Concreto de retração compensada para pisos industriais

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Concreto de 
retração compensada 
para pisos industriais 
Breno Macedo Faria 
Breno Macedo Faria 
Graduado em Engenharia Civil pela Unicamp 
(Universidade Estadual de Campinas) em 1999, 
MBA em Gestão Estratégica e Econômica de 
Projetos pela FGV (Fundação Getúlio Vargas), e 
especialização em Pavimentos de Concreto pela 
USP (Universidade de São Paulo). 
Atua desde 1999 na área de pisos e pavimentos 
de concreto e, atualmente, é Gerente Técnico 
da LPE Engenharia. 
Concreto de retração compensada 
para pisos industriais 
Concreto – etimologia: 
A palavra “Concreto” vem do latim Concretus 
que é uma conjugação de Concrescere, 
que significa crescer em conjunto, 
aumentar por agregação. 
Sumário 
I. INTRODUÇÃO: HIDRATAÇÃO DO CIMENTO E RETRAÇÃO 
II. ADITIVOS EXPANSORES 
III. CASOS PRÁTICOS 
IV. CONCLUSÃO 
Concreto de retração compensada 
para pisos industriais 
I. INTRODUÇÃO: HIDRATAÇÃO DO CIMENTO E 
RETRAÇÃO 
A retração do concreto sempre foi um fator desafiador para os profissionais 
ligados a projetos e execução de pisos industriais, demandando o desenvolvimento 
de técnicas que permitam atender as exigências dos usuários, e também mitigar os 
efeitos prejudiciais que a retração do concreto poderá provocar. 
Uma das técnicas utilizadas para combater os efeitos da retração é a utilização 
de aditivos expansores e compensadores de retração, que agem na estrutura 
molecular dos compostos formados pela hidratação do cimento. 
Nesta apresentação, vamos abordar, de uma forma simplificada, o processo de 
hidratação do cimento, da retração do concreto, e da ação dos agentes expansores. 
1.1. Introdução 
1.2. Fabricação do cimento 
Calcário + Argila Clínquer 
 
Clínquer 
 
+ Adições Cimento 
 
Moagem 
 
Aquecimento 
 
• Escória 
• Fíler 
• Pozolana 
• Gesso 
• CPI 
• CPII - E 
• CPII - F 
• CPII – Z 
• CPIII 
• CPIV 
• CPV 
1.3. Principais compostos do clínquer de cimento 
Portland: 
Composto Nome Característica 
C3S Alita Influenciam na resistência 
C2S Belita Influenciam na resistência 
C3A Influenciam na pega 
C4AF Influenciam na pega 
Os compostos químicos são abreviações utilizadas internacionalmente. 
Fórmula química completa: 
C: CaO (Óxido de cálcio) 
S: SiO2 (Óxido de silício) 
 A: Al2O3 (Óxido de alumínio) 
 F: Fe2O3 (Óxido de ferro) 
 
C3S: 3CaO. SiO2 
C2S: 2CaO. SiO2 
C3A: 3CaO. Al2O3 
C4AF: 4CaO. Al2O3. Fe2O3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.3. Hidratação do cimento 
C3S 
C2S 
C3A 
C4AF 
+ H2O: 
C-S-H 
Silicato de cálcio 
hidratado 
Ca(OH)2 
Hidróxido de cálcio 
(Portlandita) 
Etringita 
(C6AS3H32) 
(**) 
Pode se transformar em outros 
compostos (monossulfato hidratado) 
Cimento Composto Forma 
Pasta de cimento endurecida 
Características 
(**) S: CaSO4 
(*) P. Kumar Metha, e Paulo J. M. Monteiro 
Principal responsável pela 
resistência 
Resistência inicial e 
Passivação da armadura 
Resistência nas 1as 
idades 
1.4. Hidratação do cimento 
Imagens obtidas de microscópio eletrônico por varredura: 
Ca(OH)2 C-S-H Etringita 
Fonte: Públio Penna Firme Rodrigues – Estudo da Correlação entre as Reações de Hidratação do Cimento 
e a Retração do Concreto 
1.3. Hidratação do cimento 
Representação esquemática da distribuição dos compostos da pasta 
endurecida de cimento próximo a um agregado (Zona de transição): 
Fonte: P. Kumar Metha, e Paulo J. M. Monteiro – Concreto: Estrutura, Propriedades, e Materiais 
C-S-H 
C H 
C-A-S-H 
(Etringita) 
Agregado 
1.5. Água na estrutura do concreto 
• Água adsorvida: próxima a superfície dos sólidos. Algumas teorias sugerem 
que que elas são compostas por até 6 camadas de moléculas de água (1,5nm). 
Parte desta água pode ser perdida da pasta de concreto quando a umidade 
relativa ≤ 30%. A sua remoção causa significativa variação volumétrica. 
• Água interlamelar: fica entre as camadas do C-S-H. Esta água só é perdida 
por secagem forte (umidade inferior à 10%). A sua perda provoca considerável 
retração na estrutura. 
• Água quimicamente combinada: água que faz parte das estruturas dos 
compostos hidratados do cimento. Ela só é perdida quando a estrutura é 
aquecida a altas temperaturas, como, por exemplo: fogo. Causa danos severos à 
estrutura. 
• Água capilar: água presente em vazios com dimensões ≥ 5,0nm. A sua 
remoção causa variação volumétrica do concreto quando estiver em capilares 
entre 5,0 e 50,0nm. Em capilares maiores a sua remoção não causa variações 
volumétricas. 
1.5. Água na estrutura do concreto 
C-S-H 
Água capilar 
Água adsorvida 
Água interlamelar 
Fonte: P. Kumar Metha, e Paulo J. M. Monteiro – Concreto: Estrutura, Propriedades, e Materiais 
1.5. Retração do concreto 
• Retração plástica: perda de volume quando o concreto ainda está plástico 
(não ocorreu o fim da pega). 
 
Redução volumétrica do concreto: principalmente devido à 
movimentação das moléculas de água. 
Acontece quando a perda de água por evaporação > taxa de exsudação 
 Características: 
  Fissuras sobre obstáculos (barras de aço e grandes partículas de agregados) 
  Fissuras paralelas e afastadas cerca de 30 a 100cm (profundidade de 25 a 
50mm) 
 
• Retração por secagem: perda de água capilar (em capilares < 50nm), perda 
de água adsorvida, e perda de água interlamelar. 
 
Retração plástica e por secagem 
 
Perda de água para o 
meio externo 
 
1.6. Retração do concreto 
Se durante a concretagem tomarmos cuidado para evitar a retração plástica e 
por secagem: 
 
• Concretando em ambiente coberto e fechado; 
• Evitando a incidência direta de vento; 
• Evitando a incidência direta de sol; 
• Controlando a temperatura do concreto (evitando 
agregados e cimento quentes); 
• Minimizando a evaporação na superfície do concreto. 
 
 
Restringindo a 
retração plástica 
 
• Executar cura úmida rigorosa (exemplo 30 dias) e manter a 
umidade alta para evitar a perda de água do concreto 
Restringindo a 
retração por 
secagem 
Estaremos isentos de fissura de retração? Não 
1.6. Retração do concreto 
• Retração autógena: 
 “É a variação macroscópica que ocorre na pasta de cimento, sem que haja 
transferência de umidade para o exterior.” 
 
Perda de volume, mas não 
há perda de massa 
Água se transforma em produtos da 
hidratação: água livre se transforma 
em água adsorvida, interlamelar, ou 
quimicamente combinada. 
• A retração autógena gerou interesse no meio técnico com o desenvolvimento do CAD 
(concreto de alto desempenho – tem baixo fator a/c) 
 
• Tem sua intensidade aumentada com a redução do fator água / cimento (a/c) 
 
Comitê japonês de retração (Tazawa, 1999) 
 
Fonte: Públio Penna Firme Rodrigues – Estudo da Correlação entre as 
Reações de Hidratação do Cimento e a Retração do Concreto 
II. ADITIVOS EXPANSORES 
2.1. Histórico 
1960 – Alexandre Klein (Universidade da Califórnia) desenvolveu 
um clínquer que apresentava características expansivas 
ao concreto. 
C3S 
C2S 
C3A 
C4AF 
C4A3S 
 CS 
 S: CaSO4 
Etringita 
(C6AS3H32) 
Potencializa a formação 
da Etringita 
Sulfoaluminatos 
Expansiva 
Desenvolvimento dos cimentos 
Tipo K (ASTM C 845) 
Cimento 
comum 
2.1. Histórico 
Hoje existem dois tipos de produtos que podem provocar expansão ao 
concreto: 
• Sulfoaluminatos – formação da etringita 
Diferente dos cimentos expansivos estes produtos são utilizados 
como aditivos ao concreto em dosagens específicas para cada 
situação particular 
• Óxido de cálcio (CaO) super-calcinados: formação de Ca(OH) 
Aquecidos a cerca de 1500oCC3S 
C2S 
C3A 
C4AF 
C4A3S 
 CS 
Etringita 
(C6AS3H32) 
Sulfoaluminatos 
Expansão do 
concreto 
2.2. Sulfoaluminato 
É importante notar que nesta 
reação há um grande consumo de 
água, portanto ela só é possível se 
existir água disponível 
Cura úmida 
Etringita 
(C6AS3H32) 
 S: CaSO4 
0
1
2
3
4
5
6
0,01 0,04 0,16 0,64 2,56 10,24 40,96 163,84 655,36
C-S-H
Ca(OH)2
Monossulfato
Etringita
2.2. Sulfoaluminato 
Q
u
a
n
ti
d
a
d
e
 R
e
la
ti
va
 
Tempo 
(horas) 
1dia 7dias 28dias 
Velocidade típicas da formação de produtos da hidratação: 
Queda produção de Etringita e início da 
formação de Monosulfatos 
Fonte: P. Kumar Metha, e Paulo J. M. Monteiro – Concreto: Estrutura, Propriedades, e Materiais 
2.2. Sulfoaluminato 
Curva típica de variação de dimensional: 
M
u
d
a
n
ça
 n
o
 c
o
m
p
ri
m
e
n
to
 
E
x
p
a
n
sã
o
 
C
o
n
tr
a
çã
o
 
Cura 
úmida 
Cura 
seca 
Concreto 
de cimento expansivo 
Concreto 
comum 
7 dias 1 ano 
0 
Idade 
Fonte: P. Kumar Metha, e Paulo J. M. Monteiro – Concreto: Estrutura, Propriedades, e Materiais 
L + ΔL` 
2.2. Sulfoaluminato 
Expansão e restrição da movimentação pela armadura: 
Expansão livre: 
Expansão 
restringida: Gera tensões de 
compressão internas que 
inibem a formação de 
fissuras 
L 
L + ΔL 
L 
Barra de aço 
2.2. Sulfoaluminato 
Características: 
• Pico da reação acontece no 7º dia após a concretagem. 
• Reduz os efeitos da retração, podendo eliminá-los dependendo da 
dosagem. 
• Previne formação de fissuras, devido aos efeitos das tensões de 
compressão internas geradas quando o concreto tem sua movimentação 
restringida. 
• Reduz a abertura das juntas. 
• Dependendo da dosagem poderá proporcionar protensão química, 
oferecendo ganho estrutural. 
2.3. Óxido de Cálcio 
CaO 
Supercalcinado 
+ H2O Ca(OH)2 
Expansão do 
concreto 
-600
-400
-200
0
200
400
0 5 10 15 20 25 30
Conc. c/ CaO
(supercalcinado)
Conc. Referência
V
a
ri
a
çã
o
 d
im
e
n
si
o
n
a
l 
(µ
m
/m
) 
Tempo (dias) 
Ensaio feito segundo ASTM C 157 (retração livre) 
2.3. Óxido de Cálcio 
Características: 
• Inicio rápido da reação: a expansão se inicia nas primeiras horas. 
• Reduz os efeitos da retração. 
• Redução a abertura das juntas. 
• Dependendo da dosagem pode gerar tensões internas de compressão 
quando a movimentação do concreto é restringida. 
2.4. NORMAS E MÉTODOS DE CONTROLE 
Ensaios do concreto sob retração livre: 
ASTM C 157 (Norma Americana) 
Ensaios do concreto sob retração restringida: 
ASTM C 878 (Norma Americana) 
JIS A 6202 (Norma Japonesa) 
Especificação cimentos expansivos: ASTM C 845 
NM 131 (Norma Brasileira / Mercosul) 
2.4. Comparação concreto sem e com expansor 
Ensaio feito segundo JIS A 6202 (retração restringida) 
-150	
-100	
-50	
0	
50	
100	
150	
0	 4	 7	 11
	
14
	
18
	
21
	
25
	
28
	
32
	
35
	
39
	
42
	
46
	
49
	
53
	
56
	
60
	
64
	
67
	
71
	
74
	
78
	
81
	
85
	
88
	
92
	
95
	
99
	
10
2	
10
6	
11
7	
12
0	
12
4	
12
7	
13
1	
13
4	
13
8	
14
1	
14
5	
Str
ain
	(x
10
-6)
	
Convencional-simulado	 DENKA	
Sem expansor Com expansor 
Guia para uso de concreto com compensador de retração: 
• Tipos de materiais 
American Concrete Institute - ACI 223 
• Considerações sobre o dimensionamento 
das estruturas (aborda o tipo de restrição 
e as tensões de compressão provocadas 
pela expansão / restrição) 
• Proporções dos materiais e procedimentos 
para a mistura 
• Lançamento, acabamento e cura 
III. CASOS PRÁTICOS 
3.1. Dallas Love Field Airport: 
Em 1969 e 1972 foram executas 2 pistas 
com cimento tipo K. 
Estrutura do pavimento: concreto armado 
Resultados: 
Os pavimentos anteriores tinham juntas 
espaçadas a cada 15 m, com fissuras 
centrais em praticamente todas as placas. 
Os pavimentos com cimentos expansivos tinham juntas espaçadas a cada 
23 e 38 m, e com apenas fissuras esporádicas entre juntas. 
Fonte: P. Kumar Metha, e Paulo J. M. Monteiro – Concreto: Estrutura, Propriedades, e Materiais 
3.2. Aeroporto de O`Hare , Chicago - estacionamento: 
Em 1972 foram executados 
92.000 m2 de 6 níveis de lajes 
para o estacionamento , 
utilizando cimento tipo K. 
Fonte: P. Kumar Metha, e Paulo J. M. Monteiro – Concreto: Estrutura, Propriedades, e Materiais 
O objetivo foi evitar 
manutenção. 
Houve um monitoramento 
após o início do tráfego e a 
estrutura apresentou um 
comportamento excelente. 
3.3. Depósito executado no México 
Área aproximada: 45.000 m2 
Distância entre juntas: 24 m x 24 m 
Ano de construção: 2010 
Concreto com espessura de 20 cm 
e reforçado com barras de aço 
Foi utilizado expansor a base de óxido 
de cálcio 
3.4. Indústria na Hungria 
• Distância entre juntas: 33 m 
• Ano de construção: 2013 
• Abertura das juntas: ≈3 mm (após 6 meses) 
• Piso s/ expansor c/ placa 33 m, a abertura da 
junta seria de aproximadamente 17 mm 
• Concreto com espessura de 15 cm e reforçado com barras de aço 
• Foi utilizado expansor a base de sulfoaluminato 
3.5. Centro de Distribuição em Itupeva / SP 
• Área aproximada: 50.000m2 
• Distância entre juntas: 11,0 x 10,5m 
• Ano de construção: 2014 
• Concreto com espessura de 14cm e reforçado com fibras de aço 
• Utilizar expansor a base de sulfoaluminato, e dobrar o comprimento entre juntas, utilizando 
uma área com a mesma dosagem de fibras, e uma outra área somente com barra de aço 
Projeto original: 
Projeto proposto: 
3.5. Centro de Distribuição em Itupeva / SP 
Execução da faixa reforçada com barras de aço Cura úmida 
3.5. Centro de Distribuição em Itupeva / SP 
abe 
Ʃ abert. juntas: 
Placas 11,0m x 10,5m Placas 22,0m x 21,0m 
11 a 14mm 19 a 24mm 
Foram computadas as aberturas das juntas descontando a abertura dos cortes (3,0mm) 
Mesmo dobrando o tamanho das placas 
as aberturas das juntas ficaram inferiores 
às dos pisos sem expansores 
IV. CONCLUSÃO 
IV. CONCLUSÃO 
Os aditivos expansores são produtos que podem ser utilizados por projetistas 
envolvidos com a construção de piso e pavimentos de concreto e que conseguem 
proporcionar os seguintes benefícios técnicos: 
• Reduzir a ocorrência de fissuras por retração; 
• Reduzir a abertura das juntas; 
• Reduzir o número de juntas; 
• Poderá promover um ganho estrutural através da protensão química. 
• Compensar ou até eliminar a retração do concreto (dependendo da dosagem); 
Obrigado!