Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE IDD CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO – TECNOLOGIA DO CONCRETO ANDREI VINICIUS TORMES CRISTANI SEMINÁRIO M1 Rio Grande do Sul 2023 1. CONCRETO Um dos produtos utilizados na construção das cidades, tanto em pequenos quanto em grandes projetos, é o concreto. Este produto é importante para construir por causa das propriedades físicas e mecânicas. Figura 1 – Concreto fresco Fonte: VIEIRA (2017). Os concretos são constituídos por ligantes hidráulicos, materiais naturais, materiais provenientes do processo de britagem, água e aditivos químicos aplicados para diversas finalidades. O principal ligante hidráulico utilizado é o cimento Portland, que é produzido pela indústria cimenteira através do processo de moagem realizado no clínquer e aditivos minerais. Atualmente, é ABNT NBR 16697 (2018) - Cimento Portland - Os requisitos que definem os critérios, classificação, limites de composição de aditivos, requisitos físicos e mecânicos, requisitos de temperatura de hidratação, testes, etc. o centro de muitas outras propriedades do cimento Portland. É por meio dessa norma brasileira que outras NBRs focam na qualidade e análise do produto, conforme consta na seção 6.7 da ABNT NBR 16697 (2018). Dentre os diversos ensaios disponíveis para controle, alguns são os mais importantes para o controle de qualidade, tais como: perda ao fogo (ABNT NBR NM 18), área específica (ABNT NBR 16372), tempo de pega (ABNT NBR 16607), resistência à compressão (ABNT NBR 7215), determinação do teor de escória (ABNT NBR 5754), calor hidratação (ABNT NBR 12006), entre muitos outros ensaios que auxiliam no controle de qualidade para garantir a estabilidade e confiabilidade dos entre os tipos de cimento adquiridos. O cimento Portland é classificado pela ABNT NBR 16697 (2018), conforme figura 2, por tipo de adição, classe de resistência à compressão aos 28 dias em MPa e resistência a agentes agressivos, como o sulfato. Figura 2 – Designação normalizada, sigla e classe do cimento Portland Fonte: ABNT NBR 16697 (2018). Os materiais naturais ou triturados em seus processos de britagem utilizados no concreto podem ser divididos em: agregados miúdos e agregados graúdos, conforme determina a ABNT NBR 7211 (2019) - agregados para concretos - especificação. De acordo com a ABNT NBR 7211 (2019), o material que passa pela peneira 4,75 mm é dividido em agregados miúdos, e agregados graúdos, material que passa pela peneira 75 mm e fica retido na peneira 4,75 mm. O método para testar a distribuição uniforme de agregados é a ABNT NBR 17054 (2022) - Agregados - Determinação da composição granulométrica - Métodos de ensaio. A ABNT NBR 7211 (2019) estabelece os limites mínimo e máximo que podem ser utilizados na distribuição granulométrica, conforme Figura 3 e Figura 4. Esses parâmetros permitem uma boa distribuição e mistura de concretos. Figura 3 – Limites da distribuição granulométrica do agregado miúdo Fonte: ABNT NBR 7211 (2019). Figura 4 – Limites da distribuição granulométrica do agregado graúdo Fonte: ABNT NBR 7211 (2019). Como existem muitos testes que auxiliam no controle de qualidade para avaliar o cimento Portland, com agregado não é diferente. Substâncias nocivas que afetam diretamente a qualidade da mistura pode estar na composição. Por esse motivo, os parâmetros dos limites máximos autorizados são determinados pela NBR 7211 (2019), e por isso são criadas NBRs que regulamentam as metodologias de ensaio a fim de verificar o percentual dessas substâncias presentes nos agregados, conforme ilustrado nas Figura 5, Figura 6 e Figura 7. Figura 5 – Limites máximos de substâncias prejudiciais nos agregados miúdos Fonte: ABNT NBR 7211 (2019). Figura 6 – Limites máximos de substâncias prejudiciais nos agregados graúdos Fonte: ABNT NBR 7211 (2019). Figura 7 – Limites máximos para expansão (reatividade álcali-agregado, teor de cloreto e sulfatos nos agregados) Fonte: ABNT NBR 7211 (2019). Além desses testes para substâncias nocivas no agregado, também existem testes para determinar as propriedades físicas e propriedades mecânicas do agregado. Nesses ensaios, podemos especificar os materiais mais utilizados como: índice de forma dos grãos (ABNT NBR 7809), massa especifica absoluta, aparente e absorção de água (ABNT NBR NM 53), massa unitária (ABNT NBR 7251), inchamento (ABNT NBR 6467), teor de partículas leves (ABNT NBR 9936), umidade superficial (9775), umidade total (ABNT NBR 9939), módulo de deformação estático (ABNT NBR 10341), desgaste por abrasão (ABNT NBR 12042), entre muitos outros testes que permitem o controle de qualidade. para garantir a confiabilidade do uso de tais agregados na composição do concreto. Os aditivos químicos especiais são regulamentados pela ABNT NBR 11768 (2019) - Aditivos químicos para cimento Portland, norma dividida em três partes, a saber: Parte 1 - Requisitos, Parte 2 – Ensaios relacionados ao desempenho e Parte 3 - Ensaios de caracterização. Devido à variedade de aplicações e tipos de materiais componentes do concreto, muitas vezes é desenvolvido um produto para cada necessidade. Hoje em dia existem inúmeros tipos diferentes de fornecedores que tem em seus produtos com diferentes componentes e características diferentes, mas com desempenho e resultados semelhantes. Alguns dos diferentes tipos de aditivos químicos incluem: redutores de água tipo 1 e tipo 2, controladores de hidratação, aceleradores de resistência, aceleradores de tempo de pega, compensadores de retração, incorporadores de ar, modificadores de viscosidade e outros. A ABNT NBR 11768 (2019) estabelece diferentes parâmetros para cada tipo de aditivo disponível. Os aditivos mais comuns usados no concreto são aditivos químicos redutores de água. Para esses aditivos redutores de água, a ABNT NBR 11768 (2019) estabelece alguns requisitos para demonstrar a eficácia do desempenho do produto em diferentes tipos de concreto e argamassas, conforme Figura 8. Figura 8 – Critérios para aditivos redutores de água (mantendo a consistência do concreto) Fonte: ABNT NBR 11768-1 (2019). Existem dois tipos de aditivos redutores de água com finalidades de aplicação diferentes. Eles são chamados de plastificantes ou polifuncionais (tipo 1) e como mid-range, superplastificantes ou hiperplastificantes (tipo 2). Basicamente, o Tipo 1 é responsável por reduzir o consumo de água da mistura e alterar as propriedades de fluidez e abatimento da mistura. E o aditivo tipo 2 permite que ele obtenha maior corte de água e maior fluidez. Redutor de água tipo 2 (RA2): aditivo que, sem modificar a consistência, permite maior redução de água no concreto quando comparado ao redutor de água tipo 1 - RA1; ou que, sem alterar a quantidade de água, aumenta consideravelmente o abatimento e a fluidez do concreto; ou, ainda, aditivo que produz esses dois efeitos simultaneamente. (ABNT NBR 11768-1: 2019, pt. 3.30). Os principais testes para controlar a qualidade e demonstrar a eficácia dos diversos aditivos químicos aplicados aos diferentes tipos de concretos ou argamassas normalmente será: teor de ar incorporado (ABNT NBR NM 47), ensaio de compressão de corpos de prova do tipo cilíndrico (ABNT NBR 5739), tempo de pega (ABNT NBR NM 9) e abatimento de tronco de cone (slump teste) (ABNT NBR NM 67). 1.1 MICROESTRUTURA DO CONCRETO Para entender o comportamento de um material é importante ter conhecimento de sua microestrutura, pois graças às suas propriedades é possível prever patologias e criar novos materiais e acréscimos que aumentam a longevidade dá vida útil de sua estrutura, além da garantia e segurança da construção. Planejamento e redução de custos decorrentes da melhoria da construção ou da recuperação de edifícios de que apresentam ricos de colapso, conforme SOKOLOVICZ (2013, p. 164). A microestrutura consiste em partículas de agregados, pasta, zona de transição, poros e água aplicada no concreto. Na pasta hidratada, todos os processos químicos relacionados à hidratação do cimentoPortland aparecem, formação de cristais (etringitas, C-S-H, C-H, monossulfato hidratado, hidróxido de cálcio), grãos de clínquer hidratados e não hidratados, poros (espaços interlamelares de C-S-H, vazios capilares, ar incorporado e aprisionado) e zona de transição. Segundo MEHTA & MONTEIRO (2008, p. 27), a microestrutura da pasta de cimento hidratada é constituída por partículas de cimento dissolvidas que dão origem a cristais aciculares de trisulfoaluminato de cálcio hidratado (etringitas), grandes cristais de estrutura prismática de hidróxido de cálcio, pequenos cristais de silicato de cálcio hidratado, vazios preenchidos com água e partículas de cimento em dissolução. Nesta fase da microestrutura da pasta do cimento hidratado, a estrutura cristalina possui sua distribuição não uniforme. A uniformidade está diretamente relacionada à resistência e às propriedades mecânicas do concreto. Além da evolução da cristalização da microestrutura, deve-se atentar para a reologia da pasta ainda no estado fresco, pois afeta a microestrutura da pasta dura. Um dos fatores mais prejudicial para a pasta de cimento hidratada é a exposição à água ácida, devido à sua alcalinidade. Segundo MEHTA & MONTEIRO (2008, p. 40) a durabilidade está ligada ao quanto a estrutura resiste impermeável e sua estanqueidade da pasta nas condições de exposição a condições ácidas. Ele explica que os poros da pasta contribuem para o fim, ou seja, é fácil para a água penetrar no material sólido. Esses poros são preenchidos pela hidratação das partículas cimentícias e sua reação química que produz cristais que preenchem esses espaços. À medida que a reação avança, o grau de hidratação da mistura aumenta e a relação água/cimento diminui. Outro importante fator microestrutural que proporciona alta estabilidade no estado sólido é a zona de transição. Localiza-se entre a matriz cimentícia da pasta e o agregado. Portanto, a zona de transição é considerada como a zona mais fraca sob a condição de resistência à compressão. Segundo MEHTA & MONTEIRO (2008, p. 40) essa zona de transição se origina devido à presença de uma camada de água que se forma em um ambiente não compactado, o que faz com que a água/cimento aumente e se forme como resultado cristais maiores e aumente o número de poros em sua estrutura, reduzindo a resistência de carga nesta área devido à baixa densidade da matriz cimentícia e maior porosidade na região localizada em volta dos agregados de dimensões maiores. 2. DURABILIDADE Um dos maiores desafios para as construções é conseguir se proteger de forma química e mecânica quando expostas a degradações, sendo elas diretas ou indiretas. É o trabalho do profissional habilitado a construções, técnico, engenheiro, arquiteto, o papel de sempre achar formas de minimizar possíveis problemas e prolongar a vida útil das estruturas. Conforme a ABNT NBR 6118 (2014) – Projeto de estrutura de Concreto - Procedimento, a durabilidade é definida pela capacidade que a estrutura tem de suportar os efeitos previstos e definidos pelo projetista em conjunto ao contratante, já no início de sua elaboração. De acordo com esta norma, as estruturas devem manter sua segurança, estabilidade e funcionalidade durante sua vida útil. É verdade que essas estruturas não são duráveis eternamente, principalmente quando expostas a um agressor ambiental. É necessário definir barreiras e apoiá-las no projeto para proporcionar um longo tempo na construção, mantendo assim a segurança, estabilidade e condições de trabalho conforme estabelecido na norma. HELENE (1997) classifica a vida útil de uma estrutura de edificação conforme a figura 9, que fala que a vida útil de projeto é o período do processo de despassivação da armadura, a vida útil de serviço é o período em que iniciam as manifestações dos agentes agressores, o final ou total a vida útil refere-se ao período em que a estrutura falhou total ou parcialmente e a vida útil residual é o tempo durante o qual, após análise, a estrutura ainda pode desempenhar as funções para ela projetadas. Figura 9 – Classificação da vida útil das estruturas de concreto armado Fonte: HELENE (1997). Desta forma, a durabilidade da estrutura perde força quando ela não cumpre sua finalidade, exigindo uma intervenção onerosa e urgente, chamada de manutenção corretiva. Por esta razão, a ABNT NBR 15575 (2013) – Edificações habitacionais - Desempenho, prescreve que por meio da manutenção, a vida útil da estrutura pode ser estendida, conforme mostra a Figura 10. Figura 10 – Vida útil x Desempenho Fonte: ABNT NBR 15575-1 (2013). Com a introdução da manutenção preventiva, podem ser alcançados efeitos positivos, tais como: prolongamento da vida útil da estrutura, redução do número de falhas estruturais, aumento da segurança e redução do custo de manutenção corretiva. Tais ações são muito importantes para proteger a estrutura contra os agressores violentos que possam existir no ambiente. 2.1 AGRESSORES Uma das coisas que afetam a vida útil de uma edificação são os materiais que tinham no local antes de ser realizado a edificação. Devido ao avanço da tecnologia, hoje é possível criar novos métodos de pesquisa para alcançar o melhor desempenho e estruturas muito mais duráveis. Existem diferentes tipos de danos que limitam a durabilidade e a qualidade das estruturas de concreto, que podem ser divididos entre processos físicos e químicos. 2.2 REATIVIDADE ÁLCALI-AGREGADO Dentre esses agentes que atentam contra a durabilidade das estruturas, vemos a reação de álcali-agregado. Atualmente, existe vários laboratórios de pesquisas que estuda métodos para determinar a presença de reações álcali-agregado nas construções. Sua finalidade é poder avaliar antecipadamente o poder reativo dos agregados utilizados no concreto. Esses estudos são realizados por laboratórios seguindo o procedimento estabelecido pela ABNT NBR 15577 (2018) - Agregados - Reatividade álcali-agregado. Cabe à equipe técnica discutir a necessidade de cuidados com os agregados que será utilizado no concreto e pesquisas prévias sobre sua aplicação. Agregados que não reagem aos álcalis do cimento são recomendados, pois no caso dos agregados reativos, em contato com a umidade e os álcalis do cimento, como sódio e potássio, essa combinação pode causar uma grande reação química expansiva, denominada como álcali-agregado (RAA) e álcali-sílica (RAS). O princípio da reação álcali-agregado (RAA) baseia-se na interação química entre a composição de sílica do agregado e dos álcalis do cimento e a presença de umidade. A reação é criada pelo “gel em expansão” que no futuro será a principal causa do processo de fissuração na estrutura, conforme mostrado na Figura 11 e Figura 12. Figura 11 – RAA em concreto visto por microscópio eletrônico de varredura (500 µm) Fonte: WINTER (2022). Figura 12 – RAA em concreto visto por microscópio eletrônico de varredura (50 µm) Fonte: WINTER (2022). É possível reconhecer essa patologia por manchas brancas e microfissuras que se desenvolvem na superfície do concreto. Reação Alcalino-Agregado (RAA) é um termo utilizado para descrever a reação química que ocorre dentro da estrutura, onde a sílica do agregado interage com os íons alcalinos pertinentes à pasta na presença de umidade. O produto dessa reação é o gel sílico-alcalino, que geralmente se encontra na interface pasta/agregado e na porosidade do concreto, com característica de grande expansão. Devido esta patologia representar um grande risco para a segurança e durabilidade da estrutura, uma vez confirmada a reação na estrutura, quando for constatado a sua presença, torna-se um problema grave e de difícil tratamento, afetando diretamente a duração e a vida útil da estrutura, podendo surgir nas primeiras idades ou até mesmo em anos. A reação álcali-agregado foi descoberta em 1940 por STANTON, causando grande preocupação ao corpo técnico da época. Descobriu-se que isso foi causado por uma reaçãoenvolvendo álcalis presentes no cimento e areia. Por meio de experimentos, foi demonstrado que o resultado dessa reação fazia surgir eflorescências branca úmidas, causando grandes fissuras. As primeiras pesquisas no Brasil sobre a reação álcali-agregado começaram em 1963, na barragem de Jupiá, estudada por Gitahy. Após muitos estudos de laboratório, descobriu-se a presença de substâncias reativas. Sem a possibilidade de outros fornecedores na região, foi necessário o uso de adição de pozolana como forma de mitigar a patologia. ANDRIOLO (2000), relata sobre as barragens afetadas por reações álcali-agregado no Brasil. O primeiro caso de reação que foi estudado no país é o da barragem de Jupiá, em Três Lagoas-MS. Figura 13 – Barragem de Jupiá Fonte: ANDRIOLO (2000). Existem três tipos de reações álcali-agregado: álcali-sílica, álcali-silicato e álcali-carbonato. Todas têm reações de iguais efeito no concreto. Atualmente, existe uma norma técnica brasileira 15577 (2018) que serve como guia para a prevenção e redução do potencial de reatividade álcali-agregado. Reação Álcali-Sílica (RAS): Devido à existência de sílica amorfa em alguns agregados, como: opala, calcedônia, cristobalita, tridimita e alguns tipos de vidro natural (vulcânico), isso faz com que a sílica amorfa absorva água e se expanda, o volume dessa reação provoca fissuras na estrutura. Reação Álcali-Silicato (RAS): Reação lenta, presente em na maioria das vezes em barragens e blocos de fundação devido ao uso de quartzito e gnaisse (deformação de sedimentos arcósicos ou de granitos). Essa reação está associada à presença do quartzo que gera uma tensão nos minerais expansivos, criando um gel sílico-alcalino que expande internamente na estrutura, formando fissuras e rupturas. Reação Álcali-Carbonato (RAC): É uma reação rara que ocorre quando alguns calcários dolomíticos são utilizados como agregados e são atacados por álcalis do cimento, causando uma reação chamada dolomitização. São resultados mais graves, pois a reação álcali-carbonato, ao contrário de outras, não forma um gel expansor, o que faz com que o mineral Brucita se expanda. Na Figura 14, um exemplo de reação alcalina pode ser visto em um bloco de fundação danificado. Figura 14 – Bloco de fundação com ocorrência de RAA Fonte: PECCHIO ET AL (2008). 1.5 Reação de carbonatação A reação de carbonatação é uma das patologias que se manifesta em condições à reatividade álcali-agregado. Estes eventos se desenvolvem em condições que possuem umidade, possuem elementos químicos de natureza comum e interagem através dos poros da estrutura. A carbonatação é definida como um processo de neutralização da fase líquida intersticial do Ca (OH)2 e outros compostos alcalinos hidratados da pasta de cimento pelo CO2, que para uma faixa de umidade, precipita em carbonato de cálcio (SILVA,2007). Segundo Gomes (2006), a ocorrência natural da carbonatação sempre ocorre devido a solubilização do CO2, conforme apresentado na equação: CO + H O« H CO « H + + HCO- «2H + + CO. A carbonatação ocorre em faixas de umidade ideais de 50% a 75%, para valores menores que 25% a reação é incipiente e maiores que 75% a umidade restringe a penetração de CO2. Segue estudo realizado Para uma melhor compreensão deste tema, foi desenvolvido um estudo que analisou a composição físico-química dos agregados na composição do concreto. Os testes foram realizados nos materiais e as análises foram realizadas de acordo com o procedimento especificado na ABNT NBR 15577-4 (2018) - Agregados - Reatividade Álcali-Agregado - Parte 4: Determinação da expansão pelo método acelerado em barras de argamassa, onde os resultados foram obtidos e classificados como sendo potencialmente reativo. Portanto, para reduzir e prevenir a expansão dos agregados com potencial reativo, utilizou-se um tipo de cimento Portland CP II F 40 com adição de material pozolânico e escória de alto-forno. Testes petrográficos foram realizados para determinar a capacidade de reação dos agregados. Ao analisar os resultados, foi encontrado o potencial de reação, conforme mostra a Figura 15. Figura 15 – Características petrográficas Fonte: Autor (2022) Em seguida, foi realizado um ensaio para determinação da mitigação de expansão na barra de argamassa por método acelerado conforme instrução na ABNT NBR 15577-5 (2018) - Agregados - Reatividade Álcali-Agregado - Parte 5: Determinação da mitigação da expansão na barra de argamassa por método acelerado, indicada para avaliar a eficácia do cimento que contém adição de materiais pozolânicos para evitar a expansão de agregados que possam ser classificados com potencialidade reativa utilizando o método prescrito conforme ABNT NBR 15577-4 (2018) - Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 4: Determinação da expansão pelo método acelerado em barras de argamassa . Os resultados são mostrados na Figura 16 e na Figura 17. Figura 16 – Gráfico da evolução da expansão com o tempo de cura em solução alcalina Fonte: Autor (2022) Figura 17 – Resultados da evolução da expansão com o tempo de cura em solução alcalina Fonte: Autor (2022) A Figura 16 mostra os valores dos resultados dos testes realizados aos 28 dias em cura com solução de NaOH 1N a 80ºC. A figura 17 mostra a variação da expansão média nas barras de argamassa em relação ao tempo de cura, definindo a melhor combinação para fazer a mitigação da reação de expansão. A Figura 18 ilustra a mistura de cimento CP II F 40 e pozolana testada com amostras de agregados graúdos potencialmente reativo. Figura 18 – Misturas de cimento e britas para ensaio Fonte: Autor (2022) A Figura 19 nos mostra a composição da amostra utilizada para a preparação das barras de argamassa com dimensões 25 mm x 25 mm x 285 mm. A amostra de brita passou por um processo de britagem e pulverizada, para isso foi utilizado um britador de mandíbulas Renard, modelo BMA 125.80. Em seguida peneirada até obter a distribuição de granulométrica que nos é apresentada. Figura 19 – Composição dos materiais Fonte: Autor (2022) Os materiais e métodos utilizados são: cimento tipo CP II F 40, areia de quartzo, agregado graúdo tamanho 1, pozolana e sílica ativa. Foram adicionados em misturas variadas até que obtivessem a mitigação necessária da reação álcali-agregado. O agregado foi caracterizado conforme especificação da ABNT NBR 7211 (2019) - Agregados para concreto - Especificação e ABNT NBR 17054 (2022) - Agregados - Determinação da composição granulométrica - Método de ensaio. Também foram testadas as propriedades físicas como: massa específica aparente (ABNT NBR NM 16916), massa unitária (ABNT NBR NM 16972) e determinação do material passando na peneira 75 μm por lavagem, pulverulento (ABNT NBR NM 16973), conforme mostra na Figura 20, e os resultados dos ensaios mostrados na Figura 21, Figura 22, Figura 23 e Figura 24. Figura 20 – Agregados Fonte: Autor (2022) Figura 21 – Caracterização areia fina Fonte: Autor (2022) Figura 22 – Caracterização areia média Fonte: Autor (2022) Figura 23 – Caracterização brita 0 Fonte: Autor (2022) Figura 24 – Caracterização brita 1 Fonte: Autor (2022) Com relação à comprovação da mitigação da reação álcali-agregado pelo método acelerado da ABNT NBR 15577-5, a parte 1 da norma indica que a evidência da mitigação da reação é obtida quando a expansão for inferior a 0,19% em 30 dias (28 dias em processo de cura contendo soluções alcalinas). Para valores que apresentar expansão iguais ou superiores a 0,19%, é necessário um novo ensaio que atenda os limites estabelecidos, podendo mudar o cimento, acrescentar ou aumentar o volume de adição que mitiguem a reação álcali-agregado (pozolana, sílica ativa, escória de alto-forno, metacaulim) ou substituir o agregado reativo. Graças ao estudo, é possível determinar que a amostra de brita quando combinada com uma mistura composta por 60% de cimento CP II F 40 + 40% de adição de pozolana ou 70% de cimento CP II F 40 + 30% de adição de pozolana + 10% de sílica ativa(fornecedor 1) mostra um valor de expansão de mais de 0,19% após 28 dias de cura junto a mistura alcalina, indicando que as misturas testadas ainda não são adequadas para uso porque o agregado é reativo e na mistura não conseguiu inibir a expansão devido à reação álcali-agregado ao nível estabelecido pela norma. No entanto, quando foi combinado a amostra de brita com uma mistura contendo 50% de cimento CP II F 40 + 50% de adição de pozolana ou 70% de cimento CP II F 40 + 30% de adição de pozolana + 10% de adição de sílica ativa (fornecedor 2) o resultado do ensaio nos mostrou que é inferior a 0,19% após 28 dias de cura junto a mistura alcalina, mostrando que é eficaz em mitigar a reação de expansão álcali-agregado ficando dentro dos limites de norma. Portanto, pode-se concluir que a amostra de brita é potencialmente reativa em termos de reação de álcali-agregado, mas em combinação com adições e, claro, testes de laboratório, que podem ser usados em obras de construção civil, pois apresentam baixos riscos de surgimento das manifestações patológicas associadas à reação álcali-agregado. 3. BLOCO DE FUNDAÇÃO DE GRANDE DIMENSÃO (MATERIAIS E ENSAIOS DE QUALIDADE) Os blocos de fundação geralmente são elementos que devido suas dimensões ser grandes acabam apresentando alta temperatura interna devido ao seu tamanho, o que aumenta o risco de patologias como a etringita tardia. Ao criar a receita de um traço para uso nesses elementos, um cimento de baixo calor de hidratação se comporta melhor, como CP III ou CP IV, este deve ser priorizado quando tiver disponibilidade. Outro método que pode ser adotado é ajustar a eficiência da receita controlando o consumo de cimento (kg/m³/MPa), reduzindo assim a temperatura da mistura. Também podemos trabalhar com a adição de material pozolânico, como a sílica ativa, e metacaulim, substituindo por parte do consumo de cimento na mistura. Costuma-se realizar testes experimentais de algumas opções de adições com diferentes teores de cimento x material pozolânico, dosagens com e sem adição de gelo em função do cálculo térmico. Para controle de qualidade, são solicitados os seguintes ensaios: compressão, tração na flexão, módulo de elasticidade, massa especifica e ar incorporado, monitoramento das pesagens de todos os materiais na usina, acompanhamento da temperatura do concreto durante o lançamento, ensaio de abatimento do tronco de cone (slump test) e instalação de termopares, que proporciona acompanhar a mudança de temperatura dentro da estrutura, sendo que considerasse ideal por 10 dias, ou quando a temperatura interna for igual à temperatura ambiente. Não é necessário que a estrutura da fundação seja grande para as patologias que aí ocorrem, muitos casos de etringita tardia são encontrados em estruturas que sua dimensão menor tem cerca de 1,5 metros. No Brasil, a temperatura máxima de 65ºC é aceita por consenso entre os consultores, o que geralmente ocorre no terceiro dia após a concretagem. 4. CONCRETOS EM REGIÕES INDUSTRIAIS (MATERIAIS E ENSAIOS DE QUALIDADE) Segundo José de Freitas, a análise do ambiente em que a estrutura será inserida afeta as especificidades do concreto e a proteção para atingir a longevidade esperada. Exemplos incluem situações em que o concreto poderá estar em contato comum meio ambiente que contenha agressividade tipo ser mantido em armazéns de fertilizantes, que podem incidir em ataques de sulfatos de produtos armazenados, e também matadouros, onde materiais ácidos serão podem atacar quimicamente. Segundo Inês Battagin, a poluição que contém na atmosfera também é um ponto muito crítico e típico das grandes cidades, podemos citar as seguintes como exemplo: 1) aceleração do processo de carbonatação causada pelo alto volume de gases de escapamento de automóveis (principalmente CO2 e CO); 2) impregnação da superfície exposta da estrutura (fachadas e coberturas) por partículas sólidas, causando manchas que, por consequência, tornam o processo de limpeza mais frequente e intensivo - estes, por sua vez, podem alterar a proteção passiva (composta normalmente por revestimento ou até mesmo apenas o próprio concreto) da estrutura, principalmente quando é feito sem orientação técnica e usando produtos que reagem com os compostos do concreto; 3) Outro ponto é a chuva ácida, que geram na face exposta das estruturas a chamada lixiviação e colaboram para que os agentes agressivos penetrem nela. Deve-se levar em consideração que qualquer estrutura em qualquer ambiente sofrerá com o passar do tempo algum tipo de deterioração por estar suscetível, e a NBR 6118 nos orienta sobre a classe de agressividade e fala sobre critérios que devemos adotar em projeto. Conforme fica mais intenso os agentes externos, maior fica a classe e agressividade considerada. Em áreas industriais e urbanas, os mais agressivos são a fuligem, o dióxido de enxofre (SO2) e o gás de carbono (CO2). No setor industrial, além dos cloretos e agentes citados acima, pode ocorrer um aumento da agressividade devido à presença de nitratos, hidróxidos, sulfetos e de amônio, que são produzidos pelo próprio processo industrial. José de Freitas Jr diz que o cobrimento é a principal estratégia para atingir a vida útil do projeto, mas ele lista coisas como o uso de Fck maior, adição de pozolanas, que por sua vez colabora para tornar o concreto menos poroso e a redução do fator AC. As tabelas 7.1 e 7.2 da NBR 6118 delimita os fatores AC e o cobrimento mínimo conforme sua classe de agressividade: Essas exigências que a norma impõe visa o aumento da vida útil da estrutura a ambientes mais agressivos, pois tratamentos superficiais tem caráter mais efetivo, porém apresentam menor perspectiva de vida útil e custos elevados. Como exemplo posso citar a obra da Arena do Grêmio, na cidade de Porto Alegre, que participei e utilizamos concretos com FCK alto além de Metacaulim e super-plastificantes fazendo com que o fator água-cimento se mantivesse menor. 5. CONCRETOS DE OBRAS DE SANEAMENTO (MATERIAIS E ENSAIOS DE QUALIDADE) Concretos utilizados no contexto de contato com águas residuais, por exemplo estações de tratamento de esgoto, colocados em contato direto com sulfatos e ácidos fortes devido à decomposição e tratamento anaeróbico da matéria orgânica. Pode-se dizer que não apenas o dano à superfície é prejudicial, mas que devido ao aparecimento de microfissuras de retração na estrutura faz com que aumente o aparecimento de manifestações patológicas. Manifestações patológicas decorrentes do contato do concreto com sulfatos podem ocasionar a desagregação do concreto já endurecido, surgir a formação de eflorescência, carbonatação e, como resultado, o aparecimento de rachaduras em todo o elemento. A NBR 6118 refere-se as classes de agressividade e cobrimento mínimo para condições em que haverá contato direto com sulfatos. A utilização de concretos com baixo AC e o uso de cimentos específicos como o CP IV, por ter alto teor de pozolana, e cimento com baixo teor de C3A (aluminato tricálcico) por ser um componente reativo com o sulfato. 6. CONCRETOS EM ZONAS DE MARÉ (MATERIAIS E ENSAIOS DE QUALIDADE) Os concretos utilizados em zonas de maré devem atender aos requisitos da NBR 6118:2014, quanto à CAA (classe de agressividade ambiental) do ambiente onde será instalado, a intensidade da agressividade varia em função das ações físicas e químicas que ocorrem diretamente na estrutura. No caso dos concretos de zonas de maré, conforme Tabela 6.1, eles estão na classe de intensidade ambiental IV, que apresenta o maior risco de danos estruturais entre as classes. Figura 26 – Tabela 6.1 Fonte: ABNT NBR 6118:2014 Além da classe de agressividade, a norma também especifica alguns parâmetros como FCK mínimo, água/cimento máximo e cobrimento mínimo para os concretos a serem utilizados nos seguintes ambientes, conforme tabelas 7.1 e 7.2 abaixo: Pesquisadores como o professor da UFPR José de FreitasJunior relatam que o mais importante a se fazer para reduzir o ataque à estrutura é respeitar o cobrimento mínimo exigido pela norma, o que ajuda a atingir o melhor da vida útil da estrutura. Mas existem muitos cuidados que devem ser tomados ao utilizar o concreto para este tipo de situação, como: Redução das retrações que podem ocorrer no concreto, por meio de adição de expansores, fibras e redução da água de amassamento, além dos cuidados em relação ao processo de cura, para não ocorrer fissuras. Deve-se procurar ao máximo a utilização do concreto o menos permeável o possível, com o mínimo o possível de porosidade e absorção, reduzindo o fator de água/cimento, aumentando a quantidade de cimento na mistura e reduzindo a água com o uso de aditivos redutores de água. O uso de pozolanas como a sílica ativa e o Metacaulim também é bom, pois aumentam a reologia do concreto, pois como ele é um material muito fino, ainda mais que o cimento, reduzem ainda mais a permeabilidade do concreto, além do uso de cimentos que se enquadrem melhor, como cimento de alto forno, cimento que contenham material pozolânico ou cimento resistente ao sulfato. Segue estudo realizado Um exemplo de uso em concreto de estrutura marinha é o concreto utilizado em vigas do TRSP (Terminal de Regaseificação de GNL de São Paulo), localizado em Santos, nessa obra foi utilizado um cimento de alto formo que tem como que é resistente à sulfato do tipo CP III 40 RS. Como se pode verificar, a mistura é produzida seguindo as regras normatizadas quanto ao consumo mínimo de cimento e à relação água/cimento, além da utilização de aditivos redutores de água tipo 2, que permitem reduzir a quantidade de água no traço e colaboram em evitar fissuras de retração. 7. CONCRETOS PARA ELEMENTOS PRÉ FABRICADOS (MATERIAIS E ENSAIOS DE QUALIDADE) A NBR 9062 define pré-moldado como “elemento moldado previamente e fora do local de utilização definitiva na estrutura” e também como um elemento pré-moldado fabricado na industrialmente. Os fabricantes criam diferentes formas geométricas, detalhes e dimensões a fim de padronizar sua produção de elementos estruturais pré-moldados. Em termos de concreto, o objetivo do uso de aditivos é acelerar ou retardar o desenvolvimento de resistência nas primeiras idades, reduzir o calor de hidratação, melhorar a trabalhabilidade, reduzir a relação água/cimento, aumentar a compacidade, reduzir a permeabilidade ou aumentando da resistência aos agentes agressivos e variações climáticas ou outras mudanças, devem atender ao disposto na ABNT NBR 12655. É proibida a utilização de aditivos contendo cloreto de cálcio em argamassas ou concretos que forem pré-moldados protendidos. Essa restrição se deve ao contato com a armadura de protensão e sua capacidade de corroer o aço tencionado. A NBR 9062 menciona a NBR 6118 quanto a trabalhabilidade, durabilidade, diagrama de tensão-deformação, módulo de elasticidade, módulo de deformação transversal, ao coeficiente de Poisson, ao coeficiente de dilatação térmica, à retração e à fluência. Para saque, manuseio, movimentação e montagem, a resistência do concreto deve ser especificada em projeto de acordo com a etapa do processo, com um mínimo de 15 MPa para os elementos de concreto armado e 21MPa para os elementos protendidos. 8. CONCRETOS DE PAVIMENTAÇÃO URBANA E RODOVIA (MATERIAIS E ENSAIOS DE QUALIDADE) O concreto em pavimentações vem cada vez mais endo utilizado em substituição ao concreto betuminoso a quente (CBUQ), principalmente em pavimentos onde irão receber cargas pesadas, como corredores de ônibus e estradas, pois possuem maior durabilidade se dimensionados corretamente. Alguns exemplos de concretos para pavimentação é o CAD (Concreto de Alto Desempenho), já que na maioria das vezes são utilizados para com o intuito de liberação da estrada rapidamente, o Concreto Compactado a Rolo (CCR), que tem como maior vantagem obter alta resistência com menor consumo de cimento e concreto reforçado com fibras (FRC), que contribui para a resistência do concreto a tração. Diferente do concreto convencional, o concreto para pavimento de rígido tem como função principal a resistência à tração (FCTM) testada em moldes prismáticos, mas a resistência à compressão (FCK) também pode ser especificada no projeto. Conforme a norma DNIT 047:2004, especifica alguns parâmetros para concretos de pavimento, alguns deles são: consumo mínimo de cimento de 320 Kg/M³, relação água/cimento de 0,50 e teor de ar incorporado de 0,5%. Em concretos utilizados em pavimentos, costuma-se fazer o acabamento chamado popularmente conhecido como vassourado. BIBLIOGRAFIA (DALVS) WINTER, Nicholas B. Alkali-silica reaction in concrete. Understanding Cement. 2016. Disponível em: . Acesso em: 28/07/2022. REFERENCIAS https://www.portaldoconcreto.com.br/ https://www.concreserv.com.br/ https://www.votorantimcimentos.com.br/ https://www.engemix.com.br/ ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projetos de estrutura de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2014. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados para concreto - Especificação. Rio de Janeiro, 2019. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11768-1: Aditivos químicos para concreto de cimento Portland – Parte 1: Requisitos. Rio de Janeiro, 2019. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575-1: Edificações habitacionais – Desempenho – Parte 1: Requisitos gerais. Rio de Janeiro, 2021. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16697: Cimento Portland – Requisitos. Rio de Janeiro, 2018. HELENE, Paulo R. L. Manual para Reparo, reforço e Proteção de Estruturas de Concreto. 2ª Ed. Pini, São Paulo, 1997. METHA, Kumar P.; MONTEIRO, Paulo J. M. Concreto - Estrutura, propriedades e materiais. 3ª Ed. Ibracon, São Paulo, 2008meht. SOKOLOVICZ, Bóris C. Microestrutura e Durabilidade a Cloretos de Protótipos com Cinza de Casca de Arroz com e sem Moagem Prévia. 2013. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013. VIEIRA, Luiz de B. P. Concreto pode per reciclado e reaproveitado. Mapa da Obra. São Paulo, 27 de outubro de 2017. Disponível em: . Acesso em: 21/07/2022. image6.png image7.png image8.png image9.png image10.png image11.png image12.png image13.jpeg image14.jpeg image15.jpeg image16.jpeg image17.jpeg image18.jpeg image19.jpeg image20.png image21.png image22.png image23.png image24.png image25.png image26.png image27.png image28.png image29.png image30.jpeg image31.png image32.png image33.png image34.png image35.png image1.jpeg image2.png image3.png image4.png image5.png