. Além</p><p>de velocidade adequada, o bico de projeção deve proporcionar uma boa umidificação da mistura</p><p>e a formação de um cone de projeção com a maior concentração possível.</p><p>A alimentação da máquina de projeção com os materiais secos pode ser manual ou</p><p>mecânica (Figura 60 e Figura 61). Ao primeiro tipo são inerentes a falta de homogeneidade e</p><p>falhas no proporcionamento da mistura, principalmente os aditivos. Uma alternativa seria uma</p><p>alimentação contínua através de equipamento mecânico. Este segundo</p><p>tipo de alimentação</p><p>garante um fluxo constante de materiais secos, aumentando a produtividade, facilitando a</p><p>dosagem de aditivos (quando utilizados em pó) e reduzindo as perdas de material. O alimentador</p><p>mecânico pode ser provido de esteira rolante ou rosca-sem-fim — este segundo tipo proporciona</p><p>uma melhor mistura do aditivo com os materiais e, conseqüentemente, uma maior</p><p>homogeneidade do produto final.</p><p>Figura 60 - Alimentação manual da máquina de projeção (FIGUEIREDO, 1992).</p><p>Figura 61 - Alimentação mecânica da máquina de projeção (FIGUEIREDO, 1992).</p><p>A vazão fornecida pela alimentadora deve ser igual à produtividade da máquina de</p><p>projeção. Com este fim, as alimentadoras devem dispor de reservatório que garanta o correto</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>121</p><p>fornecimento do material. No entanto, deve-se evitar uma longa permanência dos materiais</p><p>dentro dele para que não ocorram perdas por pré-hidratação.</p><p>9.6.1 Equipamentos de Projeção para Via Seca</p><p>Para via seca são necessários pelo menos os seguintes equipamentos e acessórios,</p><p>conforme a montagem convencional apresentada na Figura 62.</p><p>Figura 62 - Montagem da aplicação convencional do concreto projetado (www.solotrat.com.br).</p><p>• Bomba de projeção: recebe adequadamente misturado o concreto seco e o disponibiliza</p><p>para aplicação. É necessário que os equipamentos estejam em perfeitas condições de</p><p>trabalho, as peças de consumo devem estar com desgaste aceitável e a máquina sempre</p><p>bem ajustada.</p><p>• Compressor de ar: acoplado à bomba de projeção, fornece energia em vazão e pressão</p><p>corretas, para conduzir o concreto até o local de aplicação.</p><p>• Bomba de água: fornece água em vazão e pressão junto ao bico de projeção. Pode ser</p><p>distribuída pela rede pública de fornecimento de água.</p><p>• Mangote: é o duto por onde o concreto é conduzido da bomba ao ponto de aplicação,</p><p>podendo ser de borracha ou metálico.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>122</p><p>• Bico de projeção: peça instalada na extremidade de saída do mangote junto à aplicação.</p><p>• Anel de água: aclopado entre o final do mangote e o bico de projeção, possui função de</p><p>adicionar água ao concreto.</p><p>• Pré-umidificador: instalado a cerca de 3,0 m do bico de projeção, visa fornecer água ao</p><p>concreto seco, antes do ponto de aplicação.</p><p>9.7 EQUIPE DE TRABALHO</p><p>Cerca de oito pessoas podem constituir uma equipe básica de projeção. As funções que</p><p>definem o trabalho são:</p><p>• encarregado: dedica-se à organização e ao gerenciamento do trabalho, à motivação dos</p><p>demais elementos da equipe, à manutenção das condições de segurança e ao controle de</p><p>qualidade;</p><p>• mangoteiro: responsável pela aplicação do concreto. No processo via seca é ele quem faz</p><p>o controle visual do teor de água na mistura. O correto posicionamento do bico de</p><p>projeção é tarefa dele, em ambos os processos. Daí sua importância capital na qualidade</p><p>do produto final.</p><p>• auxiliar de mangoteiro: ajuda o mangoteiro na movimentação do bico, transmite as</p><p>informações deste ao restante da equipe e pode realizar a limpeza das áreas adjacentes à</p><p>projeção;</p><p>• operador da máquina de projeção: deve zelar pelo bom funcionamento da máquina de</p><p>projeção e pelo fornecimento de um fluxo constante de material;</p><p>• operador de betoneira: responsável pela adequação entre dosagem especificada e mistura</p><p>executada;</p><p>• encarregado de acabamento: faz o acabamento do material projetado — no caso de</p><p>reservatórios, esse acabamento resume-se ao alisamento da superfície;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>123</p><p>• ajudantes: transportam equipamentos, mangueiras e materiais, removem os detritos da</p><p>reflexão e limpam a área de trabalho. Desempenham funções de suporte ao andamento</p><p>geral do trabalho.</p><p>9.8 PROCESSO DE EXECUÇÃO</p><p>9.8.1 Procedimentos preliminares</p><p>a) Preparação da superfície</p><p>O desempenho do concreto projetado depende também das condições da superfície que o</p><p>recebe. As condições do substrato influenciam tanto no momento da aplicação — superfícies</p><p>irregulares e rígidas provocam um aumento da reflexão — quanto nas condições do material</p><p>endurecido — em virtude da aderência substrato/concreto.</p><p>Percebe-se, portanto, que o primeiro passo para a projeção de concretos é a preparação da</p><p>superfície que irá recebê-lo.</p><p>As superfícies de projeção podem ser de terra, de concreto, de aço, de alvenaria ou de</p><p>madeira. Para o caso em questão, interessa discorrer apenas sobre substratos de concreto ou</p><p>alvenaria — pois são eles que podem constituir a regularização da camada de filtro ou o próprio</p><p>filtro em si.</p><p>A preparação das superfícies de concreto consiste na remoção de regiões onde existam</p><p>fissuras em demasia, lascas e concreto solto ou deteriorado. Na região de extração do concreto</p><p>defeituoso deve ser feito um reparo, evitando-se mudanças bruscas de espessura e bordas</p><p>onduladas. Se o substrato de concreto for muito liso, deve-se aumentar a rugosidade da</p><p>superfície por jateamento de areia ou outro meio mecânico.</p><p>Após a conclusão dos reparos, deve-se proceder à limpeza da superfície por meio de</p><p>jateamento de água ou areia. Se o último meio for utilizado, os grãos soltos devem ser removidos</p><p>por aspersão de ar comprimido. Para evitar a absorção de água da mistura projetada, deve-se</p><p>umidificar a superfície de aplicação — é válido ressaltar que não deve existir água em excesso,</p><p>senão o efeito será contrário ao desejado.</p><p>O preparo de substratos de alvenaria é semelhante aos de concreto. Atenção especial deve</p><p>ser dada à pré-umidificação, pois o seu coeficiente de absorção é maior que o de concretos.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>124</p><p>b) Fôrmas</p><p>As fôrmas devem possuir rigidez suficiente para receber o impacto da projeção sem</p><p>apresentar grandes deformações ou vibração excessiva. Elas podem ter como material</p><p>constituinte a madeira, o aço, papelão reforçado com telas ou sarrafos de metal expandido.</p><p>No caso de piscinas e reservatórios enterrados, as fôrmas (ou anteparos) seriam</p><p>necessárias apenas nos casos onde, por algum motivo construtivo, a camada de filtro tivesse de</p><p>ser executada posteriormente à moldagem da membrana.</p><p>c) Armaduras</p><p>O dimensionamento da armadura obedece ao mesmo critério daquelas para concreto</p><p>convencional. Uma combinação de barras e telas pode reduzir o número de telas necessárias em</p><p>elementos mais espessos, suprindo a carência de seção transversal de armadura — essa redução</p><p>do número de telas também facilita a aplicação do concreto. O ACI ressalta que o arranjo de</p><p>armadura deve ser feito de modo a facilitar a projeção e minimizar a formação de vazios e</p><p>bolsões de areia.</p><p>Outro cuidado de extrema importância é a fixação das armaduras. Elas devem estar</p><p>devidamente amarradas com arame a fim de se evitar vibrações (que podem gerar vazios nas</p><p>regiões adjacentes às barras e falhas na aderência) e deslocamentos — no caso de peças de</p><p>pequena espessura, a garantia do cobrimento é fundamental.</p><p>Devem ser evitados nós de amarração muito grandes, pois eles podem favorecer a</p><p>formação de vazios e bolsões de areia.</p><p>As sobreposições de telas devem ser de pelo menos uma vez e meia o espaçamento entre</p><p>os seus fios, além de serem devidamente amarradas.</p><p>Caso seja necessário mais de uma tela, projeta-se o concreto na primeira camada de telas</p><p>e só então procede-se à colocação e moldagem da próxima camada. Quando for utilizada uma</p><p>combinação de barras e telas, as últimas são dispostas exteriormente às primeiras.</p><p>As barras da armadura devem estar isentas de quaisquer impurezas.</p><p>d) Fixação das armaduras</p><p>Ancorar, apoiar ou garantir o cobrimento e espaçamento da armadura são as funções de</p><p>alguns dispositivos especiais, comumentemente</p><p>utilizados no sistema de projeção de concretos e</p><p>argamassas. Alguns destes dispositivos são: cavilhas de expansão, pinos de aço, pregos</p><p>especiais, grampos auto-perfuráveis e anteparos de ampliação. Também podem ser utilizados</p><p>adesivos em alguns casos.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>125</p><p>A escolha do dispositivo de fixação relaciona-se à extensão da obra, ao tipo de armadura</p><p>empregado, à posição de projeção, ao tamanho do dispositivo, à sua quantidade e ao seu custo. O</p><p>ACI ressalta a importância de se seguir rigorosamente as prescrições do fabricante para a</p><p>colocação dos dispositivos.</p><p>Para peças menos espessas, os dispositivos de fixação mais utilizados são os pregos e</p><p>cavilhas de expansão.</p><p>O ACI recomenda que o espaçamento entre dispositivos de ancoragem não deve ser</p><p>superior a:</p><p>1 - 90 cm para projeção em pisos;</p><p>2 - 60 cm para projeção em superfícies verticais e inclinadas.</p><p>Outra recomendação é de que os espaçadores e dispositivos de fixação não devem</p><p>dificultar o cobrimento adequado da armadura.</p><p>e) Controle de alinhamento</p><p>A fim de se obter as espessuras especificadas em projeto e uma superfície plana regular,</p><p>faz-se necessário alguns expedientes que garantam um correto alinhamento. Fios esticados,</p><p>faixas de guia, espaçadores, barras graduadas cravadas no substrato, e mesmo fôrmas</p><p>convencionais, são utilizadas com o intuito de se garantir a espessura desejada.</p><p>As barras graduadas cravadas no substrato devem ser aplicadas onde os orifícios de</p><p>perfuração não sejam prejudiciais à estrutura. Portanto, para as peças de pequena espessura de</p><p>que trata o presente trabalho, não é recomendável o uso deste tipo de dispositivo.</p><p>f) Juntas</p><p>As juntas de concretagem devem ser executadas de modo a evitar o enfraquecimento da</p><p>região. Para tanto, recomenda-se que as bordas sejam afuniladas (inclinadas) e, antes da projeção</p><p>seguinte, devem ser limpas e pré-umidificadas.</p><p>g) Proteção das superfícies adjacentes</p><p>As superfícies próximas à região de projeção devem ser protegidas, por dois motivos: o</p><p>primeiro refere-se aos danos causados pelos resíduos de projeção em equipamentos ou</p><p>estruturas; o segundo motivo está relacionado à qualidade do concreto — caso haja projeção</p><p>sobre o material refletido, o produto final resultará mais pobre e com aderência insatisfatória.</p><p>Entre os tipos de proteção que podem ser levados a efeito citam-se: cobrimento das áreas</p><p>adjacentes com madeira compensada, filme plástico ou lonas; proteção das superfícies com</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>126</p><p>graxa, óleo diesel ou outros materiais facilmente removíveis. Caso não sejam empregados</p><p>nenhum desses métodos, deve-se proceder à limpeza das áreas com resíduos antes do</p><p>endurecimento destes.</p><p>9.9 DOSAGEM</p><p>Antes que sejam abordados métodos de dosagem para o concreto projetado, fazem-se</p><p>necessários alguns esclarecimentos de ordem geral. Inicialmente, deve-se destacar que existe</p><p>uma diferença entre os concretos projetados por via seca e por via úmida no que se refere a</p><p>parâmetros de dosagem.</p><p>Para o concreto projetado por via úmida, a dosagem dos materiais segue as linhas básicas</p><p>dos concretos convencionais. Mas, antes de se dosar a mistura, é necessário lembrar algumas</p><p>diferenças entre os métodos, quais sejam:</p><p>I - a reflexão provoca perdas de agregado graúdo, resultando num concreto com teor de</p><p>finos mais alto;</p><p>II - concretos projetados apresentam um consumo de cimento mais elevado que os</p><p>executados pelo sistema convencional.</p><p>Tais diferenças também tornam o produto da projeção mais susceptível aos efeitos da</p><p>retração — fenômeno mais crítico no sistema por via úmida.</p><p>Para a projeção por via seca, não existem métodos padronizados que correlacionem</p><p>resistência do concreto e proporção de componentes da mistura.</p><p>O ACI atenta para o fato da resistência à compressão não ser o fator mais importante para</p><p>determinar a qualidade da projeção. Em algumas aplicações, principalmente aquelas constituídas</p><p>por camadas de projeção pouco espessas, a permeabilidade e a durabilidade são aspectos</p><p>essenciais a serem considerados ao se determinar a dosagem dos materiais. Deve-se atentar</p><p>também para:</p><p>• as características desejadas para o concreto e restrições envolvidas;</p><p>• o desempenho e as especificações relativas ao trabalho;</p><p>• o tipo de equipamento ser adequado à projeção (se por via seca ou úmida, com ou</p><p>sem agregado graúdo).</p><p>Uma curva granulométrica dos agregados bem graduada e uma boa compactação são</p><p>fatores que conduzem a um produto final com bom desempenho. A Betomaq Industrial Ltda.,</p><p>especializada no fornecimento de equipamentos para a projeção de argamassas, recomenda que a</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>127</p><p>curva granulométrica da areia esteja dentro dos limites mostrados na Figura 63. Alerta ainda que</p><p>as argamassas devem ser plásticas, pois misturas muito fluidas tendem a segregar a areia e</p><p>entupir os equipamentos. Afirma que uma argamassa boa para ser utilizada com a colher é a mais</p><p>adequada para bombeamento.</p><p>Figura 63 – Indicação dos limites granulométricos da areia para argamassas bombeáveis (BETOMAQ,</p><p>s/d).</p><p>Em obras de pequeno porte e responsabilidade, costuma-se fazer a dosagem tomando-se</p><p>por base o desempenho demonstrado por obras similares construídas na região. Para estas obras,</p><p>o custo da execução de ensaios em escala real seria proibitivo.</p><p>Este tipo de ensaio consiste na moldagem de parte da estrutura, variando a proporção dos</p><p>componentes, a fim de avaliar o seu desempenho. A estrutura deverá ser construída com o traço</p><p>que mostrar melhores resultados.</p><p>O ACI indica a realização de ensaios em escala real nos casos onde não houver dados</p><p>disponíveis acerca das condições do local da obra e da relação entre as propriedades do concreto</p><p>e o tipo de materiais empregados, a curva granulométrica dos agregados e a resistência da</p><p>argamassa. Este tipo de estudo preliminar não se justifica em trabalhos relativamente pequenos</p><p>ou naqueles onde os materiais, a proporção da mistura, os equipamentos e a mão-de-obra</p><p>mostraram resultados satisfatórios em obras anteriores.</p><p>9.10 MISTURA</p><p>A dosagem dos materiais em peso é a mais indicada. No entanto, dosagens em volume</p><p>podem ser feitas, principalmente nos casos onde houver dificuldade de acesso ou o volume</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>128</p><p>projetado for pequeno. Nestes casos, os agregados são medidos em volume e o cimentos em</p><p>quantidade de sacos.</p><p>Nos casos onde as condições de campo forem desfavoráveis à dosagem em peso, mas o</p><p>trabalho exigir rigor no proporcionamento dos materiais, pode-se usar o expediente de pré-</p><p>misturar os materiais secos em usina, sendo adicionados no local somente a água e os aditivos</p><p>líquidos.</p><p>O teor de umidade da areia é um aspecto de merecida atenção, pois variações nesse valor</p><p>devem evitadas.</p><p>Os aditivos em pó são adicionados à massa quando da mistura dos materiais secos. Já os</p><p>aditivos líquidos, pré-misturados à água, são incorporados à matriz quando esta for adicionada à</p><p>mistura — lembrar que o local de adição da água varia conforme o processo utilizado. Tanto</p><p>para via seca quanto para via úmida, os aditivos aceleradores só devem ser introduzidos no bico</p><p>de projeção.</p><p>Deve-se tomar os devidos cuidados para evitar o embolamento das fibras, garantindo sua</p><p>distribuição uniforme na argamassa — o uso de fibras curtas e/ou coladas favorece esse aspecto.</p><p>9.11 LANÇAMENTO</p><p>O ACI afirma que, sob o ponto de vista da construção, qualidade, utilidade e custo, a</p><p>projeção é mais indicada para elementos de pequena espessura (igual ou inferior a 15 cm), não</p><p>muito armados. Nota-se, portanto, que este método construtivo pode ser promissor para a</p><p>execução de piscinas</p><p>e reservatórios em argamassa armada.</p><p>A projeção também é indicada para casos especiais, onde sejam necessárias estruturas</p><p>leves, impermeáveis, resistentes ao calor ou a ácidos. Em qualquer destes casos, é fundamental</p><p>que a mão-de-obra seja especializada e experiente.</p><p>A Tabela 6 enumera as diferenças entre os métodos de projeção em relação à forma de</p><p>lançamento.</p><p>Como já foi dito anteriormente, a mão-de-obra é fundamental para a obtenção de um</p><p>concreto projetado de boa qualidade: mangoteiros e operadores da máquina de projeção devem</p><p>estar atentos à velocidade e à direção de projeção, à consistência do material e à distância entre o</p><p>bico e a superfície de projeção.</p><p>A falta de água na mistura pode gerar defeitos como laminação e o surgimento de lentes</p><p>de areia, bem como aumenta a reflexão. O excesso dela pode provocar desplacamentos,</p><p>arqueamentos ou segregação. O surgimento de uma superfície do concreto levemente brilhante</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>129</p><p>indica a quantidade de água ideal. Este controle é feito visualmente no processo por via seca, e</p><p>através do abatimento de tronco de cone no processo por via úmida.</p><p>Tabela 6 - Processo de lançamento: via seca x via úmida.</p><p>Via seca Via úmida</p><p>Os materiais secos são colocados diretamente</p><p>no misturador, anteriormente à entrada na</p><p>máquina de projeção.</p><p>A mistura fluida pré-dosada é novamente</p><p>misturada antes do bombeamento.</p><p>Primeiramente injeta-se ar comprimido no</p><p>mangote. A adição de material é feita aos</p><p>poucos, até se atingir um fluxo constante.</p><p>O ar comprimido é injetado somente no bico</p><p>de projeção, com a finalidade de se aumentar</p><p>a velocidade do material projetado.</p><p>A quantidade de ar comprimido e o fluxo de</p><p>material são controlados pelo operador da</p><p>máquina de projeção. O mangoteiro controla</p><p>o teor de água na mistura.</p><p>A quantidade de água e a consistência do</p><p>material são controladas no misturador. O</p><p>mangoteiro ajusta apenas o fluxo de ar</p><p>comprimido. O fluxo de material é</p><p>controlado pelo operador da máquina de</p><p>projeção.</p><p>A suspensão dos trabalhos obedece a</p><p>seguinte ordem de parada: material, água e ar</p><p>comprimido.</p><p>O encerramento dos trabalhos é simples,</p><p>bastando interromper o bombeamento do</p><p>material.</p><p>Fatores importantes para a qualidade do concreto são a velocidade, a direção e o ângulo</p><p>de projeção. Aumentando-se a primeira, melhora-se a compactação, mas elevam-se os índices de</p><p>reflexão. A velocidade de projeção depende do volume e da pressão do ar comprimido, do</p><p>diâmetro e do comprimento do mangote, do tipo e do tamanho do bico de projeção, do tipo de</p><p>material e da sua taxa de bombeamento.</p><p>A distância de projeção geralmente varia entre 0,6 e 1,8 m. Ela está diretamente</p><p>relacionada à velocidade de projeção: velocidades mais baixas exigem distâncias menores.</p><p>O ângulo de projeção deve ser preferencialmente ortogonal à superfície de projeção.</p><p>Ângulos menores que 90° provocam um aumento da reflexão e podem gerar ondulações</p><p>indesejáveis na superfície (Figura 64 e Figura 65). O ângulo mínimo tolerável é de 45°, mas</p><p>aceitável somente quando as condições de trabalho impedirem um melhor posicionamento do</p><p>bico.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>130</p><p>Figura 64 - Influência do ângulo de projeção nos índices de reflexão (ACI, 1994).</p><p>Figura 65 - Correto posicionamento do mangoteiro para projeção vertical (ACI, 1994).</p><p>Durante a aplicação é recomendável que sejam feitos movimentos levemente ovalados</p><p>com o bico de projeção (Figura 66). O intuito dessa medida é homogeneizar o material, além de</p><p>ajudar a reduzir a reflexão.</p><p>Figura 66 - Manipulação do bico de projeção para se obter um concreto projetado de melhor qualidade</p><p>(ACI, 1994).</p><p>Não devem ser feitos movimentos consecutivos de aproximação e afastamento, pois tal</p><p>procedimento gera um aumento da reflexão (desperdiçando material), além de provocar uma</p><p>desnecessária rugosidade da superfície.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>131</p><p>O controle de todos esses parâmetros é feito pelo mangoteiro. A projeção pode ser feita</p><p>em várias camadas. Cada camada é constituída por várias passadas. O detalhamento da execução</p><p>de várias camadas não é importante para o presente trabalho, uma vez que ele trata de elementos</p><p>de pequena espessura, formados por uma única camada de projeção.</p><p>O efeito de “sombra” pode ser evitado aproximando-se o bico de projeção das barras da</p><p>armadura e inclinando-o levemente. A mistura projetada sobre armaduras deve ser um pouco</p><p>mais fluida para permitir o perfeito envolvimento das barras pelo concreto.</p><p>No entanto, essa água não pode ser excessiva, pois, se assim o for, a argamassa poderá</p><p>escorrer pela barra, causando falhas na aderência, surgimento de vazios e enfraquecimento do</p><p>material.</p><p>Em superfícies verticais a projeção deve ser feita de baixo para cima. Quando houver</p><p>quinas, estas devem ser preenchidas em primeiro lugar, só então sendo moldadas as regiões</p><p>centrais (Figura 67).</p><p>Figura 67 - Modo de projeção em cantos (ACI, 1994).</p><p>A fim de se evitar a oclusão do material refletido, pode-se incumbir um auxiliar do</p><p>mangoteiro de realizar a limpeza das áreas com detritos. O auxiliar posiciona-se à frente do</p><p>trabalho do mangoteiro e realiza a limpeza através do jateamento de ar.</p><p>Como dito anteriormente, a reflexão de agregados é inerente ao processo de projeção.</p><p>Deve-se tomar providências apenas para minimizar os índices de material refletido.</p><p>Não se deve reaproveitar os detritos da reflexão. Isto pode causar o enfraquecimento da</p><p>matriz, em virtude da eventual contaminação do agregado.</p><p>Segundo o ACI, as seguintes situações implicam na suspensão dos trabalhos:</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>132</p><p>I) ventos muito fortes — pois dificultam a correta aplicação do concreto;</p><p>II) chuvas — porque podem provocar a lavagem dos finos ou elevar o teor de água na</p><p>mistura, enfraquecendo-a.</p><p>Para a projeção por via seca em regiões de clima quente, o tempo entre a mistura e a</p><p>aplicação do concreto não deve exceder 15 min. O acabamento da superfície deve ser feito logo</p><p>em seguida, procedendo-se à cura. O ACI recomenda que a temperatura do material deve</p><p>permanecer entre 10 e 38 °C.</p><p>O sistema de projeção pode trazer riscos à equipe de trabalho. Portanto, devem ser</p><p>tomadas medidas de proteção dos funcionários, tais como:</p><p>1) o uso de óculos de proteção, luvas e roupas adequadas;</p><p>2) em áreas fechadas, fornecer máscaras;</p><p>3) quando forem utilizadas fibras, todo o rosto e pele dos trabalhadores devem estar</p><p>protegidos.</p><p>9.12 ACABAMENTO</p><p>Por questões estéticas, os reservatórios, e principalmente as piscinas, devem possuir uma</p><p>superfície de acabamento lisa. No entanto, a projeção em si conduz a uma superfície rugosa. Em</p><p>virtude disso, é necessário sarrafear a superfície — obedecendo o alinhamento através dos</p><p>próprios gabaritos de projeção — e, em seguida, alisá-la com desempenadeira de aço. Em</p><p>argamassas e concretos projetados por via úmida, pela sua própria consistência, é mais fácil se</p><p>obter uma superfície lisa.</p><p>Este tipo de acabamento, apesar de ser apontado pelo ACI como trabalhoso, também é</p><p>comum ao processo convencional de moldagem em argamassa armada. Portanto, mesmo não</p><p>sendo recomendada por aquele comitê para os empregos usuais da projeção, o alisamento da</p><p>superfície não pode ser citado como desvantagem do processo para utilização em argamassa</p><p>armada.</p><p>9.13 CURA</p><p>Imediatamente após a projeção e acabamento, a argamassa ou concreto projetado deve ser</p><p>curado por umedecimento durante vinte e quatro horas. Para isso, poderão ser usados</p><p>dispositivos que permitam cura por imersão, por aspersão, por vapor de água ou ainda pelo uso</p><p>Relatório Final – Concretos</p><p>Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>133</p><p>de material de cobertura mantido constantemente molhado. A cura deverá prosseguir por um</p><p>período mínimo de sete dias ou até que seja obtida a resistência média especificada em projeto.</p><p>A utilização de compostos de cura dependerá de apreciação e aprovação da Fiscalização. Quando</p><p>a umidade relativa do ar for superior a 85%, será permitida a cura natural. Superfícies que não</p><p>venham a receber concreto deverão ser adequadamente protegidas tanto da água quanto da poeira</p><p>e dos impactos causados pela argamassa ou concreto projetado.</p><p>9.14 CONTROLE DE QUALIDADE</p><p>Como se pôde perceber pela descrição do processo, o desempenho do concreto projetado</p><p>depende da atenção dispensada a detalhes construtivos. Por isso é essencial o estabelecimento de</p><p>um controle de qualidade que garanta a obtenção das propriedades desejadas para o concreto.</p><p>Este controle deve estar associado ao projeto, à especificação dos materiais, ao equipamento de</p><p>projeção, à mão-de-obra empregada e às técnicas de instalação.</p><p>FIGUEIREDO (1992) classifica o controle de qualidade do processo de projeção em três</p><p>fases descritas a seguir:</p><p>a) Cuidados anteriores à projeção</p><p>• formação e qualificação da mão-de-obra (com atenção especial dedicada aos principais</p><p>elementos do processo: o mangoteiro e o encarregado da máquina de projeção);</p><p>• verificar se os equipamentos são adequados ao processo a ser utilizado;</p><p>• realização de um estudo de dosagem e determinação dos materiais;</p><p>• verificação da qualidade dos materiais recebidos e armazenamento adequado destes;</p><p>• preparação da superfície.</p><p>b) Cuidados durante a projeção</p><p>• controle da mistura dos materiais (garantia da homogeneidade e atenção à umidade do</p><p>agregado, pois valores de umidade altos favorecem o empelotamento);</p><p>• verificação dos equipamentos quanto à instalação, à manutenção, ao funcionamento e à</p><p>limpeza;</p><p>• cumprir a seqüência de início de funcionamento dos equipamentos;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>134</p><p>• garantir uma correta técnica de projeção (direcionamento do jato, distância de projeção,</p><p>aplicação sobre cantos e armaduras);</p><p>• obedecer a seqüência de desligamento dos aparelhos;</p><p>• alertar os funcionários sobre os riscos inerentes ao trabalho e estabelecer o uso</p><p>obrigatório dos equipamentos de proteção.</p><p>• executar cura cuidadosa.</p><p>c) Cuidados posteriores à projeção</p><p>• controle da resistência e dos índices físicos do concreto através de ensaios ( a idade do</p><p>concreto determina a freqüência destes ensaios);</p><p>• detecção e correção das falhas de produção.</p><p>10. CONCRETO COM FIBRAS</p><p>10.1 INTRODUÇÃO</p><p>Concreto simples, não armado, é um material frágil, quebradiço, com uma baixa</p><p>resistência à tração e uma baixa capacidade de alongamento na tração.</p><p>O papel das fibras descontínuas, distribuídas aleatoriamente, é o de atravessar as fissuras,</p><p>que se formam no concreto, seja quando sob a ação de cargas externas ou quando sujeito à</p><p>mudanças na temperatura ou na umidade do meio ambiente.</p><p>Concreto Reforçado com Fibras (CRF) pode ser definido como um material feito com</p><p>cimento Portland, agregados, e contendo fibras descontínuas misturadas.</p><p>O Concreto Reforçado com Fibras vem sendo usado desde 1960. As fibras têm sido</p><p>encaradas como uma panacéia para todos os problemas que possam ser encontradas nas obras de</p><p>concreto. Infelizmente, isso é incorreto. Embora as fibras possam melhorar algumas das</p><p>propriedades do concreto, o seu uso nunca resultará em um concreto sem fissuras.</p><p>Em 1960 foram usadas fibras de asbestos misturadas ao cimento. Desde então têm sido</p><p>usados outros tipos de fibras como: aço, polipropileno, carbono, vidro, nylon, celulose, acrílico,</p><p>polietileno, madeira, sisal, etc. As fibras mais usadas são as fibras de aço e as fibras de</p><p>polipropileno.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>135</p><p>As fibras são usadas em lajes de concreto sobre o terreno (60%), em concretos projetados</p><p>(25 %) e em pré-moldados (5%) e outras aplicações diversificadas.</p><p>Algumas dessas fibras têm módulo de elasticidade maior que o do concreto, outras têm</p><p>módulo de elasticidade menor que o do concreto.</p><p>As fibras provocam uma certa ductilidade após a fissuração. Se as fibras forem</p><p>suficientemente resistentes, bem aderidas à matriz cimentícia, e em bastante quantidade, elas</p><p>ajudarão a manter pequena a abertura das fissuras. Permitirão ao CRF resistir a tensões de tração</p><p>bem elevadas, com uma grande capacidade de deformação no estágio pós-fissuração. (o</p><p>chamado “strain softening”)</p><p>Embora as fibras possam de fato produzir melhorias no comportamento do concreto,</p><p>devemos ser realistas quanto ao que realmente podemos esperar das fibras, principalmente se a</p><p>quantidade de fibras for pequena, (menos de 1% em volume), como é o caso geral.</p><p>Como as fibras são relativamente caras, devemos estar preparados para responder à</p><p>pergunta: “A mesma quantidade de dinheiro não poderia ser usada para colocar uma armadura</p><p>adicional com barras, ou para escolher um traço melhor para a matriz cimentícia, ou para</p><p>seguir melhores procedimentos de cura, etc.? ”.</p><p>10.2 TIPOS DE FIBRAS DISPONÍVEIS</p><p>Existe atualmente no mercado uma grande variedade de fibras que podem ser utilizadas</p><p>para reforço de materiais compósitos. Elas diferem entre si pela composição física e química,</p><p>propriedades mecânicas e resistência quando expostas aos meios agressivos (VENDRUSCOLO,</p><p>2003).</p><p>Estas fibras podem ser divididas em quatro grandes grupos: naturais, poliméricas,</p><p>minerais e metálicas.</p><p>10.2.1 Fibras Naturais</p><p>Os primeiros tipos de fibras empregados em obras de terra de que se tem registro são as</p><p>fibras naturais. Dentre os materiais utilizados na confecção de fibras naturais podem ser citados:</p><p>bambu, juta, capim elefante, malva, coco, piaçava, sisal, linho, celulose e cana de açúcar.</p><p>Algumas destas fibras podem atingir grandes resistências, como as fibras de bambu, cuja</p><p>resistência geralmente supera valores de 100 MPa e com módulo de elasticidade situado entre 10</p><p>e 25 GPa.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>136</p><p>A durabilidade dos compósitos formados com fibras vegetais constitui-se em um grande</p><p>problema, devido à degradação natural provocada pela ação de fungos e microorganismos</p><p>(VENDRUSCOLO, 2003).</p><p>A exposição destas fibras a ambientes alcalinos é responsável por sua rápida deterioração,</p><p>podendo-se citar como exemplo a utilização de fibras vegetais em materiais cimentados com</p><p>cimento Portland comum.</p><p>10.2.2 Fibras Poliméricas</p><p>As fibras poliméricas são aquelas cujo emprego para fins de reforço de solos talvez seja o</p><p>mais promissor. Os polímeros, dependendo de sua estrutura química, apresentam</p><p>comportamentos diferentes, dando origem a diferentes tipos de fibras.</p><p>A utilização deste tipo de fibra como reforço de materiais de construção é recente. A</p><p>primeira tentativa de emprego é de GOLDFEIN, em 1965.</p><p>Dos diferentes tipos de fibras que fazem parte deste grupo podem ser destacadas as fibras</p><p>de polipropileno, polietileno, poliéster e poliamida (nylon). As principais características e</p><p>propriedades de engenharia observadas para estas fibras são descritas resumidamente a seguir:</p><p>10.2.2.1 Fibras de Polipropileno</p><p>São constituídas de um tipo de material polimérico denominado termoplástico. Este</p><p>material adquire uma consistência plástica com o aumento da temperatura. Possuem grande</p><p>flexibilidade e tenacidade em função de sua constituição.</p><p>O reforço de fibras de polipropoleno tem entre as suas funções a de controlar a fissuração</p><p>causada por mudanças de volume em matrizes de concreto, problema muito habitual em países</p><p>de clima quente (ABDULL-WAHAB et al, 1992; AL-TAYYIB et al, 1988). Este controle pode</p><p>ser traduzido tanto pela diminuição</p><p>da retração como também pelo controle dos seus efeitos</p><p>(SWAMY, 1975).</p><p>No que se refere ao seu comportamento mecânico, estas fibras apresentam módulo de</p><p>elasticidade variando em torno de 8 GPa, sendo consideradas, portanto, fibras de baixo módulo</p><p>em comparação com fibras de outra natureza.</p><p>As fibras de polipropileno possuem resistência à tração de aproximadamente 400 MPa e</p><p>elevada resistência ao ataque de substâncias químicas e álcalis.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>137</p><p>Nos Estados Unidos e Europa é comum o emprego de compósitos reforçados com fibras</p><p>de polipropileno (SCHUPACK; STANTLEY, 1992; SOROUSHIAN; MIRZA; ALHHOZAIMY,</p><p>1995 (a); TROTTIER et al, 1997), principalmente em pavimentos industriais, onde estas fibras,</p><p>adicionadas em baixos teores (0,1% em volume), substituem as telas metálicas, destinadas</p><p>apenas ao controle da fissuração por retração. A substituição de telas metálicas é justificada pelo</p><p>ganho de produtividade, uma vez que é eliminado o tempo para a disposição e fixação de telas,</p><p>além do seu custo ser compensado pelo custo global das telas.</p><p>10.2.2.2 Fibras de Polietileno</p><p>As fibras de polietileno apresentam baixo módulo de elasticidade e, assim como as de</p><p>polipropileno, são fracamente aderidas à matriz cimentante e possuem alta resistência ao ataque</p><p>dos álcalis. Podem ser encontradas no mercado sob a forma de monofilamentos picados ou</p><p>malhas contínuas.</p><p>A durabilidade destas fibras é alta, mas elas apresentam maiores deformações de fluência,</p><p>o que limita a sua utilização em compósitos fibrosos fissurados submetidos a tensões</p><p>permanentes e de valor elevado.</p><p>O polietileno de alta densidade (PEAD) foi desenvolvido para minimizar a baixa</p><p>aderência com a matriz e aumentar o módulo de elasticidade.</p><p>10.2.2.3 Fibras de Poliéster</p><p>O poliéster é um polímero que apresenta valores altos de densidade, rigidez e resistência,</p><p>conferindo tais características às fibras feitas deste material. Estas fibras possuem aspecto muito</p><p>similar às fibras de polipropileno e podem ser utilizadas para as mesmas aplicações.</p><p>O poliéster mais comum é o polietileno tereftalato (PET) empregado em larga escala na</p><p>produção de garrafas plásticas.</p><p>10.2.2.4 Fibras de Poliamida (Kevlar)</p><p>Polímeros contendo longas cadeias de moléculas geralmente possuem baixas resistência e</p><p>rigidez, dado que suas moléculas são espiraladas e dobradas. Contudo, se estas moléculas forem</p><p>espichadas e reforçadas durante o processo de manufatura, altas resistências e módulos de</p><p>elasticidade podem ser alcançados, como é o caso das fibras do tipo Kevlar.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>138</p><p>Existe no mercado a fibra Kevlar 29, cuja resistência à tração é da ordem de 3 GPa e</p><p>módulo de elasticidade intermediário de aproximadamente 64 GPa. Há também a fibra Kevlar</p><p>49, que apresenta a mesma resistência mecânica e módulo de elasticidade mais elevado (300</p><p>GPa).</p><p>10.2.3 Fibras Minerais</p><p>A família das fibras minerais é composta por fibras de carbono, vidro e amianto, cujas</p><p>características mais relevantes são descritas a seguir.</p><p>10.2.3.1 Fibras de Carbono</p><p>São materiais cujas propriedades são função da resistência das ligações entre os átomos</p><p>de carbono e do peso atômico reduzido dos mesmos. As fibras de carbono têm diâmetros</p><p>variando na ordem de 5 a 10 µm e são formadas por agrupamentos que chegam a conter até</p><p>20.000 filamentos. Estas fibras podem ser divididas em duas categorias principais: fibras de alta</p><p>resistência e fibras de alta rigidez. As fibras de alta resistência possuem resistência à tração de</p><p>aproximadamente 2,4 GPa e módulo de elasticidade de 240 GPa, enquanto as fibras de alta</p><p>rigidez apresentam resistência à tração da ordem de 2,1 GPa e módulo de elasticidade de 420</p><p>GPa.</p><p>10.2.3.2 Fibras de Vidro</p><p>As fibras de vidro são geralmente confeccionadas na forma de “cachos”, ou seja, fios</p><p>compostos de centenas de filamentos individuais e justapostos. O diâmetro destes filamentos</p><p>individuais é da ordem de 10 µm. Cerca de 99% das fibras de vidro são produzidas a partir do</p><p>vidro do tipo E, que é susceptível ao ataque dos álcalis presentes no cimento Portland. Uma fibra</p><p>especial resistente à ação dos álcalis, denominada comercialmente de “Cem-Fil” vem sendo</p><p>desenvolvida para o uso em pastas cimentadas (VENDRUSCOLO, 2003).</p><p>10.2.3.3 Fibras de Amianto</p><p>Esta fibra apresenta ótimas características mecânicas, se comparadas às demais fibras</p><p>disponíveis no mercado, com resistência à tração média da ordem de 1 GPa e módulos de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>139</p><p>elasticidade em torno de 160 GPa. Além disso, aderem satisfatoriamente quando imersas em</p><p>matriz de cimento.</p><p>Seu diâmetro é muito pequeno, da ordem de 1 µm. Sua utilização na construção civil,</p><p>entretanto, é proibida em muitos países, porque, ao ser cortada, esta fibra libera partículas muito</p><p>pequenas que danificam os alvéolos pulmonares, se aspiradas pelo homem.</p><p>Além disso, o comportamento frágil e a baixa resistência à cargas de impacto limitam o</p><p>uso deste material na prática da engenharia civil.</p><p>10.2.4 Fibras Metálicas</p><p>Dentre a família das fibras metálicas, as mais comuns são as fibras de aço. Seu formato</p><p>pode ser bastante variável, com o objetivo de aumentar a aderência com a matriz cimentante.</p><p>Estas fibras têm sido utilizadas em um número considerável de pesquisas, como forma de</p><p>melhorar as propriedades mecânicas dos materiais de construção.</p><p>A resistência à tração da fibra metálica é da ordem de 1,1 GPa e o módulo de elasticidade</p><p>é igual a 200 GPa (VENDRUSCOLO, 2003).</p><p>As fibras utilizadas na construção civil apresentam um fator de forma (relação l/d)</p><p>variando na faixa de 30 a 50, comprimentos da ordem de 0,1 a 7,6 cm e diâmetros entre 0,1 a 0,9</p><p>mm. O mecanismo de ruptura de um compósito reforçado por fibra metálica é geralmente</p><p>associado ao arrancamento destas fibras e não ao rompimento das mesmas.</p><p>Dependendo do meio onde se inserem, estas fibras podem apresentar problemas de</p><p>corrosão. Uma técnica desenvolvida para minimizar este problema é o banho de níquel.</p><p>O concreto reforçado com fibras de aço (CRFA) (Figura 68) vem sendo utilizado com</p><p>sucesso em muitas aplicações, como pavimentação (JOHNSTON, 1984) (VANDENBERGUE e</p><p>NEMEGEER, 1985), recuperação e restauração de pontes e pavimentos (JOHNSTON e</p><p>CARTER, 1989) (CHANVILLARD, AITCIN e LUPIEN, 1989) (JOHNSTON, 1995) (LUPIEN,</p><p>CHANVILLARD e AITCIN, 1995) (NUNES, TANESI e FIGUEIREDO, 1997), concreto</p><p>projetado (FIGUEIREDO, 1997), entre outras. O sucesso do CRFA nestas aplicações se deve a</p><p>sua boa capacidade de absorção de energia durante a ruptura ou, em outras palavras, a sua</p><p>tenacidade.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>140</p><p>Figura 68 – Prismas de concreto reforçados com fibras de aço. No detalhe: fibra de aço com ancoragens</p><p>em ganchos (REVISTA TÉCNICA IPEP, 2005).</p><p>O principal papel das fibras no CRFA é agir como ponte de transferência de tensões</p><p>através das fissuras (BENTUR e MINDESS, 1990) (Figura 69). Após a ruptura da matriz de</p><p>concreto, as fibras, enquanto atuam como ponte, sofrem um processo de arrancamento que</p><p>demanda uma quantidade extra de energia para deformação e ruptura do compósito,</p><p>proporcionando uma maior tenacidade. Entretanto, a eficiência da fibra de aço para o aumento da</p><p>tenacidade do compósito depende de sua interação com a matriz, que garante a transferência de</p><p>tensões da matriz para as fibras e vice-versa.</p><p>Para o caso das fibras retas, existem dois mecanismos básicos de transferência de tensões:</p><p>mecanismo elástico e o mecanismo por atrito (BENTUR e MINDESS, 1990). O mecanismo</p><p>elástico é dominante enquanto as tensões de cisalhamento na interface fibra-matriz não superam</p><p>o limite de resistência</p><p>ao cisalhamento, ou seja, não há descolamento, o que ocorre na etapa de</p><p>pré-fissuração do compósito. Até este ponto a fibra não atua como ponte de transferência de</p><p>tensões através da fissura. Após a fissuração da matriz, o mecanismo de transferência de tensões</p><p>passa gradualmente de elástico para o mecanismo por atrito. Em função das características</p><p>peculiares da zona de transição fibra-matriz, a tensão de cisalhamento por aderência elástica</p><p>supera a resistência ao cisalhamento da interface, provocando o descolamento da fibra e</p><p>posterior escorregamento e arrancamento da mesma. Há o deslocamento relativo entre a fibra e a</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>141</p><p>matriz a as tensões são transferidas através do atrito fibra-matriz. As tensões de cisalhamento por</p><p>atrito desenvolvidas são uniformemente distribuídas ao longo da interface fibra-matriz. Neste</p><p>ponto, a fibra atua como ponte de transferência de tensões. O mecanismo de transferência por</p><p>atrito é o predominante na etapa pós-fissuração, onde o gasto energético para o arrancamento da</p><p>fibra é muito elevado, o que caracteriza a elevada tenacidade do compósito.</p><p>Figura 69 - Mecanismo de reforço de fibra atuando como ponte de transferência de tensões.</p><p>Para as fibras deformadas, com ancoragem em gancho, além dos mecanismos elástico e</p><p>por atrito já mencionados, existe o mecanismo de transferência de tensões através da ancoragem</p><p>mecânica da fibra na matriz. Esta ancoragem é conseguida através das deformações ou ganchos</p><p>existentes nas fibras de aço.</p><p>A tenacidade do compósito será maior se a aderência fibra-matriz for melhorada ou se</p><p>houver um número maior de fibras por unidade volumétrica de matriz que provavelmente</p><p>possam interceptar uma fissura e atuar como ponte nesta. No primeiro caso, a resistência ao</p><p>arrancamento da fibra é aumentada, demandando uma quantidade maior de energia necessária</p><p>para arrancá-la da matriz. Uma das formas de aumentar a resistência ao arrancamento da fibra é</p><p>alterando sua geometria, melhorando assim a transferência de tensões por atrito. A mudança de</p><p>geometria é feita através do aumento do comprimento as fibra. No segundo caso, existem duas</p><p>formas de aumentar o número de fibras por unidade volumétrica da matriz: Aumentando o teor</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>142</p><p>de fibras adicionado à matriz ou diminuindo o diâmetro equivalente da fibra, mantendo seu</p><p>comprimento constante.</p><p>O fator de forma é a relação entre o comprimento da fibra e o diâmetro da circunferência</p><p>cuja área é equivalente a seção transversal da fibra (Figura 70). É um índice que é capaz de</p><p>indicar com apenas um número a eficiência da fibra para a melhora da tenacidade do compósito.</p><p>Figura 70 – Conceituação do fator de forma da fibra (NUNES e AGOPYAN, 1998).</p><p>Um aumento no fator de forma pode representar um aumento no comprimento da fibra ou</p><p>decréscimo no diâmetro equivalente. Em outras palavras, o aumento do fator de forma pode</p><p>representar uma melhora na resistência ao arrancamento da fibra ou um aumento no número de</p><p>fibras que podem interceptar uma fissura ou até os dois casos simultaneamente. De qualquer</p><p>maneira, quanto maior o fator de forma da fibra, maior é a tenacidade do compósito.</p><p>Entretanto, alguns pesquisadores (BENTUR e MINDESS, 1990) (BALAGURU e SHAH,</p><p>1992) acreditam que o conceito do fator de forma não é significativo para as fibras ancoradas,</p><p>uma vez que nestas o mecanismo predominante de transferência de tensões é o de ancoragem</p><p>mecânica em vez do mecanismo por atrito. Por outro lado, alguns trabalhos (SOROUSHIAN e</p><p>BAYAS1, 1991) (RAMAKRISHNAN, WU e HOSALLI, 1989) (BALAGURU, NARAHARI e</p><p>PATEL, 1992) (JOHNSTON e SKARENDAHL, 1992) (FIGUEIREDO, 1997) (FIGUEIREDO,</p><p>CECCATO e TORNERI, 1997) mostraram a influência do fator de forma na tenacidade do</p><p>CRFA, mesmo quando fibras ancoradas são usadas. Uma hipótese para explicar isto, é o fato das</p><p>ancoragens em gancho das fibras se retificarem durante o arrancamento das fibras. A partir deste</p><p>momento, o mecanismo de transferência de tensões é exclusivamente por atrito e então, o fator</p><p>de forma passa a ser significativo. Por outro lado, o aumento do fator de forma também</p><p>representa um aumento no número de fibras que podem interceptar uma fissura e nela atuar</p><p>como ponte de transferência de tensões. E isto ocorre para qualquer tipo de fibra, seja ela</p><p>ancorada ou não.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>143</p><p>10.3 QUANTIDADE DE FIBRAS NO CONCRETO</p><p>A Tabela 7 apresenta a quantidade de fibras por metro cúbico de concreto.</p><p>Tabela 7 - Quantidade de fibras no concreto.</p><p>Tipo de fibra Dimensões</p><p>das fibras</p><p>Densida</p><p>-de</p><p>relativa</p><p>Volume</p><p>de</p><p>fibras</p><p>(%)</p><p>Teor de</p><p>fibras</p><p>(kg/m³)</p><p>Número</p><p>de fibras</p><p>por m³</p><p>de</p><p>concreto</p><p>Comprimento</p><p>das fibras</p><p>por m³ de</p><p>concreto</p><p>Barras de</p><p>aço</p><p>Armadura</p><p>convencional</p><p>diâmetro</p><p>da barra</p><p>Ø = 25 mm</p><p>7,85 3 %</p><p>240</p><p>(teor</p><p>alto)</p><p>61 61 m</p><p>Fibras de aço L = 50 mm</p><p>Ø = 0,5 mm 7,85 1 % 80 1 ×106 50 km</p><p>Polipropileno</p><p>L = 25 mm</p><p>Ø = 0,018</p><p>mm</p><p>0,9 0,1% 0,9 157 ×106 4 000 km</p><p>Fibras de</p><p>carbono</p><p>L = 6 mm</p><p>Ø = 0,018</p><p>mm</p><p>1,70 3% 48 19 600</p><p>×106 118 000 km</p><p>10.4 APLICAÇÕES</p><p>O concreto reforçado com fibras pode ser utilizado em diversos tipos de obras,</p><p>destacando-se o reforço de base de fundações superficiais, reforço de pavimentos industriais e</p><p>concreto projetado para revestimento de túneis e taludes.</p><p>10.4.1 Reforço de Base de Fundações Superficiais</p><p>A técnica de melhoramento de solos para a aplicação como base para fundações</p><p>superficiais tem sido difundida e utilizada em todo o mundo. A estabilização de solos tem sido</p><p>muito utilizada na Suécia nos últimos anos com o objetivo de fornecer uma redução no nível de</p><p>recalques sofridos pelo elemento de fundação e um aumento de resistência do solo</p><p>(VENDRUSCOLO, 2003).</p><p>O reforço de base de fundações superficiais com a inclusão de fibras foi estudado por</p><p>CASAGRANDE (2001). Ela pesquisou a influência da adição de fibras em uma camada</p><p>superficial de solo compactado através de uma série de ensaios de placa. Pode-se concluir que a</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>144</p><p>camada compactada e reforçada com fibras apresentou um comportamento mais rígido e mais</p><p>resistente, se comparado com a camada sem reforço.</p><p>Segundo CASAGRANDE et al. (2002), foi observada uma banda de cisalhamento</p><p>vertical abaixo da borda da placa na camada de solo compactado sem reforço. Para CONSOLI et</p><p>al. (2002), as fibras permitem uma redistribuição das tensões atuantes em uma área maior,</p><p>aumentando assim a capacidade de suporte.</p><p>10.4.2 Concreto para Pavimentos</p><p>No Brasil, segundo os fabricantes de fibras, já se superou a marca dos dois milhões de</p><p>metros quadrados de pavimentos industriais executados com fibras de aço. Isto ocorre apesar de</p><p>alguns aspectos de sua tecnologia ainda carecem de informações básicas e apresentarem uma</p><p>grande necessidade de desenvolvimento e popularização Tal popularização só ocorrerá de modo</p><p>pleno quando da obtenção de uma normalização mínima sobre o assunto, que garantirá um</p><p>veículo eficiente de transferência dessa tecnologia para o meio, proporcionando uma maior</p><p>confiabilidade para a mesma. No entanto, algumas vantagens tecnológicas do uso de fibras de</p><p>aço em pavimentos são inquestionáveis, quando comparado ao uso das telas de aço soldadas:</p><p>a) Não existe a etapa de colocação das telas metálicas, o que reduz o tempo total de</p><p>execução da obra e o número de operários necessários para a execução dessa etapa da execução</p><p>do pavimento.</p><p>b) Há também uma economia de espaço na obra, uma vez que não é necessário estocar a</p><p>armadura.</p><p>c) As fibras não requerem o uso de espaçadores como as telas metálicas e, no caso de se</p><p>utilizar um concreto com</p><p>12. CONCRETO COLORIDO...........................................................................................156</p><p>12.1 Introdução....................................................................................................................156</p><p>12.2 Aplicações de cor no concreto ....................................................................................157</p><p>12.3 Cuidados com Concretos Coloridos............................................................................158</p><p>12.4 Exemplos de Aplicação dos Concretos Coloridos ......................................................160</p><p>13. CONCRETO BRANCO ...............................................................................................162</p><p>13.1 Introdução....................................................................................................................162</p><p>13.2 Materiais constituintes.................................................................................................162</p><p>13.2.1 Cimento Branco...................................................................................................162</p><p>13.2.2 Agregados............................................................................................................164</p><p>13.2.3 Aditivos ...............................................................................................................166</p><p>13.2.4 Adições Minerais.................................................................................................167</p><p>13.3 Lançamento e Vibração...............................................................................................168</p><p>13.4 Desfôrma e Proteção ...................................................................................................168</p><p>13.5 Análise Econômica......................................................................................................169</p><p>13.6 Exemplos de Aplicação do Concreto Branco..............................................................170</p><p>14. GRAUTE........................................................................................................................174</p><p>14.1 Definição .....................................................................................................................174</p><p>14.2 Outros Grautes.............................................................................................................176</p><p>14.3 Uso e Configuração.....................................................................................................178</p><p>15. CONCRETOS DO FUTURO.......................................................................................179</p><p>15.1 Introdução....................................................................................................................179</p><p>15.1.1 Concreto com Cura Interna .................................................................................180</p><p>15.1.2 Concreto Condutivo ............................................................................................180</p><p>15.1.3 Concreto de Retração Reduzida ..........................................................................180</p><p>15.1.4 Concreto de Retração Compensada.....................................................................181</p><p>15.1.5 Concreto Translúcido ..........................................................................................181</p><p>REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................181</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>1</p><p>1. INTRODUÇÃO</p><p>Durante o século XX o concreto foi o material de construção mais utilizado em todo o</p><p>mundo, e a tendência para o século XXI é de aumento de sua demanda. O consumo aumentou de</p><p>2 milhões de toneladas em 1890 para 1,3 bilhões em 1990. Para o ano de 2010 está sendo</p><p>projetado que o consumo aumentará para 1,95 bilhões de toneladas (LEW, 2004).</p><p>Os concretos convencionais, com resistência à compressão entre 10 MPa e 50 MPa,</p><p>compostos por cimento, agregados naturais e água, são os concretos mais utilizados em todo o</p><p>mundo. Apesar do uso intenso, os concretos convencionais apresentam algumas deficiências</p><p>importantes, que justificaram ao longo dos anos o surgimento dos chamados concretos especiais,</p><p>com características diferentes, e que trouxeram alguns avanços em relação aos concretos</p><p>convencionais.</p><p>As principais deficiências que os concretos convencionais apresentam são: baixa relação</p><p>resistência-peso, dificuldade de preencher peças esbeltas muito armadas, retração plástica, baixa</p><p>ductilidade e permeabilidade em ambientes úmidos, além do problema da geração de entulhos de</p><p>construção que contribui com o impacto ambiental. Ainda não foram “criados” concretos que</p><p>superem todas as deficiências listadas, porém, os concretos especiais já existentes foram</p><p>desenvolvidos visando superar as deficiências que são especificamente importantes em</p><p>determinados tipos de construção.</p><p>Segundo FIGUEIREDO et al. (2004), os concretos especiais podem ser definidos como:</p><p>• “Concretos com características particulares devido à evolução tecnológica:</p><p>melhorando as deficiências do concreto convencional ou incorporando propriedades não</p><p>inerentes a este material;</p><p>• Concretos com características particulares para atender necessidade das obras:</p><p>desenvolvimento de produtos para serem empregados em locais/condições em que o concreto</p><p>convencional não pode ser aplicado.”</p><p>Sendo o concreto o material de construção civil mais utilizado atualmente, é justificável o</p><p>elevado número de pesquisas destinadas a compreender o seu comportamento, contribuindo,</p><p>assim, para o seu melhoramento. Nos últimos anos, inúmeros materiais foram investigados para</p><p>serem acrescentados no proporcionamento do concreto, permitindo que as suas características de</p><p>resistência e durabilidade sejam superadas. Como exemplo pode-se citar o crescente</p><p>desenvolvimento da indústria de aditivos químicos, a utilização de fibras de aço e polipropileno e</p><p>principalmente a utilização de adições minerais com características de superpozolanicidade,</p><p>como a sílica ativa e o metacaulim.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>2</p><p>Nesse sentido foram desenvolvidos os concretos leves, de alto desempenho, auto-</p><p>adensável, massa, pesado, rolado, com retração compensada, com fibras, com polímeros, entre</p><p>vários outros tipos de concretos especiais.</p><p>Mais recentemente, outros aspectos, além do comportamento mecânico e durabilidade,</p><p>estão sendo levados em conta quando o assunto é estrutura em concreto, principalmente nos</p><p>casos de concretos aparentes. A exigência em relação à característica estética deste material tem</p><p>sido foco de discussões realizadas no meio técnico, gerando, então, a necessidade de produzir</p><p>concretos com valor estético agregado, não apenas pelas suas formas arquitetônicas, mas</p><p>também através de cromaticidades diferenciadas. Em função da demanda pela cor é que as</p><p>produções do cimento branco assim como o concreto com pigmentos ganharam força no</p><p>mercado mundial.</p><p>2. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO</p><p>2.1 INTRODUÇÃO</p><p>O concreto armado é, hoje, o material de construção mais utilizado no mundo. Apesar do</p><p>uso intenso, grande parte das obras de construção civil, infra-estrutura de transportes, projetos</p><p>arquitetônicos, plantas industriais, etc., vêm passando por uma fase de vida em que, a inspeção, a</p><p>avaliação do desempenho em serviço, a recuperação e, eventualmente, até o reforço estrutural</p><p>têm sido necessários.</p><p>Após anos de pesquisas, foi desenvolvido um material de elevada resistência mecânica e</p><p>com maior durabilidade do que o concreto tradicional. Além de apresentar a mistura de brita,</p><p>areia, cimento e água, em sua constituição, são incorporados alguns aditivos químicos e</p><p>minerais.</p><p>O concreto de alto desempenho (CAD) caracteriza-se por apresentar maiores resistências</p><p>mecânicas,</p><p>consistência adequada e sem excesso de vibração, garantem o reforço</p><p>de toda a espessura de concreto do pavimento. Isto nem sempre ocorre com o uso de telas</p><p>metálicas, que podem ser deslocadas com a passagem de carrinhos de mão deixando a parte</p><p>superior da placa sem reforço.</p><p>d) As fibras também permitem o corte das juntas de dilatação sem a necessidade de barras</p><p>de transferência pré-instaladas. Além disso, as fibras reforçam as bordas das juntas minimizando</p><p>o efeito de lascamento nessas regiões.</p><p>e) Existe uma maior facilidade de acesso ao local da concretagem, podendo-se, em alguns</p><p>casos, atingir o local de lançamento do concreto com o próprio caminhão betoneira, o que é</p><p>quase sempre impossível quando da utilização de telas metálicas que impedem o livre trânsito de</p><p>pessoas e equipamentos após a sua instalação.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>145</p><p>f) Não representam restrição quanto à mecanização da execução do pavimento.</p><p>No entanto, nem tudo é vantagem no uso das fibras. Como toda tecnologia o concreto</p><p>reforçado com fibras possui suas limitações e até desvantagens. Se por um lado a fibra minimiza</p><p>o quadro geral de fissuração do pavimento, isto contribui para o aumento do risco de</p><p>empenamento do pavimento por retração diferencial (ALVAREDO, 1994). Portanto, a</p><p>observação dos cuidados relativos à cura é fundamental. Mesmo após a realização do correto</p><p>acabamento superficial do pavimento, algumas fibras ficam na superfície do concreto. Estas</p><p>fibras estarão particularmente susceptíveis à corrosão o que irá provocar o aparecimento de um</p><p>certo número de pontos de ferrugem no mesmo prejudicando, de certa forma, o aspecto estético</p><p>do mesmo.</p><p>10.4.3 Concreto Projetado para Túneis</p><p>São Paulo se caracteriza por ser uma das maiores concentrações mundiais com uma</p><p>população em torno de 15 milhões. Por esta razão, qualquer novo empreendimento da área de</p><p>transporte, onde a cidade apresenta problemas crônicos, irá implicar num grande custo em</p><p>termos de desapropriações. Este fato faz do Metrô e dos túneis rodoviários urbanos alternativas</p><p>economicamente viáveis, passíveis de construção.</p><p>Grandes somas vem sendo gastas recentemente em tentativas de melhoria das condições</p><p>de trânsito em São Paulo com a construção de túneis (CASARIN, 1996), sendo na sua grande</p><p>maioria pelo método NATM (New Austrian Tunnelling Method) onde o concreto projetado é um</p><p>elemento fundamental (CELESTINO, 1991 e ATTEWELL, 1995). Atualmente, a demanda de</p><p>novos túneis, notadamente para novas linhas do Metrô, são estimadas em dezenas de</p><p>quilômetros.</p><p>O concreto projetado reforçado com fibras de aço é um dos recentes desenvolvimentos</p><p>alcançados para a execução do revestimento de túneis. Ele apresenta uma série de vantagens</p><p>quando comparado ao reforço da tela metálica.</p><p>A fibra altera o sistema tradicional de escavação e execução do revestimento dos túneis</p><p>construídos pelo método NATM. Sua principal característica é de aproveitar à capacidade</p><p>portante do maciço. Permitindo um certo nível de deslocamento ao maciço, o nível de</p><p>carregamento a que estará submetido o revestimento será menor que o originalmente existente na</p><p>região de escavação. Na Figura 71 se encontra apresentada uma curva típica com diferentes</p><p>níveis de reação do suporte (MELBYE, 1994). O nível de tensão a que estará submetido o</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>146</p><p>revestimento depende da sua velocidade de ganho, de resistência e do momento em que o mesmo</p><p>é aplicado. No caso da utilização de um concreto simples, se houver ruptura do concreto pelo</p><p>excesso de deslocamento ou pelo elevado nível de carregamento, o túnel perde sua estabilidade.</p><p>Quando da utilização fibra, pode haver uma re-acomodação de esforços que levam o túnel a</p><p>estabilizar num nível de tensão mais baixo.</p><p>Figura 71 - Diferentes tipos de reação do revestimento do túnel e sua interação com o maciço.</p><p>Algumas das vantagens específicas do uso de fibras de aço no concreto projetado</p><p>destinado, à execução do revestimento de túneis estão listadas a seguir:</p><p>a) O concreto projetado reforçado com fibras de aço pode ser aplicado imediatamente</p><p>após a escavação. Assim, o risco de acidentes por desprendimento de parte do maciço, comum</p><p>em solos de argila dura fraturada como ocorre na região sul do município de São Paulo, é</p><p>reduzido.</p><p>b) A velocidade de execução do túnel é aumentada pela eliminação da fase de instalação</p><p>da cambota e tela metálica. No sistema tradicional, o ciclo completo de escavação de um túnel de</p><p>50m de área de seção transversal demanda mais de quatro horas. Com a utilização de fibras isto</p><p>pode ser reduzido a cerca de três horas acelerando a execução da estrutura e economizando em</p><p>mão-de-obra. No entanto, este procedimento irá acarretar uma maior exigência quanto à</p><p>resistência inicial como demonstrou CELESTINO (1996) e maiores riscos de ruptura do</p><p>revestimento. Assim, um revestimento primário em concreto projetado com fibras de aço que</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>147</p><p>apresenta maior capacidade de deformação para permitir a estabilização da estrutura num nível</p><p>menor de tensão, mostra-se compatível com as condições típicas de um túnel executado pelo</p><p>método NATM (Figura 71).</p><p>c) Normalmente tem-se uma grande fissuração associada ao revestimento primário de</p><p>concreto projetado que deve acomodar as grandes deformações iniciais do maciço recém</p><p>escavado (ARMELIN et al. 1994), a qual deve ser reduzida com a utilização das fibras que</p><p>impedem a sua propagação (BENTUR e MINDESS, 1990).</p><p>d) A durabilidade do revestimento pode ser majorada com a utilização das fibras devido à</p><p>redução da fissuração, que é o caminho preferencial de entrada de agentes agressivos no túnel,</p><p>além do fato da fibra ser um elemento descontinuo e muito menos sujeito à corrosão eletrolítica</p><p>do que as barras contínuas das telas ou cambotas.</p><p>e) Uma redução da reflexão pode ser conseguida com a eliminação da tela e,</p><p>consequentemente da sua vibração, além da eliminação de irregularidades, como as cambotas.</p><p>10.4.4 Outras Aplicações</p><p>No caso específico do concreto de alta resistência, onde a elevada resistência produz</p><p>planos de ruptura extremamente regulares por não contornarem os agregados, temos uma menor</p><p>área de superfície de fratura e, consequentemente, um material mais frágil (MEHTA e</p><p>MONTEIRO, 1994).</p><p>Em obras em que a estrutura está muito sujeita a esforços dinâmicos, como é o caso das</p><p>estruturas construídas em regiões sujeitas a abalos sísmicos ou mesmo sujeitas à fadiga por</p><p>esforço cíclico é viável a utilização de concretos reforçados com fibras para se minimizar o dano</p><p>causado por estes esforços e minimizar a fissuração da estrutura. Isto garante uma maior vida útil</p><p>para o material da estrutura, conforme verificado em estudos experimentais em vigas de ligação</p><p>para paredes gêmeas sujeitas a esforços cortantes (WIGHT e ERKI, 1995).</p><p>Outra utilização onde a resistência ao impacto é particularmente importante são as</p><p>construções militares (CANOVAS, 1997), onde há o risco de impactos provocados pelos mais</p><p>variados projéteis. Há um enorme potencial do concreto reforçado com fibras para este tipo de</p><p>construção, pois o mesmo tem todas as condições para proporcionar um desempenho superior ao</p><p>do concreto convencionalmente armado.</p><p>A indústria de pré-moldados é outro grande campo de aplicação dos concretos com fibras</p><p>devido à maior velocidade de produção que sou uso proporciona. Isto advém do fato de eliminar</p><p>a demorada fase de instalação da armadura nas fôrmas previamente ao lançamento do concreto.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>148</p><p>10.5 DOSAGEM DO CONCRETO COM FIBRAS</p><p>As fibras de aço têm um papel muito importante na definição do custo do concreto com</p><p>elas</p><p>reforçadas. Mesmo com consumos regulares, abaixo do volume crítico, que já apresentam</p><p>grandes vantagens para a aplicação do material (SHAH, 1991), o custo por metro cúbico do</p><p>concreto pode dobrar. Assim, para se garantir a viabilidade econômica do CRFA, deve-se lançar</p><p>mão de metodologias de dosagem que otimizem o seu consumo, isto é, que definam o mínimo</p><p>consumo necessário para atender às exigências de desempenho. Cabe lembrar que a viabilidade</p><p>econômica do CRFA não está baseada única e exclusivamente no seu custo unitário, mas na</p><p>economia global que ele pode proporcionar. Na prática, principalmente internacional, não é raro</p><p>se fixar traços, independentemente das características da matriz e das fibras (MEHTA e</p><p>MONTEIRO, 1994; MORGAN, 1995).</p><p>Algumas recomendações (ACI, 1988), usando como referência a norma americana</p><p>ASTM C1018 (ASTM, 1994), simplesmente ignoram a influência das características da matriz</p><p>de concreto com a justificativa de que os índices desta norma "são essencialmente independentes</p><p>da matriz de argamassa ou concreto", referindo-se ao trabalho de JOHNSTON e GRAY (1986).</p><p>O primeiro problema é que esta norma está entrando em desuso devido à série de restrições que</p><p>ela apresenta, mesmo quando comparada com outras normas (MORGAN; MINDESS; CHEN,</p><p>1995) como é o caso da tradicional JSCE-SF4 (1984). No entanto, as propriedades da matriz</p><p>influem no comportamento do compósito, inclusive nos índices de tenacidade da norma ASTM</p><p>C1018 (ASTM, 1994).</p><p>A escolha da fibra deve levar em conta inicialmente a aplicação a que o concreto</p><p>reforçado com fibras se destina. Pode-se lançar mão de fibras mais longas, caso o agregado</p><p>empregado seja de maiores dimensões. No caso do concreto projetado, há uma forte restrição</p><p>com relação ao comprimento da fibra, uma vez que o concreto deverá passar por uma tubulação.</p><p>O ACI (1984) recomenda que o comprimento da fibra seja metade do diâmetro interno do</p><p>mangote. Como os mangotes têm diâmetros máximos da ordem de 63,5 mm, o comprimento</p><p>máximo da fibra seria da ordem de 32 mm.</p><p>A dosagem da fibra para uma dada matriz de concreto pode ocorrer independentemente</p><p>da dosagem da mesma, tendo por objetivo apenas alcançar o nível de desempenho esperado</p><p>quanto à tenacidade, sua principal preocupação. As únicas diretrizes práticas para a matriz são a</p><p>compatibilização do tamanho do agregado graúdo com o comprimento da fibra.</p><p>Assim, uma metodologia de dosagem do concreto com fibras deve levar em conta, além</p><p>do tipo de fibra a ser utilizada, as propriedades da matriz de concreto, a qual deve ser dosada de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>149</p><p>modo a atender as exigências de desempenho quanto à trabalhabilidade, resistência à</p><p>compressão, resistência à tração na flexão, etc. (HELENE e TERZIAN, 1992).</p><p>10.6 DURABILIDADE DO CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO</p><p>As dúvidas com relação à durabilidade do concreto reforçado com fibras de aço são</p><p>frequentes e, em grande parte, não estão tecnicamente embasadas. Isto se deve ao fato natural de</p><p>se observar fibras oxidadas na superfície de pavimentos e túneis, ou mesmo daquelas que se</p><p>perdem durante a reflexão do concreto projetado. No entanto, é conveniente que, se destaque o</p><p>fato das fibras de aço não receberem nenhum tratamento especial para evitar a corrosão, logo a</p><p>sua durabilidade está condicionada do seu confinamento, no meio fortemente, alcalino (pH em</p><p>torno de 12,5) do concreto onde, permanecerá apassivada.</p><p>Estudos reportados por MEHTA e MONTEIRO (1994) envolvendo ensaios de</p><p>durabilidade a longo prazo, mostraram que as fibras no concreto apresentaram mínimos sinais de</p><p>corrosão e nenhum efeito deletério nas propriedades do concreto após sete anos de exposição a</p><p>ataque de sais de descongelamento. Assim, a corrosão das fibras na superfície do concreto está</p><p>associada à carbonatação do concreto que se inicia justamente nesta regido mais próxima da</p><p>atmosfera e força a redução do pH. Quando o mesmo atinge o valor de 9 o aço é despassivado e</p><p>principia-se a corrosão (OLLIVIER, 1998). No entanto, isto, vem a indicar a necessidade de,</p><p>previsão de um recobrimento, que pode ser até uma camada de sacrifício que, garantirá uma</p><p>seção mínima de trabalho para a estrutura durante a sua vida útil.</p><p>No entanto, deve-se ressaltar o fato de que as fibras restringem a propagação das fissuras</p><p>no concreto. Como consequência direta da restrição à propagação das fissuras proporcionada</p><p>pelas fibras tem-se um aumento da resistência à entrada de agentes agressivos com consequente</p><p>aumento, da durabilidade da estrutura (CHANVILLARD, AITCIN e LUPIEN, 1989). Assim, é</p><p>de se esperar que a estrutura apresente um desempenho superior com relação é durabilidade com</p><p>a utilização de fibras ao invés da armadura continua convencional.</p><p>Isto ocorre porque para que haja corrosão da armadura no concreto deve haver uma</p><p>diferença de potencial, a qual pode ser originada por diferenças de concentração iônica, umidade,</p><p>aeração, tensão no aço ou no concreto. HELENE (1986) aponta que a corrosão localizada, apesar</p><p>de intensa e perigosa, é originada quando os ânodos são de dimensões reduzidas e estáveis,</p><p>sendo portanto, rara no concreto armado. Tanto maior será a dificuldade de se encontrar uma</p><p>diferença de potencial numa armadura quanto menores forem suas dimensões. Assim é o caso da</p><p>fibra comparada com a armadura convencional com barras continuas. Este fato é confirmado por</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>150</p><p>pesquisas que induziram a um severo ataque o concreto armado, com fibras. BENTUR e</p><p>MINDESS (1990) relatam uma série de pesquisas onde o desempenho do concreto reforçado</p><p>com fibras foi superior ao convencional, seja com ataques severos de cloretos, seja por efeito de</p><p>congelamento. Mesmo com o concreto fissurado a fibra apresenta uma capacidade resistente à</p><p>corrosão, como, apontou o estudo desenvolvido por CHANVILLARD, AITCIN e LUPIEN</p><p>(1989), que não observou sinais de corrosão e perda de seção transversal por este fenômeno</p><p>quando a abertura de fissuras nos pavimentos não ultrapassou 0,2mm.</p><p>10.7 VANTAGENS E DESVANTAGENS</p><p>Em resumo, dentre as vantagens referentes à utilização de fibras genéricas para reforço de</p><p>matrizes cimentíceas, em comparação ao concreto convencional, podem ser citadas:</p><p>• As fibras promovem um aumento nas resistências à compressão e à tração de solos</p><p>artificialmente cimentados;</p><p>• As fibras contribuem para uma mudança no comportamento tensão-deformação de</p><p>matrizes cimentíceas, com o aumento da ductilidade, beneficiando o material no seu estado pós-</p><p>fissuração;</p><p>• As fibras inibem a amplitude das fissuras associadas ao material compósito, acarretando</p><p>um aumento da tenacidade;</p><p>• As fibras controlam a propagação das fissuras dentro da matriz do compósito;</p><p>• O reforço com fibras provoca um aumento das resistências à fadiga, às cargas de</p><p>impacto e dinâmicas;</p><p>A utilização específica de fibras de polipropileno como reforço de materiais compósitos</p><p>também apresenta uma série de vantagens, tais como:</p><p>• Possuem alta resistência aos álcalis presentes no cimento e são de baixo custo;</p><p>• Proporcionam uma ampla distribuição das fissuras ao longo da matriz, sugerindo uma</p><p>maior distribuição das tensões;</p><p>• Minimizam a fissuração que ocorre no estado plástico do concreto e nas primeiras</p><p>horas de endurecimento;</p><p>• Restringem as fissuras causadas por retração plástica do concreto, ou sua freqüência e</p><p>tamanho são reduzidos;</p><p>• Controlam a abertura de fissuras que venham a surgir dentro da matriz;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>151</p><p>• Diminuem a incidência de fissuras de assentamento dos componentes sólidos durante o</p><p>fenômeno de exsudação do concreto;</p><p>• Aumentam a resistência à abrasão pelo controle da exsudação do concreto;</p><p>• Reduzem a reflexão</p><p>do concreto projetado devido ao aumento da coesão.</p><p>De forma geral, o uso de fibras de polipropileno com maior capacidade de elongação</p><p>(fibras poliméricas, por exemplo) tem apresentado melhores resultados se comparados à</p><p>utilização de fibras de maior rigidez tais como as de aço.</p><p>Como desvantagens da utilização de fibras de polipropileno como reforço de materiais à</p><p>base de cimento podem-se citar:</p><p>• Alta sensibilidade à luz solar e oxigênio;</p><p>• Baixo módulo de elasticidade;</p><p>• Fraca aderência com a matriz.</p><p>11. CONCRETO COM POLÍMEROS</p><p>11.1 TIPOS DE CONCRETO COM POLÍMEROS</p><p>Existem três tipos básicos de composições de concreto contendo polímeros: concreto</p><p>impregnado de polímero (CIP); concreto modificado com polímero (CMP); e concreto</p><p>polimérico (CP).</p><p>CP é um material compósito em que os agregados são unidos junto à matriz com a ajuda</p><p>de um aglutinante de polímero. Estes compósitos não contêm fase de cimento hidratado, embora</p><p>o cimento possa ser usado como agregado ou “filler”. O CP tem sido feito com variedades de</p><p>resinas e monômeros incluindo poliéster, epóxi, metil-metacrilato e estireno. Resinas de poliéster</p><p>têm custo moderado e grande variedade de formulações. As resinas epóxi são mais caras, mas</p><p>oferecem a vantagem de aderir muito bem em superfícies úmidas. As propriedades do CP são</p><p>influenciadas pela quantidade e qualidade da resina usada. Mas, em geral, apresentam cura</p><p>rápida, boas resistências à compressão e flexão, boa adesão, boa durabilidade em gelo/degelo,</p><p>baixa permeabilidade à água e a agentes agressivos e resistência a ataques químicos. Além de se</p><p>querer alta resistência à compressão e boa aderência, a escolha do tipo de CP deve ser feita com</p><p>cuidado, haja vista a variância das suas propriedades em relação ao tempo de aplicação e</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>152</p><p>condições ambientais. A seguir, outras propriedades dos CPs a serem observadas quanto à</p><p>finalidade:</p><p>• coeficiente de expansão térmica. É importante que o CP tenha coeficiente parecido</p><p>com o do concreto a ser reparado. Esta compatibilidade térmica é mais importante</p><p>em grandes áreas de aplicação, pois se a diferença entre os coeficientes for elevada,</p><p>existe a possibilidade de um ou outro retrair ou expandir mais, ocorrendo fadiga e</p><p>posterior descolamento entre os materiais;</p><p>• retração. Quanto menos retração o material de reparo apresentar, melhor será seu</p><p>desempenho, eliminando a possibilidade de ocorrência de microfissuras. Este fato</p><p>pode ser melhorado se a mistura do CP for feita com uma baixa relação a/c e se</p><p>procedimentos quanto à cura forem adequados; e</p><p>• permeabilidade. Concreto de boa qualidade apresenta impermeabilidade alta, mas</p><p>quando sua superfície estiver seca, a umidade interna tenderá a subir para a mesma,</p><p>por ação da capilaridade. Este fato pode interferir na interface entre concreto x CP.</p><p>OHAMA (1996) destaca que vários materiais compósitos com polímeros vêm sendo</p><p>utilizados para o reparo de estruturas, independente da origem do problema: reação álcali-</p><p>agregado, corrosão por cloretos, esforços mecânicos, etc.</p><p>CABRERA e. AL-HASAN (1997) efetuaram estudos do CP como material de reforço a</p><p>fim de averiguar a quantidade mínima de material para obter o melhor desempenho, concluindo</p><p>que as propriedades ótimas são alcançadas quando se usa razão polímero: agregado em torno de</p><p>1:7 a 1:12. Estes materiais poliméricos podem ser injetados e usados como revestimentos</p><p>internos e externos e servem, também, de grautes para fissuras. Recentemente, os materiais de</p><p>base de cimento com alto teor de polímeros vêm sendo amplamente aplicados no reforço de</p><p>estruturas submersas.</p><p>ABDEL-FATTAH e EL-HAWARY (1999) estudaram três porcentagens de polímeros: 9,</p><p>12 e 15 % do total de peso da mistura, sendo duas do tipo epóxi de diferentes fabricantes, para</p><p>uso diverso e para uso em graute e, uma terceira, do tipo poliéster, quanto à resistência do</p><p>concreto. Para os três tipos de resinas, a proporção ótima para a obtenção de valores máximos da</p><p>resistência à compressão foi 12 %. Para os dois tipos de epóxi, a resistência decresceu na razão</p><p>de 15 % enquanto que a de poliéster ficou quase inalterada.</p><p>Os valores dos módulos de ruptura para as vigas de controle (não armadas) foram</p><p>considerados mais altos do que aqueles normalmente obtidos em concretos comuns. O valor do</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>153</p><p>módulo mais alto ocorreu na mistura de 12 %. O valor mais alto foi para a de epóxi tipo I e os</p><p>valores mais baixos, em geral, foram as com poliéster.</p><p>HOUGHTON e colaboradores verificaram a resistência à cavitação e erosão de concreto</p><p>impregnado com polímero dentre outros concretos. Dois testes de polimerização foram</p><p>efetuados: o primeiro destes foi realizado na superfície de cobertura do concreto. O cp foi</p><p>previamente seco pelo aquecimento e após resfriamento, foi feita a aplicação do monômero na</p><p>superfície (espessura de 0,3 a 0,6 cm); o segundo teste foi feito por absorção do polímero a certa</p><p>profundidade. A polimerização foi efetuada sob temperatura. Os resultados analíticos dos ensaios</p><p>de cavitação e erosão efetuados por Houghton e col.</p><p>sobre os materiais, mostraram que a</p><p>polimerização do concreto convencional (superfície de cobertura) aumenta a resistência ao</p><p>desgaste em uma ordem de grandeza; e que os resultados mais animadores foram obtidos em</p><p>resistência ao desgaste, pela polimerização dos concretos reforçados com fibras e pela</p><p>polimerização do monômero com areia, na cobertura do concreto convencional (estes testes não</p><p>foram levados até o processo de falha total).</p><p>11.2 MATERIAIS POLIMÉRICOS</p><p>Existem três tipos básicos de composições de concretos e argamassas contendo</p><p>polímeros, segundo o manual do ACI INTERNATIONAL (1999):</p><p>- concreto/argamassa impregnados de polímero;</p><p>- concreto/argamassa modificados com polímero; e</p><p>- concreto/argamassa poliméricos.</p><p>11.2.1 Concreto/argamassa impregnados de polímero</p><p>Concreto impregnado de polímero é um concreto de cimento Portland hidratado no qual</p><p>se impregna um monômero, para posterior polimerização. O monômero mais utilizado é o metil-</p><p>metacrilato. Geralmente, são feitas aplicações de 1,5 a 2,5%, em peso e espessuras de 6 a 38 mm.</p><p>O uso deste material faz com que se consiga uma boa durabilidade para as estruturas.</p><p>A grande vantagem para seu uso é que possui compatibilidade com quase todos os tipos</p><p>de concreto. Possui boa resistência à abrasão e à penetração, é resistente à ação da água, ácidos e</p><p>sais. O concreto impregnado de polímero pode ser aplicado em estruturas já existentes para que</p><p>haja um aumento da durabilidade, redução nos custos com manutenção e na restauração de</p><p>concreto deteriorado.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>154</p><p>Se o concreto já tiver sido exposto a agentes agressivos, a aplicação não sanará os</p><p>problemas que já possam ter iniciado. Fissuras não são vedadas e servirão de caminho para os</p><p>agentes agressivos.</p><p>Existem algumas maneiras de se aplicar o CIP, que é usado principalmente em pontes,</p><p>vertedouros, meios-fios, tubulações de saneamento e estruturas deterioradas em geral.</p><p>11.2.2 Concreto/argamassa modificados com polímero</p><p>O concreto e a argamassa modificados com polímero são conhecidos como uma</p><p>combinação de cimento, agregados e polímeros orgânicos que são dispersos em água. Esta</p><p>dispersão é chamada de látex e o polímero orgânico é uma substância composta por inúmeras</p><p>moléculas simples combinadas em grandes moléculas. As moléculas simples são os monômeros</p><p>e a reação para combiná-las é a polimerização.</p><p>O concreto modificado com polímero é adicionado ao concreto para melhorar</p><p>propriedades como aderência do reparo ao concreto do substrato, aumentar a flexibilidade e a</p><p>resistência a impactos, melhorar</p><p>a resistência à percolação de água e de sais dissolvidos na água.</p><p>Dos diversos tipos de polímeros, o mais adequado ao uso para concreto modificado com</p><p>polímero é por polimerização de emulsão. Para restauração do concreto, os de melhores</p><p>desempenho são estireno-butadieno e látex acrílico.</p><p>As resinas epóxi também podem ser adicionadas ao concreto, modificando e contribuindo</p><p>para melhoria de algumas características, como:</p><p>- resistência ao gelo/degelo e a ataques químicos;</p><p>- redução da permeabilidade; e</p><p>- aderência, resistência à compressão e à flexão.</p><p>Emulsões de epóxi têm sua aplicação um tanto restrita, pois são mais caras e algumas são</p><p>susceptíveis a mudanças de cor quando expostas à radiação solar.</p><p>Na maioria dos casos, a adição de polímeros fica em torno de 10 a 20% em peso de</p><p>cimento, podendo variar conforme a finalidade do concreto. A relação a/c para que se obtenha</p><p>uma boa trabalhabilidade destes concretos fica entre 0,30 e 0,40, para misturas contendo látex, e</p><p>entre 0,25 e 0,35, contendo epóxi.</p><p>Tanto o concreto modificado com látex quanto o com polímero têm apresentado ótimos</p><p>desempenhos ao longo do tempo. Ambos são excelentes para:</p><p>- aumento nas resistências mecânicas e durabilidade;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>155</p><p>- melhoria das propriedades adesivas;</p><p>- diminuição da permeabilidade.</p><p>O principal cuidado a ser tomado refere-se quanto à cura do concreto modificado com</p><p>polímero, que deve ser a seco, no mínimo por dois dias. O concreto modificado com látex</p><p>também apresenta melhor trabalhabilidade, aplicação mais fácil e é ideal para ambientes úmidos.</p><p>Como concretos convencionais, os concretos modificado com látex devem ser lançados e</p><p>curados em temperatura compreendida entre 7 ºC e 30 ºC, cuidando para não se chegar aos</p><p>extremos. Como muitas misturas de a/c baixo, o concreto modificado com látex tende a</p><p>apresentar fissuras de retração. O módulo de elasticidade é ligeiramente menor quando</p><p>comparado com concreto convencional e, portanto, o seu uso na vertical ou carregamento axial</p><p>deve ser acompanhado cuidadosamente.</p><p>11.2.3 Concreto/argamassa poliméricos</p><p>É um material compósito em que os agregados são unidos junto à matriz com a ajuda de</p><p>um aglutinante de polímero. Estes compósitos não contêm fase de cimento hidratado, embora o</p><p>cimento possa ser usado como agregado ou filler.</p><p>O concreto polimérico tem sido feito com uma variedade de resinas e monômeros</p><p>incluindo poliéster, epóxi, metil-metacrilato e estireno. Resinas de poliéster têm custo moderado</p><p>e grande variedades de formulações. As resinas epóxi são mais caras, mas algumas formulações</p><p>oferecem a vantagem de aderirem muito bem a superfícies úmidas.</p><p>As propriedades do concreto polimérico são influenciadas pela quantidade e qualidade da</p><p>resina usada. Mas, em geral, apresentam cura rápida, boas resistências à compressão e flexão,</p><p>boa aderência, boa durabilidade em gelo/degelo, baixa permeabilidade à água e a agentes</p><p>agressivos e resistência a ataques químicos.</p><p>Quando se usa epóxi e poliéster, solventes orgânicos podem ser necessários para a</p><p>limpeza de equipamentos. Ressalta-se que cada sistema é explosivo e deve ser tomado cuidado</p><p>com faíscas. São materiais de cura rápida e que requerem um tempo de lançamento rápido. Além</p><p>de apresentarem tempos de trabalhabilidade distintos, dependem ainda da temperatura e umidade</p><p>locais, podendo a eficácia do polímero, ficar afetada por estas variáveis.</p><p>O módulo de elasticidade do concreto polimérico pode atingir valores inferiores ao do</p><p>concreto convencional se trabalhado em altas temperaturas. Somente alguns concretos</p><p>poliméricos são eficientes em ambientes úmidos.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>156</p><p>Em geral, os agregados devem estar secos para que se obtenha resistências mecânicas</p><p>mais elevadas. O concreto convencional geralmente não apresenta boa aderência ao concreto</p><p>polimérico e este fato pode ser minorado, aplicando-se adesivo de base epóxi.</p><p>12. CONCRETO COLORIDO</p><p>12.1 INTRODUÇÃO</p><p>Uma solução que pode agregar valor estético ao concreto é a adição de pigmentos. Seja</p><p>em pavimentos ou elementos estruturais aparentes, a técnica dispensa a aplicação de</p><p>revestimentos, o que, em tese, significa economia, agilidade e menor exigência de manutenção.</p><p>No entanto, embora apresente resistência e desempenho semelhantes ao concreto cinza, a</p><p>utilização de concreto colorido exige maior controle tecnológico e alguns cuidados especiais,</p><p>sobretudo durante a produção do concreto e a execução da estrutura.</p><p>A começar pela escolha dos pigmentos. Os inorgânicos são mais recomendados por</p><p>apresentar menor quantidade de finos e maior durabilidade. Os mais comuns são os derivados de</p><p>óxido de ferro, que também podem ser orgânicos, mas que, neste caso, apresentam desempenho</p><p>inferior.</p><p>Embora sua estabilidade química seja similar à do produto sintético, a maioria dos</p><p>pigmentos naturais apresenta pouco óxido e baixo poder de tingimento, o que implica maior</p><p>consumo do material. Vale lembrar que a utilização de óxidos acima de 10% do peso do cimento</p><p>em um concreto pode ser nociva para sua durabilidade e resistência. Além disso, com esse tipo</p><p>de produto, aumentam-se os problemas decorrentes de sais inapropriados e contaminantes.</p><p>Entretanto, mais do que a escolha adequada dos pigmentos, no caso do concreto colorido,</p><p>a maior atenção deve ser sobre a elaboração do traço.</p><p>Isso porque o grande segredo com relação à uniformidade e manutenção da cor está na</p><p>dosagem constante e mistura homogênea. Dessa forma, mais importante do que o controle</p><p>tecnológico pós-produção é o controle da execução. Além disso, a inserção de pigmentos pode</p><p>alterar algumas propriedades do concreto. O comportamento com relação à tração e</p><p>deformabilidade, por exemplo, não muda. A diferença, porém, é que pode haver maior demanda</p><p>de água e cimento.</p><p>Cuidados devem ser tomados também para evitar diferenciação de tons. Embora qualquer</p><p>cimento possa ser utilizado para a confecção de concreto colorido, é importante evitar o uso de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>157</p><p>marcas diferentes do componente, pois podem apresentar tonalidades distintas em função do seu</p><p>processo produtivo. Pelo mesmo motivo o adensamento deve ser cautelosamente realizado para</p><p>evitar, entre outras coisas, que possíveis juntas sejam feitas em cores diferentes.</p><p>A densidade do concreto não afeta diretamente a sua cor. No entanto, a eflorescência</p><p>tende a ocorrer com maior freqüência em materiais porosos e mal compactados.</p><p>Aliás, esse tipo de patologia é uma das principais ameaças ao concreto colorido, já que o</p><p>fenômeno pode comprometer bastante a estética da superfície. Em muitos casos, a alternativa é o</p><p>uso de aditivos inibidores de eflorescência. Outro recurso é o desgaste da peça para a retirada da</p><p>nata superficial com aditivos retardadores e jato de areia.</p><p>Embora acrescente mais plasticidade, a adição de corantes ainda é um recurso pouco</p><p>utilizado pelos arquitetos brasileiros. Por aqui, o uso mais comum é em pisos, com o emprego de</p><p>concreto estampado e de peças de pavimento intertravado, além da utilização em pequenos</p><p>artefatos, elementos decorativos e placas de fachadas pré-fabricadas. Também projetos de</p><p>reurbanização são apontados como um dos nichos que mais pode se aproveitar das vantagens do</p><p>material.</p><p>Um dos fatores que impede o maior uso dessa tecnologia é o preço. Contudo, a análise</p><p>dos custos envolve muitos fatores, como a redução de uma etapa de execução, que é a do</p><p>revestimento. Ao mesmo tempo, há o investimento para a compra do pigmento e a exigência de</p><p>maiores controles e análises.</p><p>Em pavimentação, os blocos coloridos chegam a ser de 20% a 30% mais caros que os</p><p>tradicionais. Porém, os corantes verde e azul, derivados de</p><p>óxidos de cromo e de cobalto, podem</p><p>custar até 50% a mais.</p><p>Em edificações, no entanto, a influência do custo da adição de cor pode ser reduzida se os</p><p>aditivos forem utilizados em concreto de alto desempenho. A aplicação dessas substâncias é</p><p>sempre proporcional ao volume de concreto, portanto, é mais interessante inserirmos pigmento</p><p>em um material de maior valor agregado, comenta Helene, presidente do Ibracon. Além disso, o</p><p>CAD já exige, por si só, um rígido estudo de dosagem e traços-piloto. Também pelo fato de se</p><p>tratar de um concreto mais estável, com maior resistência à ação de agentes externos, como ar,</p><p>umidade e poluição, os pigmentos apresentam ótimo desempenho em CAD.</p><p>12.2 APLICAÇÕES DE COR NO CONCRETO</p><p>Muitos elementos estruturais ou de revestimento são produzidos já coloridos, porém,</p><p>muitos outros podem ser feitos em obra, com a adição de pigmentos na mistura do material seco</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>158</p><p>(areia, brita, cimento), na porcentagem desejada. Ainda, é possível misturar pigmentos</p><p>possibilitando cores variadas. Assim, controlando a intensidade e a composição de cores no</p><p>produto a se conseguir, pode ser obtida praticamente qualquer cor desejada.</p><p>Os principais campos de aplicação de pigmentos na construção são:</p><p>a) Argamassas:</p><p>• De rejuntamento;</p><p>• De revestimento;</p><p>• Projetada;</p><p>• De Assentamento;</p><p>b) Artefatos:</p><p>• Pisos de concreto intertravado;</p><p>• Pisos de concreto colorido integral;</p><p>• Telhas de concreto;</p><p>• Telhas de amianto;</p><p>• Blocos de concreto;</p><p>• Blocos de solo-cimento;</p><p>• Painéis de revestimento pré-moldados;</p><p>• Peças especiais: elementos vazados; pré-fabricados de concreto, bancos de concreto;</p><p>guias de concreto;</p><p>c) Concreto:</p><p>• Dosado em central concreteira;</p><p>• Estampado;</p><p>• Asfáltico;</p><p>• Pré-moldados;</p><p>12.3 CUIDADOS COM CONCRETOS COLORIDOS</p><p>Para a confecção correta de um concreto pigmentado, deve se analisar a seguinte</p><p>indicação:</p><p>• Dosar pigmento ou mistura em porcentagem do peso do cimento;</p><p>• Manter dosagem do concreto sempre igual para mesmo elemento;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>159</p><p>• Misturar pigmentos no material seco, depois à água;</p><p>• Tomar cuidados quanto à cura do produto produzido.</p><p>Alguns cuidados complementares devem ser seguidos:</p><p>a) Compactação</p><p>A densidade do concreto não afeta diretamente a sua cor. No entanto, a eflorescência</p><p>tende a ocorrer com maior freqüência em concretos porosos e mal compactados. Este fenômeno</p><p>pode alterar significativamente a aparência do concreto colorido e é a principal causa das</p><p>reclamações dos clientes.</p><p>b) Processo de Cura</p><p>Uma cura adequada do concreto é requerida para se obter uma melhor uniformidade,</p><p>além de proteger a superfície. Para que se tenha o efeito desejado devem-se tomar certos</p><p>cuidados, especialmente com a cura. A cura preferencialmente deve ser úmida e durante o</p><p>período de 7 dias. Em caso de utilização de manta, o cliente deve ser informado de possíveis</p><p>manchamentos nas dobras das mantas.</p><p>Variações no processo de cura freqüentemente causam irregularidades na tonalidade do</p><p>produto final. Deve ser notado que o cliente de concreto colorido é muito mais exigente do que o</p><p>cliente de concreto cinza e, portanto, devem ocorrer maiores cuidados na cura do concreto</p><p>colorido.</p><p>c) Processo de Manutenção</p><p>A limpeza regular do concreto colorido é recomendada. Em geral, um re-selamento pode</p><p>ser desejável periodicamente, conforme a superfície sofrer desgaste. A manutenção pode ser</p><p>acelerada em áreas em que o desgaste seja maior ou em que agentes agressivos sejam utilizados</p><p>com maior constância.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>160</p><p>d) Concretagem e Acabamento</p><p>Coloração final e texturas devem ser pré-aprovadas com um teste em campo. Assim</p><p>como todo concreto, a superfície deve estar adequada antes de ser realizada a concretagem,</p><p>conforme as normas estabelecidas. A superfície deverá ser compactada, desempenada e acabada</p><p>conforme o usual. Cuidado adicional deverá ser observado para que não ocorra excesso na</p><p>vibração, excesso de acabamento que podem causar excessiva exsudação.</p><p>Concreto projetado deve ser projetado na mesma direção para se manter uma</p><p>uniformidade na aparência. Não se deve adicionar água ao concreto no caminhão caso o mesmo</p><p>esteja entrando em início de pega ou na superfície durante o processo de acabamento.</p><p>12.4 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DOS CONCRETOS COLORIDOS</p><p>Em Curitiba-PR, uma escola descobriu que o concreto pode ser utilizado também com</p><p>fins pedagógicos. Em uma área de 145 m², o pavimento se transformou em um mapa-múndi,</p><p>com blocos intertravados. O projeto resultou em um equipamento para atividades educacionais</p><p>para crianças. Assim, blocos com dupla camada, resistência superior a 35 MPa e 6 cm de</p><p>espessura compõem o painel. Oito diferentes cores fazem a caracterização dos continentes e</p><p>oceanos e, para tornar os tons mais vivos e definidos, foi utilizado cimento branco. A Figura 72</p><p>mostra o pátio da escola com a utilização do concreto colorido.</p><p>Figura 72 – Utilização do concreto colorido em pavimento (TECHNE, 2006).</p><p>Excluindo a pavimentação, os exemplos mais recentes de aplicação desse tipo de recurso</p><p>são empreendimentos que prezam pela diferenciação arquitetônica, como o Hotel Unique, em</p><p>São Paulo. No local, uma mesma parede possui cores diferentes (vermelho e grafite) nos lados</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>161</p><p>interno e externo, resultantes da aplicação de concreto jateado colorido. A Figura 73 apresenta o</p><p>Hotel Unique, o qual o uso de pigmentos permitiu que uma mesma parede tivesse uma cor do</p><p>lado interno e outra do lado externo.</p><p>Figura 73 – Hotel Unique em São Paulo (TECHNE, 2006).</p><p>A catedral de Los Angeles (Figura 74), uma suntuosa construção tida como marco</p><p>histórico do século 21 e que reflete o espírito da diversidade da cidade de Los Angeles, utilizou</p><p>45.500 m³ de concreto colorido de alto desempenho, tendo sido projetada para uma vida útil de</p><p>300 anos (SELNA e MONTEIRO, 2001).</p><p>Figura 74 - Catedral de Los Angeles (CD ROOM USP, 2003).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>162</p><p>13. CONCRETO BRANCO</p><p>13.1 INTRODUÇÃO</p><p>Os parâmetros de exigências de desempenho para concretos aparentes começaram a</p><p>serem repensados nos últimos anos. As estruturas arquitetônicas produzidas por esta tecnologia</p><p>acabam ficando limitadas a uma cor acinzentada, considerada monótona por muitos projetistas.</p><p>Este fator é devido, principalmente, pela cor característica dos cimentos Portland convencionais.</p><p>Dentro desta nova exigência do mercado é que o cimento branco estrutural acabou</p><p>ganhando força. A definição de um traço para a produção de concretos pigmentados,</p><p>especialmente brancos, gera uma série de considerações que devem ser analisadas. O uso do</p><p>cimento Portland branco estrutural vem mantendo um intenso crescimento em todas suas</p><p>magnitudes, no entanto, há um número restrito de publicações e estudos sobre suas</p><p>características e propriedades. O emprego do concreto branco se justifica nas obras estruturais</p><p>por motivos estéticos, podendo-se eliminar o revestimento, bem como trabalhar com texturas e</p><p>pigmentos.</p><p>Sabe-se que o uso do concreto branco em concreto arquitetônico (aparente) despende</p><p>cuidados especiais desde a escolha dos materiais até o perfeito planejamento da sua execução.</p><p>Por outro lado, a grande quantidade de finos utilizada, necessária para dar bom acabamento,</p><p>acaba por fornecer a este concreto algumas características particulares importantes para sua</p><p>durabilidade.</p><p>Desta forma, as obras produzidas em concreto branco destacam-se pelo forte apelo</p><p>estético da construção.</p><p>Entretanto, paralelamente, é necessário manter suas características</p><p>tradicionais de adequada durabilidade e comportamento mecânico.</p><p>13.2 MATERIAIS CONSTITUINTES</p><p>13.2.1 Cimento Branco</p><p>O processo de fabricação do cimento cinza tradicional consiste na mineração e britagem</p><p>de matérias-primas selecionadas, seguida da preparação adequada de uma mistura crua que é</p><p>aquecida por volta de 1450°C em um forno rotativo. Esse processo de sinterização produz o</p><p>clínquer, que devidamente moído e misturado, em proporções adequadas, com sulfato de cálcio,</p><p>origina o cimento Portland.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>163</p><p>O minério de ferro é a principal fonte de Fe2O3, elemento importante que facilita a</p><p>fundição da mistura, permitindo trabalhar com temperaturas de sinterização mais baixas. No caso</p><p>da produção de cimentos brancos, a presença de Fe2O3 é indesejável, pois a coloração</p><p>avermelhada típica desse elemento afeta a cor da mistura final. Além do ferro são evitados outros</p><p>elementos menores que induzem à coloração do cimento, como o Manganês (Mn), o Cromo (Cr)</p><p>e o Titânio (Ti). A necessidade de se utilizarem matérias-primas isentas desses elementos</p><p>encarece o processo de fabricação do cimento branco. Além disso, a ausência do ferro faz com</p><p>que sejam adotadas temperaturas mais elevadas para a queima do clínquer.</p><p>Em relação às características químicas, tanto o cimento Portland cinza quanto o branco</p><p>são constituídos basicamente pelos mesmos compostos (C3S - alita, C2S - belita, C3A -aluminato,</p><p>C4AF - ferrita).</p><p>Quanto às características físicas, existem duas diferenças básicas, inter-relacionadas,</p><p>entre o cimento branco e os tradicionais: finura e início de pega. Como a finura de um material</p><p>tende a aumentar com o aumento da superfície específica, os cimentos brancos são, em geral,</p><p>moídos mais finamente que os cimentos convencionais. Consequentemente, os cimentos brancos</p><p>se tornam mais reativos em contato com a água. Isso ocorre porque as partículas menores se</p><p>hidratam mais rapidamente, em virtude do fato de possuírem maior superfície específica. Isso</p><p>implica diretamente no ganho de resistência com o tempo.</p><p>Considerando que o cimento branco possui teores mais elevados de C3A e é constituído</p><p>por partículas mais finas, comparado a outros tipos de cimento, é razoável esperar que concretos</p><p>produzido com cimento branco apresentem tempos mais curtos de início de pega. Dessa forma,</p><p>concretagens de elementos estruturais de grandes dimensões, em concreto branco, necessitam ser</p><p>muito bem controladas, pois tendem a desenvolver picos de temperaturas maiores, em virtude do</p><p>elevado calor de hidratação nas primeiras idades.</p><p>O cimento Portland branco que se evidencia pela sua alvura classifica-se em dois tipos:</p><p>estrutural e não estrutural. O estrutural é usado fundamentalmente em estruturas de projetos</p><p>arquitetônicos, e possui nacionalmente as classes de resistência 25, 32 e 40. O não estrutural é</p><p>indicado para rejuntamento de ladrilhos cerâmicos, argamassas entre outras com funções não</p><p>estruturais. A sua alvura obtém-se através da rígida seleção de sua matéria-prima, onde se faz</p><p>necessário ter baixos teores de óxido de ferro e manganês. O processo de resfriamento do</p><p>clínquer é de fundamental importância, visto que, o resfriamento sendo feito através de tanques</p><p>d’água na saída do forno evita a oxidação desse clínquer por conta do contato com o ar ambiente.</p><p>A temperatura necessária para calcinação é de aproximadamente 1600°C sendo maior que</p><p>a necessária para os cimentos cinza, já o combustível utilizado é o óleo mineral ou o gás, em</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>164</p><p>lugar do carvão que é utilizado para o cimento cinza, basicamente por esse último conter óxidos</p><p>que alteram a alvura do clínquer, diz MACEDO et al. (2004).</p><p>A NBR – 12989, que regulamenta no Brasil o cimento branco, prescreve para este</p><p>cimento, um mínimo de 85% de CaCO3 + MgCO3, de tal forma que os fabricantes impõem</p><p>durante a etapa de moagem do processo de fabricação, a adição de materiais carbonáticos ao</p><p>clínquer branco. Por sua vez, o índice de brancura deve apresentar um percentual maior que</p><p>78%.</p><p>Verificam-se várias alterações na micro-estrutura do material, resultando na mudança de</p><p>seu comportamento, uma vez que o cimento Portland branco possui maior teor de C3A e menor</p><p>teor de C4AF, bem como também apresenta diferenciação nos percentuais de C3S e C2S, tudo</p><p>isso com relação a outros tipos de cimento Portland. Destacam-se os maiores teores de C3A, fato</p><p>que tende a provocar alteração no início e fim de pega, conforme MATTOS & DAL MOLIN</p><p>(2003).</p><p>A Tabela 8 apresenta composições do cimento Portland branco.</p><p>Tabela 8 – Composição dos cimentos Portland Branco. (MACEDO et al., 2004)</p><p>Composição (% em massa) Tipo de Cimento</p><p>Portland</p><p>Código de</p><p>Identificação</p><p>(sigla da classe)</p><p>Clínquer</p><p>branco + gesso</p><p>Material</p><p>Carbonático</p><p>Norma</p><p>Brasileira</p><p>Branco</p><p>Estrutural</p><p>CPB – 25</p><p>CPB – 32</p><p>CPB – 40</p><p>100 – 75 0 – 25</p><p>Branco Não-</p><p>estrutural CPB</p><p>74 – 50</p><p>26 – 50</p><p>NBR - 12989</p><p>13.2.2 Agregados</p><p>Como os agregados ocupam mais da metade do volume do concreto, é natural que</p><p>influenciem diretamente no seu comportamento. A relação entre o agregado empregado e a</p><p>qualidade do concreto pode ser percebida tanto no estado fresco da mistura, quanto após o seu</p><p>endurecimento. A natureza do agregado e sua granulometria são as características que mais</p><p>afetam a mistura do concreto. Quando se trata de concreto branco, a cor do agregado se torna</p><p>também um importante parâmetro de controle.</p><p>Os materiais inertes passíveis de serem utilizados em concretos de cimento Portland</p><p>Branco são inúmeros, incluindo os calcários; as areias silicosas e argilosas; e os inertes de</p><p>basalto, mármores, granitos, entre outros. Em relação ao concreto branco, a escolha do agregado</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>165</p><p>dependerá de sua cor e textura e dos efeitos estéticos pretendidos. É importante atentar-se para</p><p>variações no teor de finos ou para existência de contaminação por argila ou outro material</p><p>pulverulento, que provocará alterações colorimétricas. Deve-se preferencialmente selecionar e</p><p>caracterizar adequadamente os agregados a empregar, estabelecendo um controle de aceitação</p><p>rígido, com vistas a reduzir os riscos de alterações na homogeneidade da mistura e,</p><p>principalmente, na aparência do produto final.</p><p>A opção por agregados mais claros acaba tornando mais fácil o controle da aparência</p><p>superficial das estruturas que fazem uso do cimento branco. Dentro desse panorama, encaixam-</p><p>se, como opção de uso, os agregados provenientes das rochas calcárias.</p><p>Dados os altos volumes e custos de transporte, as possibilidades de escolha de agregado</p><p>são influenciadas pela localização da região de produção do concreto. Em cada região do Brasil,</p><p>a escolha do agregado adequado deverá ser efetuada analisando a disponibilidade de materiais e</p><p>as exigências de acabamento estabelecidas para a obra.</p><p>O emprego de agregados artificiais na mistura, principalmente para a fração fina, pode</p><p>afetar a trabalhabilidade e compacidade do concreto, porque a rugosidade e as formas mais</p><p>irregulares dos agregados dificultam sua movimentação no concreto no estado fresco. Por outro</p><p>lado, esses agregados tendem a ser mais friáveis, e o processo de britagem favorece a obtenção</p><p>de uma distribuição granulométrica contínua, o que colabora para um melhor empacotamento da</p><p>mistura no estado endurecido, proporcionando ganhos nos resultados de resistência à compressão</p><p>e durabilidade.</p><p>A utilização de fillers se mostra positiva para garantir uma boa quantidade de finos</p><p>superficiais, quer por razões de ordem econômica, quer por razões de ordem técnica, pois uma</p><p>excessiva dosagem de cimento implica maior</p><p>calor de hidratação e maior risco de fissuração</p><p>(FONSECA & NUNES, 1995).</p><p>Em relação aos agregados, devem ser tomados alguns cuidados:</p><p>• O transporte dos agregados deve ser feito com cautela, para evitar sua contaminação</p><p>com sujeira;</p><p>• A armazenagem dos agregados deve ser realizada tomando cuidados para evitar seu</p><p>umedecimento e contaminação por sujeira;</p><p>• Deve ser realizado um controle de umidade do agregado, visando obter informações</p><p>para ajustar os traços no momento da mistura;</p><p>• A temperatura dos agregados deve ser controlada, devendo os mesmos ser protegidos</p><p>para reduzir as variações de temperatura das misturas de concreto;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>166</p><p>• Deve ser feita uma triagem dos sacos de pó calcário, evitando o uso daqueles cuja</p><p>cromaticidade difere muito do padrão selecionado para a obra. De preferência, este</p><p>controle deverá ser feito no recebimento, devendo ser recusados sacos cujo conteúdo</p><p>tenha coloração muito diferente da desejada;</p><p>• Para minimizar problemas de variações de cor, sugere-se que a compra e</p><p>processamento de agregados seja feita num único lote, sendo selecionado um veio</p><p>claro para extração do mesmo.</p><p>Em resumo, para a produção do concreto branco, os materiais utilizados devem ser</p><p>escolhidos com especial cuidado quanto à tonalidade e limpeza, dando-se especial atenção às</p><p>frações finas. Agregados miúdos de tonalidade escura, ou contaminados com material</p><p>pulverulento de cor marcante, influirão decisivamente na cor final do concreto, já que formam</p><p>parte da pasta que define a tonalidade da mistura. No entanto, a tonalidade do agregado pode</p><p>provocar sombreamentos na superfície do concreto e, caso o mesmo seja exposto, devido a</p><p>lascamentos de quinas ou deteriorações da camada superficial, sua presença será notada e poderá</p><p>interferir na estética do conjunto.</p><p>13.2.3 Aditivos</p><p>O uso de aditivos na fabricação de concretos já é amplamente difundido no meio técnico.</p><p>Nos dias atuais, é cada vez mais raro um concreto ser produzido sem que seja acrescentado</p><p>algum tipo de aditivo, tal como plastificante, superplastificante, modificador de viscosidade ou</p><p>até mesmo um controlador de hidratação.</p><p>Os aditivos desempenham um papel fundamental na qualidade do concreto cromático, em</p><p>especial no caso do concreto branco, dadas as características específicas do cimento branco e o</p><p>eventual emprego de agregados artificiais. Os aditivos mais utilizados, nesse caso, são os</p><p>superplastificantes e os controladores de hidratação.</p><p>Uma estrutura de concreto branco aparente não deve apresentar falhas de concretagem,</p><p>pois correções futuras deixam marcas visível, prejudicando a estética. Assim, ao se dosar um</p><p>concreto branco, devem-se adaptar as exigências de trabalhabilidade, utilizando-se abatimentos</p><p>superiores a 120 mm. Para garantir uma consistência fluida ao concreto fresco, que permita o</p><p>adequado lançamento e adensamento, torna-se praticamente obrigatório o uso de aditivos</p><p>superplastificantes.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>167</p><p>Os superplastificantes mais tradicionais, a base de melanina ou naftaleno, reduzem de</p><p>12% a 30% a água adicionada no concreto. Já os superplastificantes mais novos, a base de</p><p>policarboxilatos, apresentam taxas de redução de água de amassamento superiores a 40%. Dada</p><p>a sua maior eficiência, os superplastificantes são normalmente empregados na fabricação do</p><p>concreto branco. Além da eficiência, deve-se atentar para a coloração do aditivo. Em termos</p><p>cromáticos, os superplastificantes a base de carboxilatos ou melanina são normalmente líquidos</p><p>de cor clara e se mostram mais adequados para o emprego em misturas de concreto branco do</p><p>que os de aditivos a base de naftaleno sulfonado, que tendem a ser mais escuros.</p><p>13.2.4 Adições Minerais</p><p>O uso de certas adições minerais nas misturas de concreto é comprovadamente favorável</p><p>para o desenvolvimento da resistência e melhoria da durabilidade. Para compensar alguns</p><p>problemas que podem ocorrer em concretos brancos, devido às características do cimento branco</p><p>e do tipo de agregado utilizado, o uso de determinados tipos de adição torna-se interessante.</p><p>Diversos tipos de adições podem ser incorporados ao concreto. Dentre elas, destacam-se</p><p>os fílleres, a cinza volante, a escória de alto-forno, a sílica ativa e o metacaulim. No caso de</p><p>concretos brancos, o cuidado mais evidente que se deve ter com o emprego de adições está</p><p>relacionado à cor, já que a fração fina presente na mistura terá forte influência na coloração final</p><p>do concreto.</p><p>Das adições quimicamente ativas, a cinza volante, mesmo muito utilizada em concretos</p><p>cinza convencionais, não se adequa aos concretos brancos, devido à grande variabilidade das</p><p>cores obtidas, já que os produtores não conseguem garantir homogeneidade em sua produção.</p><p>Inclusive a norma inglesa BS EM 206-1 BS (BCA, 2000) não permite seu uso em concretos</p><p>cromáticos.</p><p>A sílica ativa atua beneficamente no concreto de forma mais ampla que os fíleres, devido</p><p>ao pequeno tamanho de suas partículas. No entanto, sua tonalidade também é um fator agravante,</p><p>devendo-se tomar cuidado com a porcentagem utilizada na mistura.</p><p>O metacaulim, da mesma forma que a sílica ativa, tem efeito pozolânico e físico, devido à</p><p>sua composição química e finura. De acordo com a forma de produção do metacaulim, a</p><p>tonalidade final obtida da adição se caracteriza por um tom rosáceo ou por uma tonalidade</p><p>extremamente clara.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>168</p><p>13.3 LANÇAMENTO E VIBRAÇÃO</p><p>Quanto ao lançamento e vibração, o concreto é bastante coeso e mesmo quando as alturas</p><p>de lançamento são elevadas, não ocorre segregação aparente. No entanto, recomenda-se que as</p><p>alturas de lançamento não sejam exageradas, pois se houver ascensão de nata podem acontecer</p><p>variações cromáticas na superfície.</p><p>A estratégia de lançamento também deve ser estudada para reduzir o tempo de</p><p>lançamento e facilitar as operações de descarga e vibração do concreto. Sugere-se que seja feito</p><p>o lançamento direto da autobetoneira, quando possível. A equipe de lançamento deve ser</p><p>treinada e conscientizada para a importância de seguir os procedimentos, sob pena de termos</p><p>variações cromáticas importantes. Além disto, sugere-se que sua composição seja mantida, tanto</p><p>quanto possível, para que haja um efeito aprendizado.</p><p>Funis de lançamento são importantes, pois a aderência de nata à lateral das fôrmas</p><p>durante o lançamento das camadas mais profundas pode deixar problemas de manchamento</p><p>superficial. Entre o lançamento de uma e outra camada, os restos de argamassa aderidos à forma</p><p>endurecem e perdem umidade, ficando com uma coloração muito clara. Os mesmos são mais</p><p>tarde incorporados nas novas camadas, aparecendo como machas superficiais não passíveis de</p><p>remoção.</p><p>No tocante à vibração, devem ser um plano de vibração e seguidas à risca as suas</p><p>recomendações, para que haja uma boa homogeneidade da aparência do concreto. A vibração é</p><p>importante para amarrar as camadas, provocar o acúmulo de nata na superfície e liberar o ar</p><p>aprisionado. No entanto, esta vibração deve ser homogênea ao longo da altura do elemento,</p><p>evitando-se que na última camada ocorra excesso de vibração, com impactos na cor. É</p><p>fundamental ainda oferecer boas condições, em termos de acesso e iluminação, para que esta</p><p>equipe se certifique de que a vibração está sendo efetuada de maneira adequada e eficiente.</p><p>13.4 DESFÔRMA E PROTEÇÃO</p><p>Considerando as experiências acumuladas, pode-se concluir que a desfôrma cedo é</p><p>positiva no sentido de permitir que a umidade comece a escapar do concreto. Por outro lado, com</p><p>o concreto mais jovem, é necessário mais cuidado em relação à preservação das arestas e</p><p>controle de fissuração. Sugere-se que sejam mantidos alguns perfis</p><p>de proteção nestas zonas,</p><p>desde que não se permita que haja escorrimentos sobre o concreto branco.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>169</p><p>Quanto à proteção, é fundamental cobrir a superfície logo após a desfôrma, para evitar o</p><p>acúmulo de sujeira e a ocorrência de manchas. O material de cobertura, entretanto, deve permitir</p><p>a perda de umidade e não deve ocasionar manchamento. A aplicação da proteção definitiva</p><p>deverá ser feita somente quando o concreto tiver perdido uma boa parte da umidade, com o</p><p>conseqüente branqueamento da superfície.</p><p>13.5 ANÁLISE ECONÔMICA</p><p>Quanto à análise econômica associada ao emprego do concreto branco, acredita-se que</p><p>esta deve necessariamente ser iniciada por uma reflexão quanto a que critérios utilizar para</p><p>realizá-la. O concreto branco é um produto diferente e sua análise demanda uma mudança de</p><p>paradigma.</p><p>Em primeiro lugar, cabe salientar que a análise deve ser feita considerando como</p><p>maximizar o valor de retorno do investimento. Ou seja, deve-se considerar os impactos durante</p><p>toda a vida útil do produto, adotando uma visão holística que considere todos os diversos fatores</p><p>que colaboram para a formação do produto.</p><p>No caso de um concreto tradicional, tradicionalmente se costuma admitir que os</p><p>principais fatores que afetam seu valor são a resistência e durabilidade. Ou seja, o concreto mais</p><p>“econômico” é o que gera maior resistência e uma vida útil mais extensa, para cada unidade de</p><p>custo. Novos componentes de valor, no entanto, começam a ser considerados, como é o caso do</p><p>impacto ambiental. Concretos mais “verdes”, ou seja, que geram menor “custo” ambiental, já são</p><p>considerados como mais valiosos.</p><p>O valor do produto concreto branco decorre, em grande parte, do seu aspecto, dada a</p><p>importância da dimensão estética em obras desta natureza. Portanto, neste caso, qualquer medida</p><p>que incremente o valor estético pode ser considerada como benéfica.</p><p>Feita esta consideração, são apontadas reflexões sobre o valor e eficiência econômica do</p><p>concreto branco.</p><p>Sob o ponto de vista do custo dos insumos, pode-se admitir que o concreto branco é</p><p>normalmente um pouco mais caro que os tradicionais. O preço unitário do cimento branco é</p><p>similar ao do cimento cinza, porém a necessidade de se utilizar agregados selecionados e de</p><p>fontes específicas pode acarretar maiores gastos associados à sua produção e transporte. Além</p><p>disto, normalmente são utilizados aditivos e adições, além de tratamentos das barras, se desejado.</p><p>Em troca deste maior custo, se ganha a possibilidade de manipular a cor do material. Isto</p><p>permite ganhos de natureza estética e favorece a utilização do material em situações onde se</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>170</p><p>possa fazer uso da cor para sinalização ou para delimitação de áreas. A alta reflexividade de</p><p>superfícies mais claras permite ainda ganhos em termos de necessidade de iluminação e em</p><p>visibilidade, como no caso de barreiras ou pavimentos em rodovias. Além disso, a alta</p><p>resistência, típica dos traços de concreto branco utilizados, está associada à uma alta densidade</p><p>do material, derivada do uso de uma grande quantidade de pó e de uma relação água/aglomerante</p><p>baixa. Esta alta densidade reduz a possibilidade de entrada de fluidos e, conseqüentemente,</p><p>impacta positivamente a durabilidade do material. Desta forma, as necessidades de manutenção</p><p>se reduzem e a vida útil da estrutura é aumentada.</p><p>A questão do acabamento superficial merece destaque especial. Os cuidados tomados</p><p>com a aparência do concreto branco geralmente acrescentam custos. Por exemplo, a mão-de-obra</p><p>para montagem das fôrmas é normalmente superior à tradicional, pois não se admite que ocorram</p><p>vazamentos de nata que comprometam a superfície do material.</p><p>Além disto, as fôrmas necessitam serem revestidas de material especial (fórmica ou</p><p>similar) ou seu reaproveitamento deve ser limitado (no máximo 2 vezes). Finalmente, quanto à</p><p>proteção, normalmente se aplica algum produto impermeabilizante à base de silanos-siloxanos</p><p>para impermeabilizar os poros superficiais e reduzir a possibilidade de acúmulo de sujeira. Este</p><p>cuidado, que não é comum em estruturas tradicionais, preserva o valor estético e aumenta a vida</p><p>útil da estrutura.</p><p>Ou seja, embora os cuidados adicionais gerem custos, a superfície final gerada tem uma</p><p>qualidade tão boa que evita retrabalhos, remendos ou necessidade de revestimentos ou pintura.</p><p>Desta forma, o maior custo inicial pode ser parcialmente compensado pela dispensa de</p><p>atividades de acabamento e redução das atividades de manutenção.</p><p>13.6 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DO CONCRETO BRANCO</p><p>No ano de 2002, em São Paulo, foi executado um condomínio totalmente em concreto de</p><p>cimento branco (Figura 75). Essa obra, entretanto apresentou um diferencial executivo</p><p>interessante, pois se decidiu pela exposição do agregado branco por meio de jato de areia, o que</p><p>mudou o resultado estético.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>171</p><p>Figura 75 – Panamérica Park, São Paulo – SP.</p><p>O Museu Iberê Camargo (Figura 76), construído na cidade de Porto Alegre, é uma obra</p><p>cuja idéia previa a criação de um espaço cultural de grande expressão, à beira do Guaíba.</p><p>O projeto do museu combinou forma e cor, dando origem a um volume que se molda à</p><p>encosta do morro onde se localiza o museu, na área próxima ao antigo Estaleiro Só, e que ao</p><p>mesmo tempo se destaca da mesma, cromaticamente. Para criar este efeito e, ao mesmo tempo,</p><p>aproveitar a proximidade do Guaíba, que permite que os raios do por do sol se reflitam</p><p>diretamente sobre a estrutura, foi feita a escolha de utilizar o concreto branco para criação do</p><p>corpo do museu.</p><p>Figura 76 - Museu Iberê Camargo.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>172</p><p>Primeira grande obra pública do país a adotar o concreto branco, a ponte Irineu</p><p>Bornhausen, apresentada na Figura 77, foi reinaugurada em 2004 na cidade de Brusque, em</p><p>Santa Catarina. O projeto veio substituir a antiga ponte, feita pelo sistema tradicional, por uma</p><p>estrutura estaiada, com vão livre maior. A nova estrutura tem 90 metros de extensão por 14</p><p>metros de largura, e vão livre de 60 metros. O apoio principal da ponte se localiza na margem</p><p>direita do rio Itajaí Mirim.</p><p>Este projeto em Brusque integra um conjunto de obras com o objetivo de minimizar os</p><p>efeitos das cheias que periodicamente atingem o município. Ao todo, a ponte ostenta oito estais</p><p>(um total de 512 cabos), quatro de cada lado, apoiados às extremidades das vigas de sustentação</p><p>da pista. A solução de uma estrutura estaiada, dispensando pilares, permitiu que se amplie a</p><p>calha de vazão do rio Itajaí Mirim.</p><p>Para a construção desta ponte foram consumidas 5 mil toneladas de concreto branco,</p><p>atingindo resistência de 50 MPa. O produto foi todo misturado numa central de concreto no</p><p>próprio local da obra. O concreto branco foi escolhido por agregar novas qualidades à obra,</p><p>levando em conta a beleza estética do concreto branco.</p><p>Figura 77 – Ponte Irineu Bornhausen (INFORMATIVO DA ABCP, 2004).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>173</p><p>A tecnologia de utilização de concretos cromáticos estruturais sofreu grandes avanços nos</p><p>últimos anos, com a criação de algumas estruturas que demonstraram sua grande versatilidade e</p><p>valor estético. É o caso, por exemplo, da Catedral de Los Angeles, erigida em concreto ocre, ou</p><p>do Aeroporto de Sondika, na Espanha.</p><p>Pode-se citar, como exemplo recente de obra em concreto branco, a construção da Igreja</p><p>“Dives in Misericordia” (Figura 78) em Roma. Em Portugal, destaca-se a Torre do Tombo</p><p>(Figura 79) cuja adoção do concreto branco nessa obra foi justificada não só pela satisfação de</p><p>um requisito estético,</p><p>mas também pela possibilidade de eliminação de revestimento e pelo</p><p>impacto positivo na durabilidade.</p><p>Figura 78 – Igreja “Dives in Misericórdia” – Roma,</p><p>Itália.</p><p>Figura 79 – Torre do Tombo – Lisboa, Portugal.</p><p>O aeroporto de Dulles, em Washington D.C., também foi executado com concreto branco</p><p>e cinza. Ao final da obra, o consumo total de concreto de cimento branco chegou a 10000 m³</p><p>(Figura 80).</p><p>Figura 80 – Aeroporto de Dulles – Washington D.C., EUA.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>174</p><p>O concreto branco estrutural também já começou a ganhar espaço nos Estados Unidos.</p><p>Em Montgomery, Alabama, foi executado um projeto marcante pela combinação da</p><p>cromaticidade do concreto com cimento branco com linhas puras e riqueza de detalhes, como</p><p>pode ser visualizado na Figura 81.</p><p>Figura 81 – RSA Tower Office Building – Alabama, EUA.</p><p>14. GRAUTE</p><p>14.1 DEFINIÇÃO</p><p>Os grautes são compostos de uma mistura de aglomerantes (geralmente cimento</p><p>Portland), agregados miúdos (de origem natural ou beneficiada) e aditivos com diversas funções</p><p>e especificidades. Após a mistura com água, os grautes devem apresentar fluidez, consistência</p><p>tipo bombeável, baixa ou nenhuma retração e não devem apresentar segregação e exsudação</p><p>pronunciadas. Esses materiais, normalmente, são comercializados na forma pré-dosada, ou seja,</p><p>o fornecedor entrega o material pronto para o uso, sendo necessária a adição da quantidade</p><p>necessária e especificada de água, bem como um procedimento adequado de mistura. Podem</p><p>ainda fazer parte da composição dos grautes:</p><p>a) agregados miúdos, e/ou certo teor de filler (ou outros materiais finos);</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>175</p><p>b) polímeros látex, geralmente na forma de pós-redispersíveis;</p><p>c) fibras sintéticas;</p><p>d) adições minerais como a sílica ativa ou pozolanas finamente moídas.</p><p>No Brasil, o termo graute é empregado para estes materiais, que tem elevada fluidez, e</p><p>face às características de trabalhabilidade, são, em sua grande maioria, auto-adensáveis. Essa</p><p>característica os qualifica para suas principais funções: o preenchimento de cavidades e orifícios</p><p>(reparos em estruturas de concreto, por exemplo), a fixação de bases de equipamentos e</p><p>máquinas, a ancoragem de tirantes e fixadores, dentre muitos outros.</p><p>Pode-se dizer que a grande propriedade no estado fresco é a sua elevada fluidez,</p><p>obviamente cercada de outras propriedades também importantes, como a segregação muito</p><p>baixa, a coesão e a estruturação interna da mistura, as quais permitem um preenchimento</p><p>satisfatório das peças.</p><p>Segundo Cunha (2001), o graute consiste em um concreto fino (microconcreto), formado</p><p>de cimento, água, agregado miúdo e agregados graúdos de pequenas dimensões (até 9,5 mm)</p><p>com alta fluidez. Essa fluidez é fundamental para que o graute possa preencher os furos dos</p><p>blocos de concreto sem sofrer segregação. Além de sua alta fluidez, o graute deve apresentar boa</p><p>trabalhabilidade e boa capacidade de reter água, evitando perdas excessivas de água para o</p><p>bloco.</p><p>As funções do graute em elementos de alvenaria são aumentar a resistência das paredes,</p><p>absorvendo uma parcela dos esforços verticais, proporcionar maior estabilidade ao conjunto,</p><p>aumentando sua rigidez, e solidarizar a armadura à estrutura, permitindo seu posicionamento.</p><p>Portanto, sua utilização torna-se muitas vezes imprescindível à execução de obras em alvenaria</p><p>estrutural.</p><p>A NBR 8798 (1985) divide os grautes em finos e grossos, conforme sua finalidade. Para</p><p>o preenchimento de espaços pequenos, de forma que sua menor dimensão seja inferior a 50 mm,</p><p>deve-se adotar grautes mais finos; para espaços maiores, escolhe-se um graute mais grosso,</p><p>garantindo um preenchimento ideal. Os furos dos blocos de concreto são grandes o suficiente</p><p>para optar por um graute grosso, sendo mais interessante por serem mais econômicos (menor</p><p>consumo de cimento) e apresentarem redução de fissuras causadas pela retração.</p><p>As proporções exigidas pela NBR 8798 (1985), para dosagem dos grautes, são mostradas</p><p>na Tabela 9.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>176</p><p>Tabela 9 – Proporções da NBR 8798 para dosagem de grautes.</p><p>Proporções, em massa, em relação ao cimento Tipo de</p><p>Graute Cimento Cal</p><p>Hidratada</p><p>Agregado Miúdo</p><p>(Dmax = 4,8 mm)</p><p>Agregado Graúdo</p><p>(Dmax = 19 mm) Água</p><p>Graute</p><p>Fino 1 ≤ 0,04 ≤ 2,30 - ≤ 0,75</p><p>Graute</p><p>Grosso 1 ≤ 0,04 ≤ 2,20 ≤ 1,70 ≤ 0,70</p><p>14.2 OUTROS GRAUTES</p><p>Grautes compostos com outros materiais também são muito empregados no reforço e na</p><p>recuperação de estruturas de concreto (além de outros usos). O mais simplório método de</p><p>classificação dos grautes parte da natureza dos aglomerantes, podendo estes ser de origem</p><p>mineral ou orgânica. Outra forma de organizar é pensando no desempenho e no comportamento.</p><p>A partir dessa metodologia têm-se os grautes para uso geral, os especiais e os rápidos.</p><p>O guia de reparos do ACI 546 (ACI, 2001) aborda, além dos grautes cimentícios, os</p><p>grautes químicos. Estes se constituem de produtos que reagem formando gel ou um precipitado</p><p>sólido. A reação de endurecimento pode envolver somente os componentes do graute em</p><p>solução, ou também envolver outros constituintes presentes no concreto a reparar ou ainda</p><p>adicionados à mistura (por exemplo: água para adequar a fluidez). A principal vantagem dos</p><p>grautes químicos está na aplicação em que os grautes cimentícios não se aplicam ou são</p><p>limitados em seu desempenho, como por exemplo: meios fortemente agressivos, demandas</p><p>muito altas de propriedades mecânicas e de deformação.</p><p>Grautes orgânicos podem atender com folga a todas as solicitações de desempenho</p><p>exigidas desses materiais. O motivo pelo qual não são sempre adotados em detrimento dos</p><p>cimentícios é simples, o custo das resinas, derivadas de petróleo.</p><p>Daí a adoção do graute resinado - ou químico - principalmente em situações que exigem</p><p>elevada resistência mecânica, a ataques químicos e óleos e capacidade de absorver vibrações. Ou</p><p>seja, é adequado para cargas dinâmicas e cíclicas comuns em termoelétricas e gráficas, por</p><p>exemplo, além de grauteamento de túneis, de cabos de protensão, grauteamentos geotécnicos e</p><p>em alvenarias, dentre outros.</p><p>Rincón & Helene (2003) denominam os grautes químicos de grautes orgânicos e os</p><p>classificam em:</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>177</p><p>a) base epóxi: grautes e argamassas fornecidas em dois componentes (resina epóxi e</p><p>endurecedor de amina ou poliamida), sendo também fornecido o agregados já pré-</p><p>classificado;</p><p>b) base fenólica: aglomerantes de resina de fenolformaldeído adicionada a um filler,</p><p>com emprego de catalisador de natureza ácida;</p><p>c) base furânica: resina líquida, catalisador e filler;</p><p>d) base poliéster: resina, catalisador e filler.</p><p>Além das aplicações em reparos e reforços estruturais, outras aplicações também</p><p>empregam grautes com propriedades e usos específicos, como: grauteamento de conexões em</p><p>estruturas offshore, grautemento de túneis, grauteamento de cabos de protensão, grauteamento</p><p>geotécnicos e grauteamento em alvenarias, dentre outros. Cada aplicação dessas tem a sua</p><p>própria tecnologia, suas soluções mais otimizadas quanto a materiais e técnicas de execução.</p><p>Dentre as vantagens dos grautes resinados pode ser enumerada, além da resistência</p><p>mecânica e a capacidade de suportar vibrações, a boa adesão das resinas ao concreto e ao aço.</p><p>Quando para o preenchimento de fissuras, apresentam baixa viscosidade e são formulados com</p><p>resina praticamente pura. A desvantagem técnica da base orgânica fica por conta da resistência</p><p>térmica. A partir de 80°C a matriz começa a deteriorar-se e o material perde propriedades</p><p>mecânicas.</p><p>Levando, normalmente, grande quantidade de cimento - daí a tendência</p><p>à retração - os</p><p>grautes cimentícios não apresentam variação considerável na proporção entre os componentes. O</p><p>que varia significativamente é o tipo de cimento e de agregado. O primeiro é determinado pela</p><p>velocidade necessária para o ganho de resistência e o segundo de acordo com as exigências de</p><p>projeto.</p><p>Casos de recuperação estrutural, fixação de pré-moldados ou de fixação de trilhos de trem</p><p>ou metrô, por exemplo, exigem liberação rápida.</p><p>Uma das conseqüências da alta resistência é a rigidez. Peças muito rígidas não suportam</p><p>impactos nem movimentos cíclicos. Em alguns casos, quando a resistência química não é</p><p>necessária e, portanto, o uso do graute resinado não se justifica, é possível utilizar fibras</p><p>metálicas no graute mineral. Estas aumentam a ductibilidade e a resistência a impactos do graute.</p><p>Para aplicações subaquáticas, em que as bases resinadas não podem ser adotadas, os</p><p>produtos devem, obrigatoriamente, contar com aditivo retentor de finos.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>178</p><p>14.3 USO E CONFIGURAÇÃO</p><p>Foram as necessidades específicas que determinaram as características e a composição</p><p>dos grautes. Como é importante que tenham grande capacidade de preenchimento - inclusive de</p><p>estruturas esbeltas e com elevada taxa de armadura -, e consigam se adensar sem vibração, é</p><p>essencial que sejam bastante fluidos e não contem com componentes de dimensões elevadas.</p><p>Essa última propriedade vale apenas para os grautes minerais e se justifica pela necessidade de</p><p>ocupar completamente todos os vazios. Assim, o uso de agregados miúdos é imprescindível.</p><p>Conseqüentemente, com agregados e aglomerantes compostos por partículas finas, a</p><p>superfície específica dos grânulos resulta maior e o graute fica mais sujeito - quando comparado</p><p>ao concreto convencional - tensões internas mais intensas. Em suma, sofrem efeitos de retração</p><p>principalmente quando do incremento do teor de água, que precisa ser compensada. No caso de</p><p>grandes áreas a serem grauteadas, para fins de economia, é possível e até recomendável lançar</p><p>mão do uso de agregados graúdos.</p><p>Para evitar aumentar a quantidade de água no traço, o que ocasionaria, além de uma</p><p>retração ainda mais acentuada, desestabilização da suspensão e prejuízo da resistência, faz-se uso</p><p>de aditivos superfluidificantes e superplastificantes. O equilíbrio da trabalhabilidade é obtido</p><p>com a adequação dos superfluidificantes com os controladores de exsudação, que são promotores</p><p>de viscosidade.</p><p>Enquanto a fluidez determina a capacidade de a mistura se espalhar ou não, o efeito de</p><p>retração pode provocar desprendimento do graute do substrato. A conseqüência é uma</p><p>descontinuidade na transferência de tensões. A solução está no uso de compensadores de</p><p>retração ou mesmo de cimentos expansivos.</p><p>Esses aditivos provocam uma expansão inicial decorrente da formação de gás que</p><p>objetiva compensar a retração posterior. Anteriormente, esse efeito era obtido com o uso de</p><p>sulfatos, mas atualmente o mais comum é utilizar aditivos à base de alumínio, que formam gás</p><p>hidrogênio e propiciam um controle mais refinado da expansão.</p><p>Mesmo assim, o processo em si é de controle difícil. A retração compensada não é</p><p>medida e esse é o detalhe crítico da recuperação de estruturas com graute. Além de uma</p><p>expansão insuficiente para efeito de compensação, um aumento de volume excessivo pode ser</p><p>problemático e causar bolhas em excesso, o que prejudica a resistência e a durabilidade. Por isso,</p><p>um detalhe importante a ser observado pelo construtor é o controle de retração do graute ainda</p><p>no estado fresco, além da expansão da massa endurecida, que não dispensa a adoção de um</p><p>processo de cura úmida.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>179</p><p>Apesar de todos esses subterfúgios para controle da retração, esta ainda ocorre. No</p><p>entanto, é possível controlar e mesmo eliminar a formação de fissuras provocadas pela retração</p><p>(FIGUEIREDO, OLIVEIRA, HELENE, 1989).</p><p>Com o advento dos grautes industrializados, ocorrido a partir dos anos 80, cabe ao</p><p>construtor apenas observar as recomendações do fabricante a fim de obter o desempenho</p><p>desejado. Como já vem pré-misturado, pode ser mais prático comprar o industrializado do que</p><p>calcular o traço. Além disso, a homogeneidade e o controle de qualidade praticados pelos</p><p>melhores fornecedores aumentem a segurança da aplicação, essencial em recuperação estrutural,</p><p>principalmente. Outro motivo que torna os industrializados ainda mais atraentes é o baixo</p><p>volume de utilização.</p><p>Apesar do desenvolvimento tecnológico, todo material tem limitações, que devem ser</p><p>respeitadas. No caso dos grautes, num exemplo corriqueiro, extrapolar a relação água/cimento</p><p>para obter uma fluidez mais adequada acaba por interferir na resistência do produto final.</p><p>15. CONCRETOS DO FUTURO</p><p>15.1 INTRODUÇÃO</p><p>Concretos de última geração são materiais com características especiais, obtidos pela</p><p>mistura de componentes convencionais e outros desenvolvidos sob a ótica da engenharia, como</p><p>os modernos aditivos químicos. Os diferentes tipos de concreto de última geração satisfazem</p><p>exigências técnicas e ambientais cada vez mais restritas ao uso do concreto convencional.</p><p>A seguir são apresentados os concretos em desenvolvimento no presente, com grande</p><p>potencial de serem usados intensivamente no futuro na indústria da construção. São eles:</p><p>• Concreto com cura interna;</p><p>• Concreto condutivo (condutor elétrico);</p><p>• Concreto de retração reduzida;</p><p>• Concreto de retração compensada;</p><p>• Concreto translúcido.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>180</p><p>15.1.1 Concreto com Cura Interna</p><p>O concreto com cura interna (CCI) tem em sua composição “material incorporador de</p><p>água” (MIA) ou “reservatório de água” que, geralmente, são partículas de pequeno tamanho que</p><p>armazenam grande quantidade de água, com capacidade de liberá-la durante a hidratação do</p><p>cimento. Dentre os materiais incorporadores de água, estão sólidos inorgânicos porosos,</p><p>frequentemente agregados leves, e partículas de polímeros superabsorventes.</p><p>A cura interna, também chamada de cura autógena, foi inicialmente concebida para</p><p>reduzir a retração em CAD, podendo melhorar as propriedades mecânicas e de durabilidade de</p><p>alguns concretos, como informam Weber e Reinhardt (1997).</p><p>A redução da retração do CCI ocorre porque os materiais incorporadores de água liberam</p><p>a água presente no seu interior à medida que ocorre a redução de umidade nos poros do concreto,</p><p>evitando, assim, o fenômeno da autodessecação, responsável por parte considerável da retração</p><p>autógena. A cura interna é mais indicada para concretos com relação água/cimento menor que</p><p>0,40, pois para estes a permeabilidade à água, mesmo nas idades iniciais, é baixa e a cura úmida</p><p>não é eficiente para evitar a retração e proporcionar um maior grau de hidratação do cimento.</p><p>Com a cura interna, a água de cura é distribuída por todo o concreto, ficando perto do local onde</p><p>é necessária para combater retração.</p><p>15.1.2 Concreto Condutivo</p><p>Desenvolvido por um grupo de pesquisadores canadenses, o concreto condutivo é obtido</p><p>pela adição de um material carbonáceo que possibilita a produção de concretos com resistividade</p><p>elétrica muito pequena e resistência à compressão de 30 MPa, ambas aos 28 dias.</p><p>Nos países com inverno rigoroso e neve, o concreto condutivo é literalmente “ligado na</p><p>tomada” elétrica. Quando o concreto condutivo é aplicado sobre pisos externos (como calçadas e</p><p>rampas de garagem), basta fazer passar uma corrente elétrica pelo material, que logo ele se</p><p>aquece e derrete a neve nele depositada.</p><p>15.1.3 Concreto de Retração Reduzida</p><p>O concreto com retração reduzida (CRR) contém aditivo redutor de retração em sua</p><p>composição. O aditivo diminui a tensão superficial da fase</p><p>ser mais durável com relação aos ataques de agentes agressivos do ambiente e é mais</p><p>trabalhável em obra do que o concreto convencional. Apresenta ainda menores despesas com</p><p>manutenção e reparos.</p><p>Uma das maiores vantagens do CAD é sua capacidade de carga por unidade de custos</p><p>maior do que a obtida em concretos correntes, fato que, em algumas formas de aplicação,</p><p>compensa todos os custos envolvidos na produção do CAD.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>3</p><p>A utilização mais comum é nos pilares de edificações, em que geralmente são obtidas</p><p>reduções de áreas e volumes das peças estruturais, as quais proporcionam ampliação da área útil</p><p>das edificações, maior liberdade arquitetônica, agilidade na construção em altura, maior</p><p>reaproveitamento de fôrmas, redução da quantidade de fôrmas, armação e concreto, menor</p><p>encurtamento axial, etc.</p><p>Outras aplicações do CAD são as pontes e obras de arte especiais, as peças estruturais</p><p>pré-fabricadas, os pisos e pavimentos, as recuperações estruturais, entre outras.</p><p>Em pontes, o uso do CAD proporciona projetos mais leves e esbeltos, com maiores vãos,</p><p>menor sensibilidade às solicitações dinâmicas, de construção mais fácil e rápida, maior economia</p><p>e de menor necessidade de manutenção.</p><p>O emprego do CAD em estruturas pré-fabricadas torna mais rápida a re-utilização de</p><p>fôrmas, moldes e mesas de moldagem, uma vez que esse material desenvolve rápida resistência.</p><p>As principais vantagens técnicas do CAD em relação ao concreto convencional são as</p><p>seguintes:</p><p>• redução significativa nas dimensões de pilares de edifícios altos, aumentando a área</p><p>útil dos diversos pavimentos e, principalmente, nos andares mais sobrecarregados e</p><p>nos destinados para vagas de estacionamento;</p><p>• redução do peso próprio da estrutura e, conseqüentemente, na carga das fundações;</p><p>• possível redução nas taxas de armadura dos pilares;</p><p>• maior rapidez na deforma, aumentando a velocidade de execução da obra;</p><p>• menor segregação, propiciando melhor acabamento, especialmente em peças pré-</p><p>moldadas;</p><p>• aumento da durabilidade das estruturas, devido a sua baixa porosidade e</p><p>permeabilidade e maior resistência aos agentes agressivos do ambientes;</p><p>• possível redução de custos devido, principalmente, à diminuição dos elementos</p><p>estruturais, tais como pilares e fundações, acarretando redução no consumo total de</p><p>concreto, aço e fôrma empregados, e pelo aumento da velocidade de execução,</p><p>diminuindo os juros durante a construção.</p><p>2.2 DEFINIÇÕES</p><p>Ainda não existe um consenso claro no meio científico sobre o significado das expressões</p><p>concreto de alta resistência (CAR) e concreto de alto desempenho (CAD), que teria uma</p><p>abrangência mais ampla podendo ser aplicada a várias propriedades de interesse. Ambas as</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>4</p><p>expressões vêm sendo utilizadas comumente por muitos pesquisadores para designar o mesmo</p><p>material.</p><p>São diversas as definições do CAD, que foram propostas em diversos países ao longo do</p><p>tempo. Além de estarem associadas à resistência e durabilidade, podem estar relacionadas</p><p>também à consistência, pega, acabamento e estabilidade volumétrica.</p><p>A definição mais simples do CAD, divulgada em 1999 pelo American Concrete Institute</p><p>diz: “CAD é o concreto otimizado para uma determinada utilização”.</p><p>A NBR 8953 (1992) classifica os concretos em dois grupos de resistência, segundo a</p><p>resistência característica à compressão (fck): no grupo I estão os concretos entre 10 e 50 MPa, e</p><p>no grupo II, os concretos de 55 a 80 MPa. De acordo com a norma, os concretos pertencentes ao</p><p>grupo II (fck > 50 MPa) são concretos com características e resistências além do convencional,</p><p>para os quais as atuais normas brasileiras não são apropriadas. Neste sentido, devido às suas</p><p>características diferenciadas, parece razoável considerar estes concretos como de alta resistência.</p><p>MEHTA e MONTEIRO (1994) consideram que, para dosagens feitas com agregados</p><p>normais, os concretos de alta resistência são aqueles que apresentam resistência à compressão</p><p>maior que 40 MPa. Dois argumentos foram utilizados para justificar essa definição:</p><p>• a maioria dos concretos convencionais está na faixa de 21 a 42 MPa. Para produzir</p><p>concretos acima de 40 MPa são necessários controle de qualidade mais rigoroso e</p><p>maior cuidado na seleção e na dosagem dos materiais constituintes do concreto.</p><p>Assim, para distinguir este concreto especialmente formulado para uma resistência</p><p>maior que 40 MPa, deve-se chamá-lo de concreto de alta resistência;</p><p>• estudos experimentais comprovaram que a microestrutura e as propriedades do</p><p>concreto com resistência acima de 40 MPa são consideravelmente diferentes das dos</p><p>concretos convencionais. Como a prática atual de dimensionamento de estruturas</p><p>ainda está fundamentada em experimentos realizados com concretos convencionais, é</p><p>preferível manter os concretos com resistências acima de 40 MPa em uma classe</p><p>diferenciada, de maneira a alertar o projetista da necessidade de ajustes nas equações</p><p>existentes.</p><p>AÏTCIN (2000) classifica os concretos sem envolver diretamente a resistência à</p><p>compressão como parâmetro principal. Segundo o referido pesquisador, um concreto de alto</p><p>desempenho é essencialmente um concreto tendo uma relação água/aglomerante baixa,</p><p>estabelecida em 0,40.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>5</p><p>No caso do concreto de alta resistência contendo superplastificante e sílica ativa, o</p><p>aumento da resistência está associado a uma microestrutura mais densa e com menos vazios.</p><p>Dessa maneira, as aplicações desse concreto estão ligadas não só a resistência à compressão do</p><p>material, mas também a outras propriedades vantajosas como baixa permeabilidade, alta</p><p>estabilidade dimensional, alta resistência à abrasão, alta resistência ao ataque de agentes</p><p>agressivos, ou seja, maior durabilidade. Por essas razões, vários pesquisadores denominam esse</p><p>concreto de concreto de alto desempenho (CAD).</p><p>2.3 DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO</p><p>Com os avanços na tecnologia do concreto nas últimas décadas, o conceito de concreto de</p><p>alta resistência foi se alternando. Lentamente, o concreto de alta resistência foi introduzido no</p><p>mercado dos edifícios de grande altura em Chicago nos anos 60 e início dos anos 70, e a partir</p><p>daí passou a ser utilizado em várias partes do mundo e veio, cada vez mais, a ser chamado de</p><p>concreto de alto desempenho.</p><p>Na década de 50, os concretos com 35 MPa eram considerados de alta resistência. Na</p><p>década de 60, concretos de 40 a 50 MPa já estavam disponíveis comercialmente. No início dos</p><p>anos 70, os concretos de alta resistência atingiram a barreira técnica dos 60 MPa. Durante os</p><p>anos 80, com o advento dos superplastificantes e da utilização metódica da sílica ativa esta</p><p>barreira foi ultrapassada, chegando a concretos de alto desempenho com resistência mecânica à</p><p>compressão da ordem de 100 MPa. Hoje em dia, resistências da ordem de 140 MPa estão sendo</p><p>utilizadas na construção de edifícios altos em algumas partes do mundo (CEB/FIP, 1990; ACI</p><p>363R-92, 2001; AÏTCIN, 2000).</p><p>Nos últimos 20 anos, estudos intensos sobre CAD têm sido realizados em diversos países,</p><p>com o intuito de fornecer aos engenheiros as informações necessárias sobre suas propriedades,</p><p>bem como dar subsídios para adaptação das normas de concreto às características diferenciadas</p><p>deste novo material.</p><p>A aplicação em escala real dos CAD, a transição da teoria para a prática, do laboratório</p><p>para o canteiro de obras, teve de ultrapassar vários obstáculos, tais como: a reduzida</p><p>trabalhabilidade das composições inicialmente desenvolvidas, os conservadorismos de arquitetos</p><p>e engenheiros, a pequena disponibilidade comercial em centrais pré-misturadoras, as limitações</p><p>impostas pelos códigos de obra ou de cálculo estrutural, o desconhecimento</p><p>aquosa do poro do concreto;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>181</p><p>consequentemente, ocorre diminuição proporcional da tensão capilar e, portanto, da retração por</p><p>secagem e da parcela da retração autógena causada pela autodessecação.</p><p>15.1.4 Concreto de Retração Compensada</p><p>No concreto de retração compensada (CRC), compostos adicionados ao cimento</p><p>promovem expansão que se contrapõe à sua retração.</p><p>O CRC é usado na América do Norte há décadas, empregando-se cimentos expansivos</p><p>para a sua produção. A inovação mais recente, que impulsiona novamente o emprego dos CRC,</p><p>foi o desenvolvimento de aditivos promotores de expansão de alta eficiência que funcionam</p><p>adequadamente com todos os tipos de cimento Portland. Enquanto com cimento expansivo a taxa</p><p>e a magnitude de expansão ficavam limitadas ao uso de mais ou menos cimento no concreto,</p><p>com os aditivos não há mais essas limitações. Pode-se conseguir a expansão desejada apenas</p><p>ajustando-se seu teor no concreto produzido com cimento Portland.</p><p>15.1.5 Concreto Translúcido</p><p>Tentativas foram feitas a fim de se criar um concreto que pudesse ser atravessado pela</p><p>luz. Em 2001, um arquiteto búlgaro inovou os conceitos ao incorporar fibra ótica em uma matriz</p><p>de cimento, mantendo a resistência à compressão típica do concreto estrutural. O resultado dá a</p><p>idéia de translucência do concreto, que gera a economia de energia.</p><p>REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS</p><p>ABDULL-WAHAB, H. M. S.; AHMAD, H. K. Fiber effect on cracking of concrete due to</p><p>shrinkage. Fibre Reinforced Cement and Concrete. Proceddings of Fourth International</p><p>Symposium held by RILEM. July 1992, University of Sheffield.</p><p>ACCETTI, K. M., PINHEIRO, L. M. Tipos de Fibras e Propriedades do Concreto com Fibras.</p><p>In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 42, 2000, Fortaleza. Anais... Fortaleza: Arte</p><p>Interativa, 2000. CD-ROM.</p><p>AGNESINI, M. V. C.; SILVA, L. F. Dosagem de microconcretos e concretos de elevado</p><p>desempenho – estudo de caso. In: INTERNACIONAL CONGRESS ON HIGH-</p><p>PERFORMANCE CONCRETE, AND PERFORMANCE AND QUALITY OF CONCRETE</p><p>STRUCTURES, 1st., 1996, Florianóplis. Anais… Florianópolis, SC, Jun. 1996. p. 167-177.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>182</p><p>AGOSTINI, R.S. e NUNES, N.L.. Método de cura para concreto de alta resistência. Revista</p><p>IBRACON n 14, Agosto-Setembro, 1996, São Paulo.</p><p>AL-TAYYIB, A. H.; AL-ZAHRANI, M. M., RASHEEDUZZAFAR; AL SULAIMANI, G. F.</p><p>Effect of polypropylene fiber reinforced on the properties of fresh and hardened concrete in the</p><p>Arabian Gulf Environment. Cement and Concrete Research, vol 18, 1988.</p><p>AÏTCIN, P. C. Concreto de Alto Desempenho. Trad. Geraldo G. Serra. São Paulo, ed. PINI,</p><p>2000, p. 667.</p><p>ALAEJOS, P. G.; SÁNCHEZ, M. J. Utilization of recycled concrete aggregate for structural</p><p>concrete. In: INTERNATIONAL RILEM CONFERENCE ON THE USE OF RECYCLED</p><p>MATERIALS IN BUILDINGS AND STRUCTURES, 2004, Barcelona. Proceedings... Bagneux,</p><p>France: Elsevier, 2004. v. 2, p. 693-702.</p><p>ALMEIDA, I.R. Concretos de alto desempenho. In: ISAIA, G.C. (editor). Concreto – Ensino,</p><p>Pesquisa e Realizações. São Paulo, Instituto Brasileiro do Concreto – IBRACON, 2005, v.2,</p><p>cap.38, p.1159-1193.</p><p>ALVAREDO, A. M. Drying Shrinkage and Crack Formation. Building Materials Reports No. 5.</p><p>Aedificatio Publishers. IRB Verlag. Zurich, Switzerland. 1994</p><p>AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Manual of concrete practice</p><p>AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1994). ACI 506R-90: Guide to Shotcrete.</p><p>In: ACI Manual of Concrete Practice: Part 5. Detroit, USA, 41 pp.</p><p>AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (ACI). ACI 546: Concrete Repair Guide. Detroit,</p><p>2001.</p><p>AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Specifications for Structural Concrete for Buildings.</p><p>ACI 301</p><p>AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Committee 363. State-of-the-art report on high-</p><p>strength concrete, ACI 363R-92. ACI Manual of Concrete Pratice 2001. ACI, Detroit (USA),</p><p>2001. 55p.</p><p>ANDRIOLO, F. R. The use of roller compacted concrete. Oficina de Textos, 1998.</p><p>ANGULO, S. C. Variabilidade de agregados graúdos de resíduos de construção e demolição</p><p>reciclados. 2000. 155 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola Politécnica,</p><p>Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000.</p><p>ARMELIN, H.S.; HELENE, P. (1995). Physical and mechanical properties of steel fiber</p><p>reinforced dry-mix shotcrete. ACI Material Journal, v. 92, n. 3, pp. 258-267, may-jun.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados para</p><p>concreto. Rio de Janeiro, 1983.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12654: Controle tecnológico</p><p>de materiais componentes do concreto. Rio de Janeiro, 1992.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>183</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8953: Concretos para fins</p><p>estruturais – classificação por grupos de resistência. Rio de Janeiro, 1992.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 15116: agregados de</p><p>resíduos sólidos da construção civil: utilização em pavimentação e preparo de concreto sem</p><p>função estrutural - requisitos. Rio de Janeiro, 2004.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Execução e controle de obras</p><p>de alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto. NBR 8798. Rio de Janeiro:</p><p>Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1985. 15p.</p><p>ASTM Standards. C 94. Specification for Ready-Mixed Concrete.</p><p>ASTM Standards. C 150. Specification for Portland Cement.</p><p>ASTM Standards. C 494. Specification for Chemical Admixtures for Concrete.</p><p>AUFLEGER, M.; CONRAD, M; STROBL, T.; MALKAWI, A.I.H; DUAN, Y. Distributed</p><p>Fiber Optic Temperature Measurement in RCC-Dams in Jordan and China. In:</p><p>INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ROLLER COMPACTED CONCRETE DAMS, 4.,</p><p>2003, Madrid. Proceedings… Lisse: A.A Balkema Publishers, 2003, p. 401-407.</p><p>BARBOSA, M.P., et al.. A influência do processo de cura nas propriedades mecânicas dos</p><p>concretos de elevado desempenho (CED), 41º Congresso Brasileiro do Concreto. São Paulo,</p><p>IBRACON, 1999.</p><p>BATISTA, E. L., et al. Estudos Do Concreto Compactado Com Rolo Para A Face De Barragens</p><p>– Ensaios Executados In Situ. In: 44º Congresso Brasileiro Do Concreto, 2002, Belo Horizonte -</p><p>MG.</p><p>BENTUR, A.; MINDESS, S. Fiber Reinforced Cementitious Composites. United Kingdon</p><p>Barking, Elsevier. 1990.</p><p>BERTINI, A.A (1996). Concreto projetado: definição, propriedades e aplicações. Seminário</p><p>apresentado à disciplina “Fundamentos do Concreto II”. São Carlos, nov.</p><p>BILLBERG, P. Self-Compacting Concrete for Civil Engineering Structures – The Swedish</p><p>Experience. In: S. C. C. R. I. 1-77. Stockholm, 1999.</p><p>BRASIL. Resolução n. 307, de 5 de Julho de 2002. Estabelece diretrizes, critérios e</p><p>procedimentos para a gestão de resíduos da construção civil. Ministério do Meio Ambiente:</p><p>CONAMA, 2002.</p><p>CALLISTER, W. Materials science and engineering: an introduction. New York: Wiley, 2000.</p><p>871 p.</p><p>CAMARGOS, U. A. Concreto Auto-Adensável e Autonivelante. Téchne, São Paulo, n. 59, 2002,</p><p>p. 04-05, fevereiro.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>184</p><p>CAMPION, M. J.; JOST, P. Self-Compacting Concrete, Expanding the Possibilities of Concrete</p><p>Design and Placement. Concrete International, v. 22, n.4, 2000, p. 31-34.</p><p>CEB/FIP Report. “High-strnght concrete – State of the art report”, SR90/1, Bulletin</p><p>d’Information, n. 197, August, 1990.</p><p>CÁNOVAS, M.F. Panorama actual de los hormigones reforzados com fibras de acero. In. IV</p><p>Congresso Iberoamericano de Patologia das Construções e VI Congresso de Controle da</p><p>Qualidade - CONPAT 97. Porto Alegre, Brasil. 21 a 24 de Outubro de 1997. Volume 11.</p><p>Anais. p.31-46</p><p>CASAGRANDE, M. D. T., 2001. Estudo do Comportamento de um Solo Reforçado</p><p>com Fibras de Polipropileno Visando o Uso como Base de Fundações</p><p>Superficiais. Tese de M. Sc., PPGEC/UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil, 94 pp.</p><p>CASAGRANDE, M. D. T., CONSOLI, N.</p><p>do comportamento</p><p>ao longo prazo do material, etc., até atingir o estágio que hoje desfruta, de um bom material de</p><p>construção, cujo consumo apenas começa a aumentar em termos mundiais (ALMEIDA, 2005).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>6</p><p>O CAD tornou-se uma linha prioritária de pesquisa na área de materiais e, atualmente, a</p><p>bibliografia sobre o tema é bastante ampla. Com relação aos estudos sobre CAD no Brasil, um</p><p>número crescente de pesquisas tem sido desenvolvido nos últimos anos, em trabalhos abordando</p><p>diversos aspectos do material.</p><p>2.4 MATERIAIS COMPONENTES</p><p>Os critérios utilizados na seleção dos materiais para produção dos concretos</p><p>convencionais não são suficientes para serem aplicados na produção de concretos de alto</p><p>desempenho.</p><p>A seleção de materiais para a produção de CAD é mais complicada e deve ser feita</p><p>cuidadosamente, uma vez que os cimentos e agregados disponíveis apresentam grandes</p><p>variações nas suas composições e propriedades. Outro fator importante é a diversidade de</p><p>aditivos químicos e adições minerais existentes que podem ser utilizados simultaneamente,</p><p>dificultando ainda mais a escolha dos materiais mais adequados.</p><p>AÏTCIN (2000) afirma que a melhor forma de garantir a seleção da maioria dos materiais</p><p>adequados para o CAD é por meio da realização de estudos preliminares em laboratório.</p><p>2.4.1 Água de Amassamento</p><p>A água ocupa um papel secundário em termos de componentes do concreto. A dosagem</p><p>de água dos concretos depende de muitos fatores tais como, o tamanho, a forma, a absorção e a</p><p>densidade dos agregados, a natureza e a dosagem de cimento e a temperatura e trabalhabilidade</p><p>do concreto.</p><p>2.4.2 Cimento</p><p>A escolha do cimento é de fundamental importância para a confecção do CAD, uma vez</p><p>que o cimento influencia na resistência da pasta e na intensidade da aderência agregado-pasta.</p><p>A princípio, qualquer tipo de cimento pode ser utilizado para a obtenção de CAD.</p><p>Entretanto, o ACI 363R-92 (2001) coloca que o melhor cimento é aquele que apresenta menor</p><p>variabilidade em termos de resistência à compressão. GUTIÉRREZ e CÁNOVAS (1996)</p><p>afirmam que é necessária a utilização de cimentos de alta resistência para produção de CAD.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>7</p><p>Nos casos em que alta resistência inicial seja o objetivo, deve-se dar preferência ao uso</p><p>de cimento Portland de alta resistência inicial (ACI 363R-92, 2001; AGNESINI e SILVA, 1996).</p><p>Contudo, para a seleção final do cimento mais adequado, além de suas propriedades</p><p>mecânicas, outros três fatores importantes devem ser levados em consideração: sua finura, sua</p><p>composição química e sua compatibilidade com os aditivos.</p><p>Em termos de finura, quanto maior for a superfície específica em contato com a água,</p><p>mais rapidamente ocorrerá a hidratação do cimento, aumentando-se sua resistência à</p><p>compressão, principalmente nas primeiras idades. Por outro lado, quanto mais fino o cimento,</p><p>maior a dosagem de superplastificante necessária para alcançar uma mesma trabalhabilidade,</p><p>uma vez que a eficiência do aditivo é influenciada diretamente pela finura do cimento.</p><p>Em relação à composição química, existem indicações de que o cimento deve possuir</p><p>baixo teor de C3A (embora teores normais possam não influenciar negativamente a resistência à</p><p>compressão dos concretos) e altos teores de C2S e C3S.</p><p>Em virtude do problema de compatibilidade cimento-aditivo, alguns cimentos podem até</p><p>serem rejeitados devido à impossibilidade de manter a trabalhabilidade por um período suficiente</p><p>para o lançamento adequado do concreto. A causa principal é a elevada quantidade de C3A, C3S</p><p>e álcalis que levam a uma redução da fluidez e rápida perda de trabalhabilidade.</p><p>As dosagens de cimento usualmente empregadas na fabricação de CAD variam, em geral,</p><p>na faixa compreendida entre 400 e 600 kg/m³, enquanto que no concreto convencional estão na</p><p>faixa de 300 kg/m³. O emprego de altos consumos pode ser limitado por fatores como a elevação</p><p>da relação a/c a partir de certos limites, a elevação da temperatura do concreto, a maior</p><p>dificuldade de obtenção de misturas homogêneas, a perda acelerada de abatimento e a maior</p><p>sensibilidade à cura. O excesso de cimento pode ainda levar a uma queda de resistência</p><p>mecânica, em virtude da perda de aderência entre a pasta e o agregado, resultante da fissuração</p><p>por tensões de retração. A solução para este problema pode ser conseguida com a substituição</p><p>parcial do cimento por materiais cimentícios suplementares, como a sílica ativa e pelo aumento</p><p>da eficiência do cimento no concreto, obtida com o auxílio dos aditivos superplastificantes.</p><p>A natureza do cimento influencia a demanda de água dos concretos para a obtenção de</p><p>uma dada trabalhabilidade. Em geral, os cimentos de alta resistência exigem mais água para</p><p>atingir um certo abatimento do que os cimentos comuns.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>8</p><p>2.4.3 Agregados</p><p>No Brasil ainda não existe uma norma específica para a qualificação dos agregados para</p><p>o emprego em CAD, portanto, devem ser atendidas as exigências mínimas prescritas nas normas</p><p>atuais para concretos convencionais (NBR 7211, 1983; NBR 12654, 1992).</p><p>Em geral, a resistência dos agregados deverá ser mais elevada do que a classe de</p><p>resistência do concreto que se pretende obter, para que a tensão nominal de compressão aplicada</p><p>no concreto não exceda a tensão real nos pontos de contato das partículas individuais do</p><p>agregado na massa de concreto.</p><p>O tamanho dos agregados influencia a relação a/c dos concretos. Em geral, os materiais</p><p>mais grossos necessitam de menos água devido à sua menor superfície específica. Isso</p><p>proporciona uma trabalhabilidade com uma relação a/c menor.</p><p>Em geral, os CAD devem apresentar as seguintes dosagens de agregados:</p><p>- agregados graúdos: de 1000 a 1150 kg/m³;</p><p>- agregados miúdos: de 420 a 750 kg/m³.</p><p>2.4.3.1 Agregado Miúdo</p><p>A escolha do agregado miúdo é determinada tanto pelo seu efeito na demanda de água</p><p>como pelo seu empacotamento físico. Desse modo, quanto à forma, são preferíveis as partículas</p><p>arredondadas e lisas, pois exigem menos água de amassamento.</p><p>Em relação à procedência dos agregados miúdos, tanto as areias naturais de rios, quanto</p><p>as artificiais, obtidas por britamento de rocha, podem ser utilizadas. Entretanto, areias naturais de</p><p>rio demandam menos água, sendo, portanto, preferíveis.</p><p>No CAD com adição de sílica ativa, devido ao teor elevado de finos, é aconselhável a</p><p>redução do consumo de areia e/ou a utilização de areia com módulo de finura maior. O agregado</p><p>miúdo deve apresentar preferivelmente um módulo de finura elevado, superior a 2,8 ou 3,0.</p><p>O uso de uma areia mais grossa, pela sua menor superfície específica, necessita de menos</p><p>água de amassamento, proporcionado a obtenção de uma dada trabalhabilidade com uma relação</p><p>a/c menor.</p><p>Recomenda-se ainda que o agregado miúdo seja proveniente de rio, com quantidade</p><p>mínima de finos, limpo e livre de impurezas orgânicas, argila e silte.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>9</p><p>2.4.3.2 Agregado Graúdo</p><p>A seleção do agregado graúdo adequado é condição fundamental para a produção de</p><p>concretos de alto desempenho. Por esta razão, além de atender as exigências mínimas prescritas</p><p>nas normas para concreto convencional, é importante que algumas características do agregado</p><p>graúdo sejam analisadas com maior atenção, pois podem afetar sensivelmente as propriedades do</p><p>concreto, tanto no estado fresco como no estado endurecido.</p><p>De modo geral, os agregados graúdos devem apresentar as seguintes características:</p><p>• Boa resistência à compressão;</p><p>• Módulo de elasticidade maior ou igual ao da pasta de cimento;</p><p>• 100% britado, o que resulta em maior aderência;</p><p>• Possuir mínimo de partículas alongadas e achatadas, pois partículas com</p><p>angulosidade acentuada provocam a elevação da quantidade de água necessária para</p><p>atingir uma certa trabalhabilidade;</p><p>• Granulometria que minimize o consumo de água e/ou a concentração de tensões;</p><p>• Forma e textura superficial que favoreçam a aderência com a pasta;</p><p>• Propriedades químicas adequadas para evitar deterioração devido à composição do</p><p>cimento ou ataque de agentes externos;</p><p>• Devem ser limpos e isentos de substâncias deletérias.</p><p>Alguns autores utilizam a lavagem dos agregados graúdos como forma de minimizar a</p><p>quantidade de pó e substâncias deletérias presentes na superfície dos agregados e fortalecer a</p><p>aderência na ligação agregado-pasta. A adoção deste procedimento conduz a ganhos de até 8%</p><p>na resistência à compressão do CAD.</p><p>Para fabricação de CAD têm sido empregadas rochas comuns britadas, como, por</p><p>exemplo, o calcário, o granito, o basalto, o dolerito, a diabase e até mesmo os seixos rolados.</p><p>2.4.4 Aditivos Químicos</p><p>Os aditivos químicos, atuando como plastificantes e redutores da água de amassamento,</p><p>permitem a confecção de concretos trabalháveis, com uma relação a/c baixa, como ocorre na</p><p>fabricação dos CAD.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>10</p><p>A influência de qualquer aditivo redutor de água depende da dosagem do cimento, da</p><p>consistência, do processo de mistura, das condições de cura, da temperatura do ambiente e do</p><p>concreto, da natureza do cimento, da granulometria dos agregados, entre outros.</p><p>O emprego de bases químicas tende a diminuir as perdas aceleradas de abatimento,</p><p>incorporações inesperadas de ar, exsudações e alterações imprevistas nos tempos de pega dos</p><p>concretos. Para a composição de CAD, as dosagens usuais variam entre 1% a 3% da massa de</p><p>cimento.</p><p>Os aditivos superplastificantes proporcionam ao concreto as seguintes vantagens:</p><p>• Ganhos de resistência excepcionais;</p><p>• Redução da permeabilidade;</p><p>• Diminuição da segregação;</p><p>• Redução no consumo de cimento;</p><p>• Melhoria considerável da trabalhabilidade.</p><p>2.4.5 Aditivos Minerais</p><p>A introdução de aditivos químicos e de adições minerais no concreto provoca várias</p><p>alterações de características, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido.</p><p>Adições minerais como a sílica ativa ou as cinzas volantes, por exemplo, possuem duas</p><p>formas de atuação no concreto: uma física, o denominado efeito de fíler (ou efeito de</p><p>preenchimento de vazios), que atua no aumento da coesão e da compacidade e outra química,</p><p>que é a reação pozolânica de transformação do hidróxido de cálcio no silicato de cálcio</p><p>hidratado.</p><p>Para fabricação do CAD têm sido empregadas a sílica ativa, cinzas volantes, pozolanas</p><p>naturais, cinzas de casca de arroz e metacaulim, em dosagens que variam de 8% a 12% da massa</p><p>do cimento.</p><p>A sílica ativa é um subproduto do processo de fabricação do silício metálico ou das ligas</p><p>de ferro-silício. A produção dessas ligas se dá em fornos elétricos de fusão, tipo arco-voltaico,</p><p>onde ocorre a redução do quartzo a silício pelo carbono a temperaturas da ordem de 2000°C. A</p><p>sílica ativa bruta é coletada ao passar através de filtros especiais denominados filtros de manga.</p><p>As matérias-primas utilizadas no processo são o quartzo de alta pureza, o carvão ou o coque</p><p>(fonte de carbono), cavacos de madeira e, eventualmente, o minério de ferro no caso da produção</p><p>de ferro-silício. A Figura 1 mostra a representação esquemática da captação da sílica ativa.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>11</p><p>Figura 1 – Processo de produção de silício e captação da sílica ativa (DAL MOLIN, 1995).</p><p>O seu desempenho com relação às demais adições minerais se deve principalmente pelas</p><p>suas características físico-químicas, que lhe conferem uma alta reatividade com os produtos de</p><p>hidratação do cimento Portland e proporcionam um melhor empacotamento das partículas de</p><p>cimento. Por essas razões, entre as adições minerais, a sílica ativa é ainda a mais empregada</p><p>atualmente para a produção de CAD. Sua ação superpozolânica e microfiller provoca a redução</p><p>considerável do tamanho dos poros, os quais ficam incomunicáveis entre si, impedindo a</p><p>passagem de líquidos e agentes agressivos.</p><p>As características da sílica ativa, como cor, distribuição granulométrica e composição</p><p>química, dependem do tipo de liga produzida, tipo de forno, composição química e dosagem das</p><p>matérias-primas.</p><p>A sílica ativa é um pó fino cuja cor varia de cinza claro a cinza escuro. Como o SiO2 é</p><p>incolor, a cor da sílica ativa é determinada pelo teor de carbono e de óxido de ferro presentes.</p><p>Do ponto de vista físico, as partículas de sílica ativa são esféricas, extremamente</p><p>pequenas, com diâmetro médio entre 0,1 µm e 0,2 µm, sendo 50 a 100 vezes menores que as do</p><p>cimento, conforme Figura 2. A sua massa específica real é geralmente 2,2 g/cm³, menor que a do</p><p>cimento, que é de aproximadamente 3,1 g/cm³. A massa unitária na forma natural é da ordem de</p><p>250 a 300 kg/m³. A baixa massa unitária associada à pequena dimensão das partículas de sílica</p><p>ativa faz com que o material apresente problemas de manuseio e transporte, encarecendo seu</p><p>custo final.</p><p>Do ponto de vista químico, a sílica ativa é composta principalmente de SiO2, com</p><p>pequenas quantidades de alumina, ferro, cálcio, álcalis, carbono, entre outros.</p><p>Os efeitos da adição da sílica ativa nos concretos e argamassas são listados a seguir:</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>12</p><p>• Aumento da coesão, eliminação da exsudação e melhoria da trabalhabilidade - esta</p><p>propriedade é decorrente da redução dos diâmetros capilares e aumento de pontos de</p><p>contato sólido-sólido;</p><p>• Inibição da reação álcali-agregado: a reação álcali-agregado é expansiva, provocando</p><p>fissuração generalizada no concreto. A sílica ativa reduz o teor de álcalis, prevenindo</p><p>os efeitos desta reação;</p><p>• Maior performance em resistência à abrasão/erosão: a ação da sílica ativa impede que</p><p>o agregado graúdo se solte quando a superfície de concreto estiver submetida à</p><p>abrasão (ação mecânica) e erosão (ação hidráulica);</p><p>• Maior resistência a agentes agressivos: a sílica ativa proporciona baixíssima</p><p>permeabilidade em ambientes de grande agressividade (cloretos, sulfatos, amônias,</p><p>ácidos, dentre outros).</p><p>Figura 2 – Micrografia eletrônica da sílica ativa (MEHTA e MONTEIRO, 1994).</p><p>2.5 PROPORCIONAMENTO</p><p>Alguns aspectos relativos ao proporcionamento dos CAD são: o consumo de cimento é</p><p>elevado, a relação a/c é baixa, utilização de aditivos químicos redutores de água e adições</p><p>minerais. Quanto ao proporcionamento dos agregados, a granulometria do agregado miúdo tem</p><p>influência nas propriedades dos CAD, tanto no estado fresco como endurecido. Quantidades</p><p>menores de agregados miúdos em conjunto com quantidades maiores de agregados graúdos têm</p><p>resultado em menores necessidades de pasta, proporcionando concretos mais econômicos e mais</p><p>resistentes. Em contrapartida, esse proporcionamento pode levar a concretos com problemas de</p><p>trabalhabilidade, necessitando de maior energia de compactação.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>13</p><p>2.6 COMPORTAMENTO NO ESTADO FRESCO</p><p>A perda de abatimento dos CAD com o tempo pode ser mais rápida do que os concretos</p><p>convencionais, a qual pode ser evitada de várias formas, como realizar em menor tempo possível</p><p>os procedimentos de mistura e lançamento do concreto nas fôrmas. O tempo de pega dos CAD,</p><p>devido ao alto teor de aditivos, é retardado comparado aos concretos convencionais. Devido às</p><p>baixas relações água/cimento, os CAD geralmente apresentam baixa exsudação, podendo ser</p><p>nula. Isso poderá provocar o surgimento de fissuras de retração plástica, principalmente em</p><p>situações de pouca umidade, alta</p><p>temperatura e muita aeração.</p><p>2.7 COMPORTAMENTO NO ESTADO ENDURECIDO</p><p>Em comparação com um concreto convencional de 20 MPa, a resistência à compressão</p><p>dos CAD pode atingir cerca de 120 MPa. A elevação da resistência à tração nos CAD não ocorre</p><p>na mesma proporção à elevação da resistência à compressão, atingindo geralmente cerca de 10</p><p>MPa. O mesmo ocorre com o módulo de elasticidade, que não é proporcional à resistência à</p><p>compressão. O módulo de elasticidade dos CAD pode chegar a 50 GPa. Assim como nos</p><p>concretos convencionais, o coeficiente de Poisson mantém-se em cerca de 0,2. A fluência</p><p>específica é inversamente proporcional à resistência à compressão do concreto e nos CAD, é</p><p>reduzida. Em peças estruturais protendidas, por exemplo, haverá menores perdas de protensão</p><p>por fluência, o que gera economia de aço. A aderência entre o concreto e as barras de armadura é</p><p>maior, devido à redução da zona de transição existente entre a armadura e a pasta de cimento. A</p><p>resistência ao desgaste é cerca de dez vezes maior do que nos concretos convencionais,</p><p>favorecendo as aplicações em pisos, pavimentos e estruturas hidráulicas sujeitas à abrasão.</p><p>2.8 DURABILIDADE</p><p>Segundo Mehta (1986), “talvez os concretos de alta resistência – com superplastificantes,</p><p>baixas relações água/cimento, altas dosagens de cimento e pozolanas de boa qualidade – revelem</p><p>maior potencial de emprego onde os principais fatores considerados sejam as maiores</p><p>impermeabilidades ou durabilidades, e não as mais elevadas resistências.”</p><p>Existem levantamentos que dão razão a essa assertiva, relatando a utilização em maior</p><p>escala dos CAD por conta da maior durabilidade, e não pelas mais elevadas resistências</p><p>mecânicas, como poderia ser esperado.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>14</p><p>A durabilidade está associada a várias características, como:</p><p>• permeabilidade reduzida, que confere aos CAD menor penetração dos agentes</p><p>agressivos provenientes do exterior, o caso mais comum de ataque ao concreto;</p><p>• porosidade também é baixa, podendo chegar a menos de 10%, cerca da metade da</p><p>medida nos concretos convencionais. Em geral, quanto menor a relação</p><p>água/cimento dos concretos de alto desempenho, menor é a sua porosidade que</p><p>correspondem as menores permeabilidades;</p><p>• aumento da resistência à carbonatação, que aumenta a resistência destes concretos ao</p><p>ataque de agentes agressivos gasosos, que não o CO2.</p><p>2.9 MISTURA</p><p>Os materiais componentes devem ser mantidos à temperatura mais baixa possível (porém,</p><p>acima de 0°C), parâmetro que influencia o consumo de água e a velocidade de perda de</p><p>trabalhabilidade do concreto. É necessário um controle da umidade dos agregados</p><p>(principalmente os miúdos), pois pode alterar a relação a/c. É importante o bom funcionamento</p><p>das betoneiras ou misturadores, pois os CAD geralmente possuem baixa dosagem de água e alta</p><p>dosagem de cimento, o que dificulta a obtenção de uma mistura homogênea. A introdução de</p><p>aditivos químicos torna-se mais efetiva quando realizada ao final do processo de mistura.</p><p>2.10 DOSAGEM E PRODUÇÃO</p><p>Comparando-se a dosagem do CAD com a do concreto convencional, notam-se</p><p>semelhanças, porém a participação do superfluidificante e da sílica ativa, assim como da grande</p><p>quantidade de cimento, fazem uma grande diferença no resultado. Segue uma proporção,</p><p>sugerida por SERRA (1999), para a produção de 1m</p><p>3</p><p>de CAD:</p><p>- 400 kg < cimento < 500 kg;</p><p>- 650 kg < agregado miúdo < 750 kg;</p><p>- 1000 kg < agregado graúdo < 1100 kg;</p><p>- 1% < superfluidificantes < 2% (do peso do cimento);</p><p>- 120 kg < água < 160 kg;</p><p>- 7 % < sílica ativa < 15 % (peso do cimento).</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>15</p><p>Sobre a sua sugestão de dosagem, SERRA (1999) comenta: “Nota-se assim, que a relação</p><p>a/c fica entre 0,24 e 0,40, podendo, entretanto, atingir valores ainda menores. Embora a</p><p>proporção de sílica ativa no traço do concreto possa atingir a sua eficiência máxima entre 20% e</p><p>25% sobre o peso do cimento, considerações econômicas mantêm essa proporção em torno de</p><p>10% na prática.”</p><p>Embora possa ser produzido na obra é recomendável a sua produção em usinas, em</p><p>virtude de um maior controle tecnológico. A colocação do superfluidificante, para uma garantia</p><p>da sua eficiência, deve ser no canteiro de obra, em virtude de sua ação ser plena entre 30 min e</p><p>60 min.</p><p>A complexidade da produção do CAD é explicada por AÏTCIN (2000): “... fazer</p><p>concreto de alto desempenho é mais complicado do que produzir o concreto usual. A razão para</p><p>isso é que, na medida em que a resistência à compressão cresce, as propriedades do concreto</p><p>não são mais relacionadas apenas com a relação água/aglomerante, o parâmetro fundamental</p><p>governando as propriedades do concreto usual em virtude da porosidade da pasta hidratada do</p><p>cimento. No concreto usual, tanta água é colocada na mistura que tanto o grosso da pasta</p><p>hidratada de cimento como a zona de transição representam o elo mais fraco na microestrutura</p><p>do concreto, onde o colapso mecânico começa a se desenvolver quando o concreto é submetido</p><p>à carga de compressão ... a maioria das propriedades de resistência do concreto de alto</p><p>desempenho estão relacionadas com a hidratação de silicatos, enquanto na maior parte do</p><p>tempo, o comportamento reológico está controlado pela hidratação da fase intersticial na</p><p>presença de íons de enxofre e de cálcio ...”</p><p>Já que o CAD é um produto em que se busca uma qualidade mais apurada em relação ao</p><p>concreto convencional, deve-se seguir as regras de produção com bastante rigor:</p><p>• A mistura deve ser homogeneizada;</p><p>• Precisão no proporcionamento, sendo feito em massa;</p><p>• Uso de balanças bem aferidas;</p><p>• Controle de umidade dos agregados;</p><p>• Controle de trepidações de forma a evitar uma compactação precoce;</p><p>• Controle do tempo e das condições de transporte para evitar a segregação;</p><p>• Fazer o teste do “slump” na chegada do concreto na obra e antes do lançamento na</p><p>fôrma. Em caso de aumento na consistência que inviabilize o manuseio, pode-se</p><p>adicionar superfluidificantes para facilitar a operação;</p><p>• Fazer o adensamento até a superfície do concreto estar com uma umidade uniforme e</p><p>desaparecerem todas as bolhas de ar superficiais;</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>16</p><p>• Proceder a cura, de maneira adequada, por pelo menos sete dias para evitar</p><p>problemas de retração térmica, autógena (que são maiores no CAD) e hidráulica;</p><p>• Manter a pasta com temperatura entre 10º C e 25º C.</p><p>Sobre o controle de temperatura do CAD, afirma AÏTCIN (2000): “Se a temperatura do</p><p>concreto logo após a mistura é alta demais, digamos acima de 25ºC, a hidratação é acelerada e</p><p>pode ser difícil manter a mistura numa condição de trabalhabilidade que assegure transporte e</p><p>lançamentos adequados, exceto se a composição do traço for modificada, considerando-se esta</p><p>alta temperatura inicial. Além disso, quando a temperatura do concreto é alta demais, pode ser</p><p>difícil manter um controle mais preciso sobre o ar incorporado, em traços com essa</p><p>característica ...” Por outro lado, se a mistura está fria demais, digamos abaixo de 10ºC, deve ser</p><p>lembrado que os superplastificantes líquidos são menos eficazes na dispersão das partículas de</p><p>cimento, pois a sua viscosidade aumenta drasticamente na medida em que a temperatura diminui.</p><p>Além disso, como temperaturas baixas tornam a hidratação mais lenta, a resistência inicial do</p><p>concreto de alto desempenho pode não aumentar com suficiente rapidez, o que pode levar a um</p><p>atraso oneroso de todo o processo de produção. ... a temperatura ideal de um concreto de alto</p><p>desempenho fresco quando é entregue está entre 15ºC e 20ºC, como no caso do concreto usual.”</p><p>2.11 TRANSPORTE, LANÇAMENTO E ADENSAMENTO</p><p>Os CAD, em geral, podem ser transportados pelos</p><p>processos e equipamentos</p><p>convencionais. Devido ao alto teor de aglomerante e agregados de dimensão máxima não muito</p><p>elevada, podem ser transportados por bombeamento. Recomenda-se que o tempo decorrido entre</p><p>a fabricação e o transporte do CAD deve ser o menor possível.</p><p>O lançamento do CAD geralmente não difere do usual nos concretos correntes, e como</p><p>no transporte, deve ser efetuado o mais rápido possível.</p><p>Existem várias técnicas para a compactação dos CAD. São elas: a compactação com rolos</p><p>vibratórios, a compactação com pressão, a vibração combinada com pressão, a vibração</p><p>simultânea com vibradores de imersão e de superfície e a revibração. O método mais eficiente e</p><p>prático para a compactação dos CAD em obras ainda é a vibração interna com vibradores de</p><p>agulha.</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>17</p><p>2.12 CURA</p><p>A necessidade do concreto de alto desempenho ser curado constitui assunto polêmico no</p><p>meio técnico e mesmo o tipo e duração da cura para os partidários de sua adoção são igualmente</p><p>polêmicos. Já nos concretos convencionais, com maior relação a/c, há unanimidade em aceitar</p><p>que a cura adequada é condição essencial para obtenção de um concreto durável conforme as</p><p>especificações do projeto estrutural. Recomenda-se para fabricação dos CAD a cura com</p><p>aspersão ou imersão em água.</p><p>BARBOSA et al. (1999) citam que a cura por imersão em água do CAD provoca</p><p>melhores resultados que o envolvimento em cobertores plásticos pelo fato de que a selagem da</p><p>peça não permite a entrada de água para repor a água perdida na autodessecação causada pela</p><p>baixa relação a/c e microestrutura compacta. Por outro lado, AGOSTINE et al. (1996)</p><p>pesquisando diferentes variações de cura em câmara úmida, complementadas por cura submersa</p><p>ou envoltas em lona ou em ambiente do laboratório até 91 dias, concluíram que para concretos</p><p>de alto desempenho sem sílica ativa, os melhores resultados são obtidos por cura por imersão em</p><p>água, sendo estes resultados tanto melhores quanto mais cedo a imersão for feita.</p><p>Concretos com quantidades de 10% de sílica ativa curados com selagem em lona plástica</p><p>demonstraram eficiência equivalente à cura com imersão em água, concluindo que em condições</p><p>práticas de obra o envolvimento das peças de concreto moldados in loco, especialmente pilares,</p><p>com lona plástica, conduz a resultados melhores que a pulverização intermitente com água.</p><p>Alguns pesquisadores afirmam que a perda de parte da água original da mistura pode</p><p>diminuir a resistência em mais de 40%, devendo-se então, mantê-lo úmido por vários dias ou</p><p>semanas. Essa opinião é contestada por outros autores, que afirmam que no caso dos CAD, que</p><p>contêm geralmente um teor relativamente alto de cimento, contam com a presença de</p><p>superplastificantes e são confeccionados com relação a/c da ordem de 0,3, um período de 7 a 14</p><p>dias de cura úmida seria suficiente para tornar o material impermeável e o prosseguimento da</p><p>cura úmida a partir desse prazo não teria influência significativa na sua resistência à compressão</p><p>ou módulo de elasticidade. A partir daí, a cura ao ar é que melhoraria a resistência.</p><p>2.13 CONSIDERAÇÕES ECONÔMICAS</p><p>Muitos estudos já foram feitos a respeito da viabilidade da aplicação dos CAD em</p><p>edifícios altos, fazendo comparações com soluções em concreto convencional e análises de</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>18</p><p>soluções com CAD variando as resistências características à compressão, com o uso desses em</p><p>toda a estrutura ou somente nos pilares.</p><p>Nos CAR e CAD, o alto consumo de cimento, a incorporação de aditivo</p><p>superplastificante, a adição de sílica ativa, a necessidade do uso de agregados de alta qualidade e</p><p>a maior complexidade do seu uso, inevitavelmente, fazem com que o custo unitário deste</p><p>material seja bastante superior ao dos concretos convencionais.</p><p>Entretanto, a resistência mecânica superior dos CAD, possibilita aos projetistas de</p><p>estruturas reduzir o consumo de concreto aplicado e mais significativamente reduzir o peso de</p><p>aço necessário para os pilares. Outros fatores que interferem nas comparações de custos das</p><p>obras são:</p><p>- reduções de solicitações nas fundações;</p><p>- reduções nas áreas de formas;</p><p>- reduções de custos de manutenção da estrutura, devido a maior durabilidade destas.</p><p>O ACI 363R-92 (2001) relata que um CAD é um material que representa o estado-da-arte</p><p>da tecnologia de concreto, portanto, inevitavelmente, tem um custo unitário mais alto, mas em</p><p>muitas aplicações os benefícios da maior resistência superam estes aumentos. Basicamente,</p><p>usando um CAD, comparado a um concreto convencional, tem-se um aumento de maior</p><p>proporção na capacidade de suporte de carga do que nos custos.</p><p>Um dos primeiros estudos interessantes sobre a viabilidade econômica dos CAR, no</p><p>Brasil, foi feito em 1990 e citado em DAL MOLIN et al. (1997). Considerou a realidade</p><p>brasileira e fez uma comparação entre um concreto convencional de 21 MPa e CAD de 60 MPa,</p><p>abordando a estrutura de um edifício com 15 pavimentos em Porto Alegre-RS. No estudo,</p><p>considerando-se o concreto, as armaduras e as formas, (inclusive a mão-de-obra), se comparou,</p><p>também, o uso do CAD só nos pilares e na estrutura como um todo. Com estas comparações</p><p>chegou-se à conclusão de que a aplicação do CAD naquele caso possibilitou reduções de custos.</p><p>O estudo chega a uma economia de 12% no custo da estrutura com o uso de CAD em todas as</p><p>peças estruturais e uma economia de 11,5% com a aplicação de CAD somente nos pilares.</p><p>FERREIRA et al. (2001) fizeram um estudo em que analisou o uso de concreto</p><p>convencional e CAD na estrutura de um edifício de 33 pavimentos em Belém-PA, comparando</p><p>três modelos de soluções estruturais diversas, uma com concreto convencional de 30 MPa, outra</p><p>aplicando CAD de 45 MPa e 60 MPa nos pilares e uma terceira com CAD de 45 MPa e 60 MPa</p><p>nos pilares, vigas e lajes. Quanto aos custos, o estudo concluiu, a partir dos volumes de concreto,</p><p>dos pesos de aço, das formas e das cargas nas fundações, que existiu uma economia de 6,7%</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>19</p><p>com o uso do CAD nos pilares e de 10,37% do uso de CAD nos pilares, vigas e lajes,</p><p>comparando com a estrutura em concreto convencional.</p><p>Dentro do contexto, visando complementar os estudos dos custos dos CAD, e para</p><p>melhor representar a situação na região metropolitana de Curitiba, também foi desenvolvido um</p><p>estudo de caso comparativo da aplicação de CAD no conjunto arquitetônico Evolution Towers,</p><p>primeira grande aplicação de CAD na cidade e concluída em 2004.</p><p>2.14 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DOS CAD</p><p>Em 1995, um levantamento de obras em CAD realizadas no Brasil já revelou uma grande</p><p>diversidade de aplicações práticas do material em edifícios comerciais e residenciais, prédios</p><p>públicos, recuperações estruturais, elementos de barragens, pré-moldados, bases de máquinas</p><p>pesadas, pisos industriais, pavimentos de aeroportos, reservatórios de água, etc.</p><p>Um exemplo significativo é o da recuperação do pavimento do vão central da Ponte Rio-</p><p>Niterói (Figura 3), em 2000, cuja pavimentação asfáltica foi substituída por uma laje ortópica de</p><p>CAD.</p><p>Figura 3 – Vão central da Ponte Rio-Niterói.</p><p>Em 2002, na cidade de São Paulo, o edifício comercial E-Tower (Figura 4) com 149</p><p>metros de altura, foi executado em sua maior parte com concreto de fck 80 MPa. Em alguns</p><p>pilares, a resistência do concreto atingiu valores com média de 125 MPa e máximo de 149,9</p><p>MPa, recorde mundial de resistência de concreto em obra (IBRACON, 2002). Com 42 andares</p><p>Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações</p><p>20</p><p>(quatro subsolos) para 800 vagas de garagem, o prédio possui 52000 m² de área construída. A</p><p>seção transversal inicial dos pilares era de 90 x 100 = 0,9 m². Com</p>