Prévia do material em texto
12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 1/52 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL –MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL – CONCRETOS E ARGAMASSASCONCRETOS E ARGAMASSAS CONTROLE DE QUALIDADE DOCONTROLE DE QUALIDADE DO CONCRETOCONCRETO Autor: Me. Ítalo Vale Monte Júnior Revisor : Paula De L ima Sa lum IN IC IAR 1.00 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 2/52 introdução Introdução Nesta unidade você estudará o controle de qualidade do concreto como importante ferramenta para atingir a durabilidade das estruturas de concreto armado, requerida nos projetos estruturais. Os processos construtivos evoluem constantemente para atender as necessidades dos usuários. Do mesmo modo, os materiais são modi�cados por necessidades econômicas e ambientais, seja para garantir maior desempenho ou reduzir o impacto ao meio ambiente. Nesse sentido, destaca-se a in�uência da dosagem do concreto para garantir as propriedades necessárias à boa aplicação e desempenho requeridos ao material, diante dos cenários de inovação na construção civil. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 3/52 A dosagem é o estudo do proporcionamento dos materiais constituintes do concreto para atender características especí�cas da mistura, como: a trabalhabilidade, a resistência e a durabilidade. Ao proporcionamento dos materiais constituintes do concreto é dado o nome de traço. A boa trabalhabilidade do concreto é alcançada quando a mistura tiver a consistência adequada à aplicação do material e a capacidade de reter os agregados e a água de amassamento. Essas Aspectos Gerais Sobre aAspectos Gerais Sobre a Dosagem do ConcretoDosagem do Concreto 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 4/52 características não são parâmetros especi�cados no projeto estrutural, e sim alcançados com um proporcionamento adequado dos materiais constituintes do concreto. Neville (2016, p. 754) comenta que o projeto estrutural impõe dois parâmetros para a dosagem do concreto: a resistência e a durabilidade. Nesse sentido, a normalização brasileira, por meio da NBR 6118 (ABNT, 2014) e da NBR 12655 (ABNT, 2015), de�ne limites para orientar os projetistas das estruturas e tecnologistas do concreto quanto à resistência e durabilidade, relacionando esses parâmetros ao tipo de sistema estrutural e a classe de agressividade à qual a estrutura será exposta quando construída. A agressividade do meio ambiente se relaciona às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto (ABNT, 2014, p. 16), sendo adotadas quatro classes com ações de agressividade de fraca a muito forte, conforme demonstrado no Quadro 3.1. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 5/52 Classe de agressividade ambiental Agressividade Classi�cação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto Risco de deterioração da estrutura I Fraca Rural Submersa Insigni�cante II Moderada Urbana Pequeno III Forte Marinha Industrial Grande IV Muito forte Industrial Respingos de maré Elevado Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura). Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) em obras em regiões de clima seco, com umidade média relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da a,b a a,b a,c a b 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 6/52 Quadro 3.1 - Classe de agressividade ambiental (CAA) Fonte: ABNT (2014, p. 17). A de�nição da classe de agressividade ambiental servirá para estabelecer parâmetros adotados na dosagem do concreto, além de orientar o projetista da estrutura. Observa-se nas Tabelas 3.1 e 3.2 que o consumo de cimento e sua proporção com a água (a/c), além da resistência à compressão do concreto, são os critérios utilizados na dosagem da mistura que in�uenciam a durabilidade da estrutura. estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos ou regiões onde raramente chove. Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas. c 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 7/52 Tabela 3.1 - Correspondência entre a classe de agressividade e a qualidade do concreto Fonte: Adaptada de ABNT (2014, p. 18). Concreto Tipo Classe de agressividade (Tabela 6.1, da NBR 6118) I II III IV Relação água/cimento em massa CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45 CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45 Classe de concreto (ABNT NBR 8953) CA > C20 > C25 > C30 > C40 CP > C25 > C30 > C35 > C40 O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir os requisitos estabelecidos na ABNT NBR 12655. CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado. CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido. a b, c a b c 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 8/52 Tabela 3.2 - Correspondência entre a classe de agressividade e a qualidade do concreto Fonte: Adaptada de ABNT (2015, p. 12). Concreto Tipo Classe de agressividade I II III IV Relação água/cimento em massa CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45 CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45 Classe de concreto (ABNT NBR 8953) CA > C20 > C25 > C30 > C40 CP > C25 > C30 > C35 > C40 Consumo de cimento Portland por metro cúbico de concreto (kg/m³) CA e CP ≥ 260 ≥ 280 ≥ 320 ≥ 360 CA Componentes e elementos estruturais de concreto armado CP Componentes e elementos estruturais de concreto protendido a b, c 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 9/52 De acordo com Neville (2016, p. 760), a resistência à compressão média necessária a uma determinada idade, em geral aos 28 dias, determina a relação água/cimento nominal do concreto. Nesse caso, é necessário entendermos a diferença entre a resistência de dosagem e a resistência característica do concreto, especi�cada no projeto estrutural. Tutikian e Helene (2011, p. 428) esclarecem que a resistência média prevista na dosagem não é diretamente o (previsto em projeto), e sim o , que é calculado pela Equação 1: Em que: é a resistência média do concreto à compressão, prevista para a idade dias, em megapascals (MPa); é a resistência característica do concreto à compressão, aos dias, em megapascals (MPa); e é o desvio padrão da dosagem, em megapascals (MPa). É indicada a idade de dias, pois cabe ao projetista estrutural, em conjunto com o tecnologista do concreto, a indicação dessa idade para avaliação da resistência do concreto, visto que esse parâmetro deverá ser função das características do sistema construtivo (TUTIKIAN; HELENE, 2011, p. 428). fck fcmj = + 1, 65 . S (Eq.1)fcmj fck d fcmj j fck j Sd j 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 10/52 O desvio padrão ( ) utilizado na Equação 1 para o cálculo do depende das condições de preparo do concreto na obra, e foi prescrito pela ABNT NBR 12655 (ABNT, 2015, p. 17) em três formas: Condição A ( = 4,0 MPa) — aplicável a todas as classes de resistência do concreto; cimento e agregado medidos em massa; água de amassamento medida em massa ou volume com dispositivo dosador e corrigido em função da umidade dos agregados; Condição B ( = 5,5 MPa) — aplicável às classes de resistências C10 a C20; cimento medido em massa; água de amassamento medida em volume com dispositivo dosador e os agregados medidos em massa combinado com volume,levando em conta a umidade da areia; Condição C ( = 7,0 MPa) — aplicável apenas aos concretos com classe de resistências C10 e C15; cimento medido em massa; os agregados medidos em volume; a água de amassamento medida em volume e sua quantidade corrigida em função da estimativa de umidade dos agregados. Percebe-se que a dosagem do concreto reúne informações estabelecidas no projeto estrutural e procedimento teórico-experimental para de�nir o proporcionamento dos materiais que servirão à boa aplicação do material, além de inibir os mecanismos de deterioração do concreto como a lixiviação, o ataque por sulfatos e a reação álcali-agregado. A lixiviação acontece pela dissolução dos compostos hidratados da pasta de cimento por ação de águas puras, carbonáticas ou chuvas ácidas, e nesse caso a dosagem do concreto ajudaria evitando Sd fcmj Sd Sd Sd 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 11/52 a ocorrência da �ssuração plástica. Já as expansões deletérias do concreto por sulfatos e álcali- agregado podem ser evitadas modi�cando os constituintes da mistura, no caso o cimento e o agregado. O ataque por sulfato acontecerá por solo e água contaminada por sulfato, podendo ser evitado com cimento resistente a sulfato. E a reação álcali-agregado ocorre devido à reatividade de agregados aos álcalis do cimento, sobre a ação de umidade da estrutura, podendo ser evitada analisando previamente se o agregado não é reativo, de acordo com método de ensaio prescrito na ABNT NBR 15577-4. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 12/52 saiba mais Saiba mais O artigo mostra como o efeito expansivo da reação álcali- agregado (RAA) promove a �ssuração da peça estrutural acometida por essa manifestação patológica que ocorre em concretos com agregado reativo aos álcalis do cimento Portland na presença de umidade. Por essa característica do RAA, é comum o dano em peças estruturais enterradas como fundações de edifícios ou submersas com barragens e pontes em concreto, tornando difícil e onerosa a reparação da estrutura. Desse modo, é importante avaliar a reatividade dos agregados em obras com essas características. Fonte: Pereira et al. (2018, p. 1). 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 13/52 praticar Vamos Praticar O estudo da durabilidade das estruturas de concreto armado e protendido tem evoluído graças ao maior conhecimento dos mecanismos de transporte de líquidos e de gases agressivos nos meios porosos, como o concreto. MEDEIROS, M. H. F.; ANDRADE, J. J. O.; HELENE, P. Durabilidade e vida útil das estruturas de concreto (Capítulo 22). In: ISAIA, G. C. (Org). Concreto : ciência e tecnologia. 1. ed. São Paulo: IBRACON, v. 1. p. 773- 808. 2011. Responda a alternativa correta em relação aos requisitos de durabilidade do concreto prescritos na ABNT NBR 6118 e ANBT NBR 12655. a) O aumento no consumo de cimento reduz a possibilidade da reação álcali-agregado. b) O ataque por sulfatos no concreto ocorre apenas quando a estrutura sofre �ssuração plástica. c) Quanto menor a relação água/cimento maior poderá ser a classe de agressividade do concreto. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 14/52 d) Consumo de cimento inferior a 200 kg/m³ é indicado apenas para estruturas de concreto na classe agressividade I. e) A baixa resistência do concreto promove maior resistência ao ataque por sulfatos. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 15/52 As recorrentes mudanças nas características dos materiais alteraram as propriedades do concreto ao longo do tempo. Muitas vezes essas mudanças ocorreram por necessidades econômicas e sustentáveis da indústria do cimento. O cimento Portland — que atualmente é composto por adições minerais e apresenta maior controle no processo de fabricação, se comparado ao cimento produzido no século XIX — é um dos exemplos Aplicações de MétodosAplicações de Métodos de Dosagemde Dosagem 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 16/52 da evolução dos materiais que alteraram as propriedades do concreto. Assim, o estudo da dosagem do concreto é necessário para concebermos misturas adequadas ao uso do concreto. Método ACI-ABCP O método de dosagem ACI–ABCP é uma adaptação brasileira do método americano de dosagem, prescrito pelo American Concrete Institute, feita pela Associação Brasileira de Cimento Portland. De acordo com Bauer (2019, p. 247-250), o método ACI-ABCP se limita ao uso de agregados britados e areia de rio, tem consistência semiplástica à �uida e é aplicado a concretos com classe de resistência C12 a C35 e não a concretos com agregados leves. O método ACI-ABCP pode ser descrito em quatro etapas. A primeira é caracterizada pelo reconhecimento das propriedades físicas dos materiais: massas especí�cas do cimento, areia e brita; resistência normal do cimento aos 28 dias; massa unitária compactada da brita; módulo de �nura da areia; e diâmetro máximo da brita. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 17/52 Na segunda etapa, são de�nidos parâmetros de dosagem do concreto. Primeiro, calcula-se a resistência de dosagem do concreto, aos dias, pela Equação 1 ( ). Logo após o cálculo de , de�ne-se a relação água/cimento (a/c) por observação na Figura 3.1. j = + 1, 65 . fcmj fck Sd fcmj 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 18/52 Projeta-se o valor do , identi�cado na abscissa do grá�co, sobre a reta da resistência normal do cimento que será utilizado na produção do concreto. Ao tocar a reta, esse ponto é projetado de interseção sobre a ordenada do grá�co, identi�cando assim a relação água/cimento. Figura 3.1 - Grá�cos para determinação da relação (fator) água/cimento em função das resistências do concreto e cimento aos 28 dias Fonte: Adaptada de Bauer (2019, p. 247-250). fcj 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 19/52 Referindo-se ao identi�cado no grá�co, Bauer (2019, p. 247-250) reforça que é necessário con�rmar a adequação do parâmetro aos critérios de durabilidade estabelecidos na ABNT NBR 6118 e na ABNT NBR 12655, de acordo com a classe de agressividade a qual a estrutura de concreto armado será construída. Na terceira etapa, são calculados os consumos dos materiais. Inicia-se com a de�nição da quantidade de água aproximada no traço, a partir da observação na Tabela 3.3, relacionando o abatimento do concreto com o diâmetro máximo do agregado graúdo e identi�cando o consumo de água (Ca) em litros por metro cúbico de concreto. Abatimento (mm) Água para agregado com dimensões (litro/m ) 9,5 19 25 32 38 40-60 220 195 190 185 180 60-80 225 200 195 190 185 80-100 230 205 200 195 190 Tabela 3.3 - Consumo aproximado de água (litros / m³) Fonte: Adaptada de Bauer (2019, p. 247-250). a/c 3 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 20/52 Na sequência, calcula-se o consumo de cimento ( ), dividindo o consumo de água ( ) pela relação água/cimento ( ), de acordo com a Equação 2: Para calcular o consumo de brita ( ), inicialmente é necessário observar, na Tabela 3.4, o volume de brita ( ), relacionando o módulo de �nura da areia com o diâmetro máximo da brita. Cc Ca a/c Cc = (Eq. 2) Ca a/c Cb Vb 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 21/52 Módulo de �nura Dimensão máxima do agregado (mm) 9,5 19 25 32 38 1,8 0,645 0,770 0,795 0,820 0,845 2,0 0,625 0,750 0,775 0,800 0,825 2,2 0,605 0,730 0,755 0,780 0,805 2,4 0,585 0,710 0,735 0,760 0,785 2,6 0,565 0,690 0,715 0,740 0,765 2,8 0,545 0,670 0,695 0,720 0,745 3,0 0,525 0,650 0,675 0,700 0,725 3,2 0,505 0,6300,655 0,680 0,705 3,4 0,485 0,610 0,635 0,660 0,685 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 22/52 Tabela 3.4 - Volume compactado de agregado graúdo por metro cúbico de concreto Fonte: Adaptada de Bauer (2019, p. 247-250). Na sequência, calcula-se o consumo de brita ( ), multiplicando a massa unitária compactada (MUcomp) da brita pelo seu volume ( ) identi�cado na Tabela 3.4, de acordo com a Equação 3: Ao �nal da terceira etapa, calcula-se o volume de agregado miúdo ( ) considerando que é o volume de material restante para completar a produção de 1 m³ de concreto, de acordo com a Equação 4: Em que: , , são os consumos do cimento, brita e água, respectivamente. , , são as massas especí�cas do cimento, brita e água, respectivamente. 3,6 0,465 0,590 0,615 0,640 0,665 Cb Vb Cb = V b . MUcom (Eq. 3)p Vm Vm = 1 − (Eq. 4)( + + )Cc γc Cb γb Ca γa Cc Cb Ca γc γb γa 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 23/52 De modo semelhante à brita, calcula-se o consumo de agregado miúdo ( ), multiplicando o volume de agregado miúdo ( ) pela sua massa especí�ca ( ), de acordo com a Equação 5: Por �m, na quarta etapa, apresenta-se o traço dividindo o consumo dos materiais pelo consumo do cimento, de acordo com a Equação 6: O método de dosagem ACI-ABCP, por ser em grande parte teórico, antes de utilizar o traço calculado na obra, é recomendado experimentá-lo em laboratório. Deve-se veri�car o abatimento do concreto e a resistência à compressão aos 28 dias. praticar Vamos Praticar Cm Vm γm Cm = Vm . γ (Eq. 5)m : : : (Eq. 6) Cc Cc Cm Cc Cb Cc Ca Cc 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 24/52 A dosagem é um simples processo de escolha de componentes adequados do concreto e de determinação de suas quantidades relativas com o objetivo de produzir um concreto, o mais econômico possível, que atenda a determinadas propriedades mínimas, especialmente resistência, durabilidade e consistência. NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto . 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2016. p. 755. [Minha Biblioteca]. Um determinado traço de concreto apresentou os consumos de cimento, areia, brita e água equivalentes a: Cc = 410 kg/m³; Cm = 800 kg/m³; Cb = 975 kg/m³; Ca = 205 kg/m³. Responda a alternativa correta sobre o consumo dos materiais desse concreto. a) São necessários 123 kg de cimento no traço para produzir 300 litros de concreto. b) A relação água/cimento é igual a 2. c) São necessários 159 kg de areia no traço para produzir 300 litros de concreto. d) A relação aglomerantes/agregados é igual a 4. e) O consumo desses materiais resulta no traço 1:2,3: 3,5: 0,50, em massa. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 25/52 Por muito tempo avaliou-se o concreto apenas por suas características mecânicas, resultando em observações macroscópicas do material em sua grande maioria. Contudo, foi possível conhecer melhor o comportamento do material a partir dos estudos em nível microscópico. Evolução no Controle daEvolução no Controle da Resistência do ConcretoResistência do Concreto 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 26/52 Avaliação da Microestrutura do Concreto A complexa interação entre os materiais do concreto produz efeitos que só são possíveis explicar analisando a microestrutura do material. Desse modo, a evolução na tecnologia do concreto ocorreu reconhecendo três fases do material: a fase agregado graúdo, fase pasta de cimento e zona de transição na interface entre a pasta de cimento e o agregado graúdo. Fase Agregado Graúdo A fase agregado in�uencia a densidade de massa, rigidez e trabalhabilidade do concreto, conduzidos principalmente pela massa unitária, resistência e rugosidade do agregado graúdo. Segundo Mehta e Monteiro (2014, p. 27), a composição química e mineralógica do agregado graúdo possivelmente in�uencia menos do que as características físicas como volume, tamanho e distribuição dos poros. Contudo, Neville (2016, p. 317), referindo-se ao agregado miúdo, comenta que no caso do calcário existe uma reação química com a pasta de cimento formando uma zona de transição mais densa. Características como a forma e a textura do agregado graúdo in�uenciam a aderência com a pasta de cimento. Desse modo, o seixo rolado (cascalho natural), com formato arredondado e textura lisa, promoverá menor resistência de aderência com a pasta de cimento do que a brita, com formato achatado e textura rugosa, conforme demonstra a Figura 3.2. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 27/52 No caso de agregados graúdos leves, como a argila expandida com formato arredondado (Figura 3.3), a baixa resistência do agregado e a alta porosidade serão limitantes para concretos com elevada resistência. Figura 3.2 - Características do agregado graúdo – a) Cascalho natural; b) Pedra britada Fonte: Vladimir Bilobaba / 123RF. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 28/52 Figura 3.3 - Características da argila expandida Fonte: Anton Starikov / 123RF. De todo modo, a argila expandida poderá ser aplicada em concreto leve estrutural (CLV), um concreto especial. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 29/52 Outro aspecto importante que merece atenção na fase agregado é a formação de película de água na superfície do agregado graúdo quando ocorre a exsudação do concreto. Essa película pode reflita Re�ita Os agregados reciclados podem ser resíduos industriais granulares que tenham propriedades adequadas ao uso, como agregado ou proveniente do bene�ciamento de entulho de construção ou demolição selecionado para esta aplicação. Se os agregados reciclados podem substituir os agregados naturais, qual o motivo desse material ainda ser pouco utilizado em concretos com função estrutural? Re�ita sobre esse importante assunto para a sustentabilidade da construção civil. Fonte: Sbrighi Neto (2011, p. 237). 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 30/52 reduzir a aderência do agregado graúdo com a pasta de cimento Mehta e Monteiro (2014, p. 28) se referem ao fenômeno comentando que a dimensão e o formato do agregado graúdo podem afetar a resistência do concreto devido à maior tendência do acúmulo do �lme de água na superfície do concreto, conduzindo ao enfraquecimento da zona de transição. Fase Pasta de Cimento A pasta de cimento tem importante papel nas características do concreto nos estados fresco, por controlar a viscosidade do material, e endurecido, por conferir resistência mecânica. Mehta e Monteiro (2014, p. 29) descrevem a evolução da hidratação da pasta de cimento mencionando a formação de etringita em poucos minutos e de hidróxido de cálcio (portlandita) em poucas horas, além da possibilidade de transformação da etringita em monossulfoaluminato hidratado alguns dias depois, a depender da relação alumina-sulfato do cimento Portland. Segundo Paulon e Kirchheim (2011, p. 591), o hidróxido de cálcio (portlandita) é constituído de 20% a 25% do volume de sólidos na pasta de cimento hidratada e possui a forma de grandes cristais prismáticos hexagonais, conforme ilustrado na Figura 3.4. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 31/52 Figura 3.4 - Características da argila expandida Fonte: Adaptada de Paulon e Kirchheim (2011, p. 591). A solução iônica sulfato/alumina da solução de hidratação favorece a formação do tiossulfato hidratado (etringita) na forma de cristais prismáticos acicular (MEHTA; MONTEIRO, 2014, p. 32), conforme ilustrado na Figura 3.5. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 32/52O reconhecimento da morfologia dos sólidos na pasta de cimento hidratada auxilia o estudo da reatividade dos cimentos com materiais constituintes do concreto, principalmente as adições minerais. De acordo com Cincotto (2011, p. 385), as principais técnicas de avaliação quanti�cam a água quimicamente combinada e produtos hidratados; determinam a evolução do calor de reação, além Figura 3.5 - Morfologia da etringita e monossulfato hidratado Fonte: Adaptada de Mehta e Monteiro (2011, p. 29). 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 33/52 da evolução do endurecimento pela resistência mecânica em pasta. Zona de Transição na Interface Pasta de Cimento/Agregado Graúdo A zona de transição é a região de contato entre a pasta de cimento Portland hidratada e o agregado. Essa região é de importante interesse na tecnologia do concreto devido à ocorrência de micro�ssuração na zona de transição quando o concreto é submetido a um estado de tensão. Segundo Neville (2016, p. 316), durante a mistura do concreto as partículas de cimento seco são incapazes de se acomodar de maneira adensada junto às partículas relativamente grandes do agregado, promovendo maior porosidade nessa região do que na própria pasta de cimento. Um resultado contrário ao comentado por Neville (2016, p. 316) foi constatado por Vargas, Restrepo- Baena e Tobón (2017, p. 386) em concretos leves com agregados graúdos de pedra-pomes e argila expandida. É demonstrado na Figura 3.6 os produtos de hidratação do cimento Portland (C-S-H e CH) na zona de transição de um concreto produzido com agregado graúdo de argila expandida. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 34/52 Figura 3.6 - Zona de transição do concreto com argila expandida Fonte: Adaptada de Vargas, Restrepo-Baena e Tobón (2017, p. 386). Segundo Vargas, Restrepo-Baena e Tobón (2017, p. 381), os agregados leves contribuíram para a formação de uma zona de transição mais densa e mais �na quando comparada à zona de transição de um concreto convencional. Nesse sentido, as superpozolanas, como a sílica ativa, o metacaulim e a cinza da casca do arroz, quando adicionadas ao concreto promovem uma melhora notável na resistência à compressão, devido ao re�namento dos poros e dos cristais presentes na pasta de cimento, melhorando a resistência da matriz na zona de transição (DAL MOLIN, 2011, p. 293). Percebe-se que o conhecimento das fases agregado, pasta de cimento e zona de transição na interface é fundamental para aumentar as resistências mecânicas dos concretos, particularmente 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 35/52 em se tratando de concreto especiais com elevada resistência e baixa densidade. praticar Vamos Praticar A resistência e durabilidade do concreto são de suma importância para sua utilização. O fato de que a resistência na região de contato entre a pasta de cimento e o agregado possa ser menor do que a resistência do agregado ou da pasta fará com que ela se torne uma zona débil de desenvolvimento da resistência do concreto (PAULON; KIRCHHEIM, 2011, p. 588). PAULON, V.; KIRCHHEIM, A. P. Nanoestrutura e microestrutura do concreto endurecido (Capítulo 16). In: ISAIA, G. C (Org). Concreto : ciência e tecnologia. 1. ed. v. 1, p. 585-614. São Paulo: IBRACON, 2011. Indique a alternativa correta em relação à microestrutura do concreto. a) As adições minerais no concreto aumentam a porosidade da matriz cimentícia. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 36/52 b) Características físicas do agregado, como a textura e a forma, não interferem na resistência do concreto. c) A zona de transição é uma região dentro do agregado graúdo. d) A temperatura do concreto fresco aumenta com o uso de adições minerais. e) As adições minerais melhoram as resistências na zona de transição do concreto. 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 37/52 O controle tecnológico do concreto é o conjunto de ações para garantir a qualidade requerida ao material, sendo normalmente realizado por empresa especializada. Nesse sentido, a ABNT NBR 12655 (ABNT, 2015) prescreve os critérios para aceitação do concreto na obra, seja o material produzido no próprio canteiro ou usina. Aplicação do ControleAplicação do Controle Tecnológico do ConcretoTecnológico do Concreto 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 38/52 Formação dos Lotes e Amostragem do Concreto Para iniciar o controle da resistência do concreto é necessário de�nir a formação dos lotes da estrutura de concreto, ou seja, dividir a estrutura em lotes sob as mesmas condições (classe de resistência, família, procedimentos e equipamento), de acordo com o Quadro 3.2. Quadro 3.2 - Valores para formação de lotes de concreto Fonte: Adaptado de ABNT (2015, p. 16). Limites superiores Solicitação principal dos elementos da estrutura Compressão ou compressão e �exão Flexão simples Volume de concreto 50 m³ 100 m³ Número de andares 1 1 Tempo de concretagem 3 dias de concretagem Este período deve estar compreendido no prazo total máximo de 7 dias, que inclui eventuais interrupções para tratamento de juntas. 1) 1) 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 39/52 Durante a operação de concretagem que forma um lote, devem ser coletadas amostras aleatoriamente, formando exemplares constituídos por dois corpos de prova (mesma amassada) para cada idade de rompimento, sendo os dois corpos de prova moldados no mesmo ato. A resistência do exemplar será a maior entre os dois corpos de prova. Tipos de Controle de Resistência do Concreto O controle da resistência do concreto pode ser feito por amostragem parcial ou por amostragem total, sendo a amostra representada por um volume de concreto retirado do lote para fornecer informações relativas aos ensaios. Controle do Concreto por Amostragem Total Imaginemos a concretagem de uma laje com volume total de concreto de 50 m³, sendo o fornecimento do concreto realizado por caminhão betoneira com 5 m³, em cada caminhão, totalizando 10 caminhões betoneira para realizar toda concretagem. Desse modo, cada caminhão betoneira será uma amostra do lote que é a laje. Logo, quando são retirados exemplares de todas as amostras que compõem o lote, dizemos que se trata de uma amostragem total. Ainda nessa situação �ctícia da amostragem total (laje com 50 m³ de concreto), deseja-se avaliar a resistência à compressão do concreto nas idades de 7 e 28 dias. Assim, temos 10 exemplares (cada 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 40/52 caminhão), totalizando 40 corpos de prova, visto que são moldados 2 corpos de prova para cada idade de ruptura, em cada exemplar. Nesse caso, em que todas as betonadas (amostras) são representadas por exemplares, o valor da resistência característica estimada à compressão do concreto (fck,est) é a própria resistência do exemplar (fc, betonada) que representa o concreto da betonada. Controle Estatístico do Concreto por Amostragem Parcial A logística da operação de controle tecnológico é di�cultada em situações que necessitam de grandes quantidades de corpos de prova em um mesmo lote, além de elevar o custo do controle. Nesses casos, é permissível realizar o controle da resistência com base em cálculos estatísticos. Imaginamos novamente aquela situação �ctícia da concretagem da laje com volume total de 50 m³, só que agora a produção do concreto será na obra pela de betoneira com capacidade de 400 litros. Nesse caso, se o controle da resistência do concreto fosse por amostragem total, seriam necessárias 125 betonadas [125 = 50 m³ / 0,40 m³] para completar toda a concretagem da laje, sendo moldados 600 corpos de prova, visto que para cada betonada são moldados2 corpos de prova por idade de ruptura. Em cenários semelhantes a esse, são retirados exemplares de betonadas distintas, com no mínimo seis exemplares para os concretos do grupo I (classes de resistência até C50, inclusive) e de 12 exemplares para os concretos do grupo II (classes de resistência superior a C50). 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 41/52 O cálculo da resistência característica à compressão (fck,est), na idade especi�cada, para lotes com número de exemplares 6 ≤ nPaulo: IBRACON, 2011. TUTIKIAN, B. F.; HELENE, P. Dosagem dos Concretos de Comento Portland (Capítulo 12). In: ISAIA, G. C. (Org). Concreto : ciência e tecnologia. 1. ed. v. 1. p. 415-451. São Paulo: IBRACON, 2011. http://dx.doi.org/10.1590/s1517-707620180003.0509 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 51/52 VARGAS, P.; RESTREPO-BAENA, O.; TOBÓN, J. I. Microstructural analysis of interfacial transition zone (ITZ) and its impact on the compressive strength of lightweight concretes. Construction and Building Materials . 137:381–389, 2017. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.101 . Acesso em: 31 dez. 2019. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.101 12/03/2023, 09:41 Ead.br https://ambienteacademico.com.br/mod/url/view.php?id=772416 52/52