Concreto auto adensável

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Concreto auto adensável 
Contexto histórico 
Originado no Japão, no final da década de 1980, o concreto autoadensável (CAA), também chamado de concreto autocompactável, foi inicialmente desenvolvido para suprir a falta mão-de-obra qualificada na operação de concretagem. O adensamento irregular do concreto foi identificado pelos engenheiros japoneses como uma das principais causas de comprometimento das estruturas. O grande interesse no CAA, principalmente na Europa na década de 90, possibilitou a consolidação de conceitos e ensaios de caracterização deste material, e em todo o mundo é cada vez maior a usualidade deste material como material de construção, tanto no setor de pré-fabricados e pré-moldados como para aplicações de concreto no local.
Introdução 
Imagine um concreto que reduz drasticamente o número de operários na operação de concretagem. Um concreto que dispensa a utilização de vibrador para ser adensado, que não é lançado, se movimenta por conta própria preenchendo todos os espaços destinados na forma. Pois o concreto autoadensável tem essa capacidade. Além disso o concreto não segrega e não aprisiona ar em excesso e como resultado sua aplicação e mais rápida e simples. Apesar de ter custo mais elevado que o concreto convencional, o CAA consegue reduzir empregados de operação de concretagem, facilita o serviço de nivelamento em lajes e ainda tem um acabamento melhor que o convencional, ou seja seus benefícios são enormes com relação ao convencional.
2 Discussão 
2.1 Requisitos e Características
As características do concreto fresco mais claramente diferenciam o CAA do convencional uma vez que o mesmo deve apresentar maior fluidez e estabilidade na mistura, que são mensuráveis por meio de três propriedades básicas (RILEM, 2006):
Habilidade de preenchimento de espaços: diz respeito à capacidade de preencher completamente as fôrmas e os espaços entre armaduras e entre as armaduras e as fôrmas.
Habilidade de passar por restrições: deve escoar por espaços restritos das fôrmas e armaduras sem ocorrência de bloqueio causado por restrições do movimentos dos agregados.
Capacidade de resistir a segregação: deve manter homogeneidade durante as etapas de mistura, transporte e lançamento, e não deve ocorrer segregação por afundamento dos agregados ou ascensão da agua de mistura (exsudação), no concreto colocados nas fôrmas.
Outros requisitos por decorrência dos três primeiros serão vistos também tais como:
Tempo em aberto – tempo em que o CAA mantém suas propriedades de escoar sem comprometer a aplicação
Bombeabilidade – é a facilidade com que o CAA é bombeado possibilitando o transporte por bomba à maiores distancias e alturas.
Acabamento superficial – corresponde a qualidade da superfície acabada.
Resistência mecânica a durabilidade – são propriedades a que o concreto no estado endurecido deve corresponder, em vista as normas vigentes.
2.2 Materiais Constituintes.
O CAA é produzido fundamentalmente com os mesmos materiais dos concretos convencionais. Para se apontarem as maiores diferenças, na composição do CAA empregam-se mais “finos” e aditivos que dispensam grande eficiência, os chamados superplastificantes de “terceira geração”.
2.2.1 Cimento
Em princípio todos os tipos de cimento Portland empregados na produção do concreto convencional podem ser empregados na produção do CAA.
2.2.2 Adições minerais
Este tipo de adição é frequentemente utilizado na produção do concreto autoadensável com o objetivo de se aumentar a quantidade de finos em oposição ao aumento do teor de cimento Portland nas misturas. De forma geral, consideram-se adições ou finos os materiais com dimensões de partículas menores do que 0,150 mm. Sendo indicado que mais de 75% tenham dimensões menores que 0,075 mm.
2.2.3 Filer ou Calcário
O uso de filer ou calcário de natureza calcítica é o mais recomendado. É importante notar que o calcário não é um material verdadeiramente inerte, pois, se adicionado a cimentos com elevado teor de CȝA, reage para formar monocarboaluminato de cálcio que tem propriedade aglutinante, porém de menor intensidade do que a proporcionada pelo C-S-H.
2.2.4 Cinza Volante
A finura Blaine da cinza volante a ser empregada no CAA deve estar preferencialmente, entre 500 e 600m²/kg. Sua forma quase esférica proporciona a rolagem dos agregados, diminuindo o atrito interno entre eles e destes com as partículas do cimento, resultando em maior fluidez e viscosidade para menor consumo de superplastificantes.
2.2.5 Sílica Ativa e Metacalium
O uso da sílica ativa e metacalium em CAA é mais comum para a produção de concretos com elevada resistência à compressão, acima de 60 MPa. Quando empregados em teores de 2% a 5% em relação a massa de cimento, promovem o aumento de resistência a segregação: porém, deve-se esperar maior demanda por aditivo superplastificantes e aumento da tensão de escoamento do concreto.
2.2.6 Outras adições 
O pó de quartzo (quartzito) é incorporado na produção de concretos autoadensáveis contendo teor de sílica geralmente superior a 97%, com finura Blaine da ordem de 400m²/kg ou superior.
O pó de pedra, ou pó de britagem, basáltico ou granítico, pode compor porção de finos do CAA. Sua utilização, preferencialmente, deve ser restrita a 10% do volume da composição dos finos, pois a natureza angulosa das partículas aumenta a demanda por água e por superplastificante, além de tornar a pasta mais “áspera”, o que pode comprometer o acabamento superficial do concreto.
A incorporação de elevados teores de alto-forno moída geralmente até 25% da massa de finos, promove aumento da viscosidade da pasta, e ainda se utilizada como substituta de parte do clínquer, diminui o calor de hidratação do cimento, bem com a demanda por aditivo superplastificante.
Cinza pesada proveniente de queima de carvão mineral, desde que contenha baixo teor de carbono e enxofre, pode quando finalmente moída à finura compatível com a do cimento Portland e ser utilizada como adição na fabricação de concretos autoadensáveis.
2.3 Aditivos
2.3.1 Superplastificantes
Para produção do CAA, os superplastificantes (dispersantes) de grande eficiência, dentre os quais se destacam os de base policarboxilato são os mais empregados. Como regra geral, pode-se dizer que os aditivos indicados para o CAA devem reduzir a água no mínimo em 20%. Aditivos à base de ácidos sulfônicos de naftaleno formaldeído e melamina formaldeído promovem a dispersão de partículas finas principalmente por meio de repulsão eletrostática, mas também causam a diminuição da tensão superficial do meio aquoso do concreto e, como consequência, a propensão ao aumento da segregação devido à diminuição da viscosidade na pasta. 
2.3.1.1 Promovedores de viscosidade
Os aditivos promotores de viscosidade (viscosity enchancing admixtures), também denominados de modificadores de viscosidade, são empregados para evitar a segregação do CAA. Na maioria são produtos à base de polissacarídeos.
2.3.1.2 Fibras
A inclusão de fibras no CAA objetiva, primeiramente, o aumento da tenacidade além de poder substituir parcial ou completamente as armaduras discretas em determinados elementos estruturais.
2.4 Métodos de Ensaio
Os métodos de ensaio do CAA diferem dos empregados na avaliação do concreto convencional somente para as determinações das propriedades no estado fresco.
2.4.1 Espalhamento 
Para realização do ensaio de espalhamento, emprega-se o mesmo molde tronco-cônico (Cone de Abrams), utilizado para a determinação do abatimento (slump) no concreto convencional. Após a retirada do cone verifica-se que a massa se espalha ou se derrama sobre a superfície, assim está massa espalhada em forma de círculo deve ter um diâmetro superior à 60cm para ser considerado CAA.
2.4.2 Funil V
Desenvolvido por Ozawa, Sakata & Okamura (1995) para avaliação das capacidades do concreto de escoar e de passar por estreitamentos. O funil é indicado para o ensaio de concretos com agregado graúdo com dimensão máxima de 19mm. Um volume de 12 litros de CAA é vertido no funil, se auto adensando, preenchendocompletamente o seu interior. Observando-se o concreto pela abertura superior, registra-se o tempo necessário para que escoem pelo funil, assim marcando o tempo para que os 12 litros escoem totalmente pela abertura inferior.
2.4.3 Caixa L
Com o ensaio da caixa L avalia-se a capacidade do CAA de escoar e resistir ao bloqueio ao passar entre as armaduras e nos espaços entre as armaduras e as paredes das fôrmas. Esse ensaio, desenvolvido no Japão, é um dos mais exigentes para a avaliação do desempenho do CAA no estado fresco.
2.4.4 Anel-J (Anel Japonês)
O ensaio do anel-J foi concebido para aliar a avaliação do CAA de escoar e passar por restrições, destinando-se a facilitar o controle do recebimento na obra, uma que eliminaria a necessidade da realização da caixa-L.
2.4.5 Avaliação da Segregação
A segregação ou separação dos constituintes do concreto é chamada de dinâmica quando ocorre durante o lançamento do concreto, enquanto o material está em movimento, e estática quando se dá após o concreto parar de escoar. A segregação dinâmica influi no escoamento do concreto e na sua capacidade de passar por restrições, sendo geralmente associada à falta de coesão na mistura. Os ensaios até o momento preconizados pelas normalizações permitem exclusivamente a avaliação da segregação estática, sendo realizados no estado fresco.
2.5 Características do estado endurecido
2.5.1 Resistência à compressão e tração 
O comportamento do CAA à compressão e a tração é bastante similar ao dos concretos convencionais. Há exemplos de CAA com resistências à compressão desde 20Mpa a mais de 100Mpa. É geralmente mais difícil a obtenção de CAA de baixa resistência, entre 20 e 30Mpa, do que de concretos com resistências medias de altas.
2.5.2 Módulo de elasticidade
Por ter um menor teor de agregado graúdo o modulo de elasticidade (Ec) do CAA tende a ser menor do que o de um concreto convencional de mesma resistência à compressão, porem essa diferença depende do nível de resistência do concreto e da sua composição.
2.5.3 Retração e fluência 
É maior a preocupação com a retração e a fluência do CAA, justificada principalmente pelo fato dos teores de pasta e de argamassa serem maiores do que os concretos convencionais.
2.5.4 Resistencia à aderência das armadura
A resistência de aderência da armadura ao CAA é maior ou mínimo da mesma ordem que a observada para o concreto convencional. Quando verificado, o aumento de aderência é explicado pelo fato do CAA apresentar menos água livre para se acumular na interface com o aço em decorrência do efeito da parede e há maior homogeneidade do concreto na interface com a armadura.(SKARENDAHL, 2003; Boel et al., 2010) 
2.6 Produção 
O controle de produção do CAA dever ser mais rigoroso do que o empregado na produção de concreto convencional. O que seriam pequenas alterações nos materiais e na forma de produção do concreto convencional pode causar alterações substanciais no comportamento do CAA, principalmente no estado fresco.
2.7 Aplicações
2.7.1 Transportes
No transporte do CAA, não pode haver perdas de água ou vibração excessiva e deve ser realizado a tempo de ser lançado adequadamente.
2.7.2 Fôrmas
Para avaliação da aplicação do CAA em obras de edifícios, permitiu concluir que, para obras convencionais de edifícios residenciais, a concretagem de lajes e vigas (com até 60 cm de altura), pode ser realizada sem alteração das dimensões das fôrmas dimensionadas para o concreto convencional. Já para alturas superiores é necessária a alteração na dimensão das fôrmas.
2.7.3 Lançamento 
Como o CAA apresenta maior volume de argamassa e maior resistência a segregação do que o concreto convencional, pode sofrer quedas de até 5m de altura sem sofrer falhas no concreto (EFNARC, 2002).
2.7.4 Nivelamento e Cura
O CAA não precisa ser sempre autonivelante e a operação de espalhamento e nivelamento pode ser importante para se obter o acabamento desejado. Como a água não exsuda o concreto fica muito suscetível a fissurar por retração plástica, assim a cura deve ser iniciada o mais cedo possível e ser mantida por um período de no mínimo 7 dias.
2.7.5 Desforma e retirada do escoramento 
A desforma do CAA deve ser feita com os mesmos cuidados dispensados ao concreto convencional. Como na aplicação do CAA não há vibração, as formas tendem a se soltar com maior facilidade, com menor dano à elas e ao concreto. Durante o adensamento do concreto convencional, o contato do vibrador com a forma danifica a camada plastificada/resinada, o que não ocorre durante a concretagem do CAA. O numero de reutilizações das formas pode ser aumentada pelo emprego do CAA.
3 Conclusão
A avaliação final é que a alteração no custo do concreto é baixíssima uma vez que o uso do superplastificante, leva a um decréscimo no uso do cimento na mistura, suas resistências são parecidas com as de concretos convencionais, e sua aplicação dispensa muita mão-de-obra. Porem a demanda de pessoal especializado na dosagem e fabricação deste tipo de concreto exige mais do que os de concretos convencionais, mas a relação custo beneficio leva o uso do CAA ser mais propicio a obras de um porte médio e grande.