Estudo experimental de concreto de alto desempenho Mendes [2002]

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SANDRO EDUARDO DA SILVEIRA MENDES 
ESTUDO EXPERIMENTAL DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 
UTILIZANDO AGREGADOS GRAÚDOS DISPONÍVEIS NA REGIÃO 
METROPOLITANA DE CURITIBA 
Dissertação apresentada como requisito 
parcial à obtenção do grau de Mestre em 
Engenharia Civil, Curso de Pós-
Graduação em Construção Civil, Setor 
de Tecnologia, Universidade Federal do 
Paraná. 
Orientador: Vladimir Antonio Paulon 
CURITIBA 
2002 
 
 ii 
TERMO DE APROVAÇÃO 
 
SANDRO EDUARDO DA SILVEIRA MENDES 
 
ESTUDO EXPERIMENTAL DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO UTILIZANDO 
AGREGADOS GRAÚDOS DISPONÍVEIS NA REGIÃO METROPOLITANA DE CURITIBA 
Dissertação aprovada como requisito para obtenção do grau de Mestre no Curso de 
Pós-Graduação em Construção Civil da Universidade Federal do Paraná, pela 
Comissão formada pelos professores: 
 
Orientador: Prof. Dr. Vladimir Antonio Paulon 
Setor de Engenharia Civil, UNICAMP 
 
 
 
 
 
Co-Orientador: Prof. José Marques Filho, MSc. 
Departamento de Construção Civil, UFPR 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Marcos Antônio Marino 
Departamento de Construção Civil, UFPR 
 
 
 
 
 
Prof.ª Dr.ª Denise Carpena Coitinho Dal Molin 
Departamento de Engenharia Civil, UFRGS 
 
 
Curitiba, 24 de Outubro de 2002
 
 iii 
DEDICATÓRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aos meus pais, João Carlos e Cléa Mara, e à Alessandra. 
A minha nova família, Joelma Letícia e Tobias Netto. 
A um amigo especial que partiu e deixou saudades, Amaral (in memorian). 
 
 iv 
AGRADECIMENTOS 
 
Inicialmente agradeço ao senhor meu Deus, pela oportunidade de estar aqui e 
passar por mais esta experiência de vida, concluindo mais uma etapa de meu destino. 
Ao meu orientador, Prof. Vladimir Antônio Paulon, pela orientação 
competente, amizade e disponibilidade permanente para atender-me durante a 
realização deste trabalho. Agradeço ainda pelo seu constante entusiasmo e motivação, 
além de sua preocupação paterna com meu bem-estar e da minha família. 
Meu especial agradecimento àquele que, se pelas regras internas do mestrado 
não pode ser oficialmente meu co-orientador, o foi na prática e de fato, com sua 
admirável dedicação ao ensino e à pesquisa, por suas horas disponíveis doadas a mim 
em explicações práticas e incansáveis, pelas palavras de incentivo e motivação nos 
momentos difíceis do trabalho e do dia-a-dia, por sempre acreditar no meu potencial, 
às vezes mais do que eu mesmo, guiando-me como um pai que guia seu filho: Prof. 
José Marques Filho, grande amigo e conselheiro, o meu muito obrigado! 
Aos professores e funcionários do Programa de Pós-Graduação em 
Construção Civil da UFPR, pelos ensinamentos e apoio recebidos. 
Ao Prof. Aguinaldo, pelo apoio e também pelas discussões e críticas que me 
levaram a uma motivação maior para a conclusão deste trabalho. 
Aos colegas de mestrado, Janilce Messias, à Mônica Druszczi, à Adriana 
Santos, à Cíntia Ribeiro, ao José Ricardo, ao César Daher, ao Wagner Mukai, ao 
Gérson Barão, ao Valdair Marcante, ao Frederico Turra, ao André Giandon, ao 
Roberto Giublin e ao Luciano Mozer, pelos bons momentos de convívio, pela 
amizade, pelas boas conversas e discussões. 
Em especial, aos meus colegas e amigos Amacin Rodrigues e Daniel 
Palazzo, pelas sugestões enriquecedoras à pesquisa, pelo apoio emocional e o mais 
importante, pela amizade sincera e verdadeira em todas as horas. 
 
 v
Ao Ruy Dikran e Paulo Chamecki, pelo apoio e crédito depositado em minha 
pessoa e em meu trabalho, disponibilizando a estrutura do LAME para a realização dos 
ensaios da pesquisa. 
Ao pessoal de laboratório do LAME, Cíntia, João Carlos, Rosane, Eustáquio, 
Mariano, Amauri, Roberto Zorzi, Magno, Gilson, Ezequias, Marcelo, Francisco e 
Anivo, pela amizade, colaboração e contribuição no desenvolvimento dos ensaios de 
laboratório. Em especial ao amigo João Luiz, pelo apoio e pela criatividade no 
desenvolvimento do equipamento para retificação dos corpos-de-prova. 
À Irene e ao Jéferson, pelo atendimento sempre simpático e prestativo no 
dia-a-dia do laboratório. 
À Soeli e Maristela, pela simpatia, carisma e boa vontade com que me 
atenderam ao longo do mestrado. 
Aos amigos Plínio e Milton, pela companhia agradável e amizade do dia-a-
dia durante meu período como bolsista no LAME. 
À Dona Carmem e suas companheiras, pela amizade e pelo carinho com que 
cuidaram da limpeza de meu ambiente de trabalho, bem como de meu guardapó e 
uniforme de laboratório. 
Aos professores Carlos Parchen e Eduardo Dell’Avanzi, por terem me 
incentivado a ingressar no mestrado e terem encaminhado as cartas de recomendação. 
Ao Prof. Freitas, que nos momentos finais deste trabalho, deu seu apoio, 
substituindo-me nas atividades acadêmicas. 
Ao Prof. José Manoel dos Reis, pela colaboração com a análise petrográfica 
das rochas utilizadas no experimento. 
A Itaipu binacional pelo apoio financeiro no primeiro ano do mestrado. 
Ao LACTEC, pela bolsa de estudos e suporte financeiro durante a realização 
da pesquisa experimental, ao longo desses últimos um ano e seis meses. 
Às empresas, Camargo Correia Industrial S/A, Companhia de Cimentos 
Itambé, Rheotec, Grace, Otto Baumgart, MBT, e às pedreiras Tancal, Basalto e 
 
 vi 
Coperlit, e ao areal Costa, que gentilmente me forneceram todos os materiais 
necessários à produção dos concretos estudados. Agradeço particularmente ao Thomas 
da Rheotec Aditivos e ao Patrick da Grace pelo apoio técnico e suporte oferecidos. 
Aos meus tios Petronilo e Helena, pela oportunidade que me deram de 
estudar a língua inglesa nos EUA, o que facilitou em muito minhas pesquisas 
bibliográficas na literatura internacional. 
Às minhas tias Haide, Vera e Rose, professoras, que sempre me apoiaram e 
incentivaram a continuar estudando, seguindo a tradição da família, que sempre foi 
buscar o conhecimento não apenas para si mesmo mas para transmitir aos outros, pelo 
simples prazer de ensinar. 
À minha noiva Joelma Letícia e meu garoto Tobias Netto, pelo amor, dedicação, 
companheirismo e compreensão que demonstraram durante todos os momentos. 
Ao meu sogro, Flávio Dinão, por acreditar na minha dedicação à família e aos 
estudos, apoiando-me nos momentos difíceis vivenciados ao longo deste trabalho. 
À minha sogra Regina e seu companheiro Amadeu, pelas preces e orações que 
contribuíram para minha paz de espírito nos momentos turbulentos durante todo o mestrado. 
Aos meus pais e a minha irmã, pela torcida, incentivo, imenso carinho, 
compreensão e auxílio durante todos os anos de minha vida, principalmente nestes 
dois últimos. 
Ao meu amigo Amaral, que sempre acreditou em mim e sabia que eu 
chegaria mais longe. 
A todos os demais que, direta ou indiretamente, contribuíram para a 
realização deste trabalho. 
 
 
 
 
 vii 
SUMÁRIO 
 
LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................................... x 
LISTA DE TABELAS....................................................................................................................xiii 
LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS ............................................................................................... xv 
RESUMO ............................................................................................................................................ i 
ABSTRACT ....................................................................................................................................... ii 
1. INTRODUÇÃO. ............................................................................................................................1 
1.1 IMPORTÂNCIA DA PESQUISA............................................................................................ 1 
1.2 OBJETIVOS DA PESQUISA.................................................................................................. 4 
1.2.1 Objetivo Geral ....................................................................................................................... 4 
1.2.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................ 4 
1.3 ESTRUTURA DA PESQUISA................................................................................................ 5 
1.4 LIMITAÇÕES DA PESQUISA ............................................................................................... 6 
2. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO .................................................................................. 8 
2.1 HISTÓRICO............................................................................................................................. 8 
2.2 DEFINIÇÕES........................................................................................................................... 9 
2.3 APLICAÇÕES ....................................................................................................................... 12 
2.4 VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA ....................................................................... 14 
2.5 MATERIAIS CONSTITUINTES .......................................................................................... 16 
2.5.1 Cimento ............................................................................................................................... 17 
2.5.2 Agregados............................................................................................................................ 18 
2.5.2.1 Agregados graúdos ............................................................................................................ 19 
2.5.2.2 Agregados miúdos ............................................................................................................. 20 
2.5.3 Sílica Ativa .......................................................................................................................... 21 
2.5.3.1 Características físicas e químicas da sílica ativa ............................................................... 22 
2.5.3.2 Dosagem de sílica ativa ..................................................................................................... 24 
2.5.3.3 Efeito da sílica ativa na microestrutura do concreto.......................................................... 25 
 
 viii 
2.5.3.4 Efeito da sílica ativa nas propriedades do concreto fresco e endurecido........................... 29 
2.5.4 Aditivos Superplastificantes ................................................................................................ 31 
2.5.4.1 Compatibilidade cimento-aditivo ...................................................................................... 37 
2.5.5 Água de Amassamento ........................................................................................................ 40 
2.6 PRODUÇÃO E CONTROLE DE QUALIDADE DE CAD .................................................. 40 
2.7 PROPRIEDADES MECÂNICAS DO CAD.......................................................................... 41 
2.7.1 Resistência à Compressão.................................................................................................... 42 
2.7.2 Resistência à Tração por Compressão Diametral ................................................................ 48 
2.7.3 Módulo de Elasticidade ....................................................................................................... 52 
2.8 MÉTODOS DE DOSAGEM PARA CAD............................................................................. 55 
3. INFLUÊNCIA DOS AGREGADOS GRAÚDOS NO CAD..................................................... 59 
3.1 INTRODUÇÃO...................................................................................................................... 59 
3.2 A INFLUÊNCIA DO TIPO DE AGREGADO ...................................................................... 60 
3.3 A INFLUÊNCIA DA DIMENSÃO MÁXIMA DO AGREGADO........................................ 67 
3.4 A INFLUÊNCIA DA GRANULOMETRIA DO AGREGADO............................................ 69 
3.5 A INFLUÊNCIA DA FORMA E TEXTURA SUPERFICIAL DO AGREGADO ............... 70 
3.6 A INFLUÊNCIA DA REATIVIDADE DO AGREGADO.................................................... 72 
4. PROGRAMA EXPERIMENTAL.............................................................................................. 74 
4.1 PLANEJAMENTO DOS ENSAIOS.......................................................................................... 75 
4.2 METODOLOGIA PARA EXECUÇÃO DOS ENSAIOS.......................................................... 77 
4.2.1 Seleção e Caracterização dos Materiais............................................................................... 78 
4.2.1.1 Cimento ............................................................................................................................. 78 
4.2.1.2 Agregados miúdos ............................................................................................................. 80 
4.2.1.3 Agregados graúdos ............................................................................................................ 81 
4.2.1.4 Adições.............................................................................................................................. 84 
4.2.1.5 Aditivo............................................................................................................................... 85 
4.2.1.6 Água de amassamento ....................................................................................................... 86 
4.2.2 Proporcionamento dos Materiais ......................................................................................... 86 
 
 ix 
4.2.3 Produção e Preparo dos Corpos-de-prova............................................................................ 87 
4.2.4 Apresentação dos Resultados .............................................................................................. 94 
4.2.4.1 Resistência à compressão axial.......................................................................................... 94 
4.2.4.2 Resistência à tração por compressão diametral ................................................................. 96 
4.2.4.3 Módulo de elasticidade...................................................................................................... 97 
5. ANÁLISE DOS RESULTADOS ................................................................................................ 98 
5.1 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL............................................................................. 98 
5.2 RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL...................................... 105 
5.2.1 Relação entre a Resistência à Tração (ft,sp) e a Resistência à Compressão (fc) ...................... 108 
5.3 MÓDULO DE ELASTICIDADE ............................................................................................ 111 
5.3.1 Relação entre o Módulo de Elasticidade (Ec) e a Resistência à Compressão (fc) ................... 113 
5.4 COMPARAÇÃO COM A BIBLIOGRAFIA........................................................................... 116 
5.5 CONSUMO DE MATERIAIS POR M³ DE CONCRETO...................................................... 117 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS.................................................................................................... 123 
6.1CONCLUSÕES........................................................................................................................ 124 
6.2 SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS ...................................................................... 126 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................ 127 
ANEXOS ........................................................................................................................................ 137 
 ANEXO 1.................................................................................................................................... 138 
 ANEXO 2.................................................................................................................................... 139 
 ANEXO 3.................................................................................................................................... 144 
 
 x
LISTA DE FIGURAS 
FIGURA 2.1 – EDIFÍCIOS ALTOS EM CAD NOS ESTADOS UNIDOS (AÏTCIN, 2000) ................ 12 
FIGURA 2.2 – CURVAS DE HISTERESE PARA CONCRETOS PRODUZIDOS COM 
DIFERENTES AGREGADOS (MEHTA E AÏTCIN, 1990).......................................... 20 
FIGURA 2.3 – PROCESSO DE PRODUÇÃO DE SILÍCIO E DE CAPTAÇÃO DE SILICA 
ATIVA (DAL MOLIN, 1995)......................................................................................... 22 
FIGURA 2.4 – MICROGRAFIA ELETRÔNICA DE TRANSMISSÃO DA SÍLICA ATIVA 
(MEHTA E MONTEIRO, 1994)..................................................................................... 23 
FIGURA 2.5 – EFEITO MICROFILER DA SÍLICA ATIVA NO CONCRETO (BACHE APUD 
AÏTCIN, 2000) ................................................................................................................ 26 
FIGURA 2.6 – EFEITO FÍSICO DA SÍLICA ATIVA NO CRESCIMENTO DOS CRISTAIS DE 
HIDRATAÇÃO, DE ACORDO COM (MALE APUD DAL MOLIN, 1995) ............... 27 
FIGURA 2.7 – ESTRUTURA DE C-S-H DENSO NUM CONCRETO COM SÍLICA ATIVA EM 
TORNO DO AGREGADO. NOTA-SE A AUSÊNCIA DE ZONA DE 
TRANSIÇÃO ENTRE A PASTA E O AGREGADO (AÏTCIN, 2000). ........................ 28 
FIGURA 2.8 – ATUAÇÃO DA SÍLICA ATIVA NA INTERFACE AGREGADO-PASTA DOS 
CONCRETOS (ALMEIDA, 1996). ................................................................................ 28 
FIGURA 2.9 – REPRESENTAÇÃO DIAGRAMÁTICA DA FLOCULAÇÃO DE PARTÍCULAS 
DE CIMENTO ANTES DA ADIÇÃO DO SUPERPLASTIFICANTE E A 
DISPERSÃO DOS FLOCOS APÓS A ADIÇÃO (MEHTA E MONTEIRO, 1994). .... 33 
FIGURA 2.10 – ENSAIO DE MINIABATIMENTO DE KANTRO........................................................ 38 
FIGURA 2.11 – ENSAIO DE FLUIDEZ – CONE DE MARSH .............................................................. 39 
FIGURA 2.12 – INTERAÇÃO DOS FATORES QUE INFLUENCIAM A RESISTÊNCIA DO 
CONCRETO (MEHTA E MONTEIRO, 1994) .............................................................. 42 
FIGURA 2.13 – (A) CORPO-DE-PROVA SUBMETIDO À ENSAIO DE COMRESSÃO AXIAL 
UTILIZANDO CAPEAMENTO DE ENXOFRE; (B) DETALHE DA RUPTURA 
PREMATURA DO CAPEAMENTO DURANTE O ENSAIO...................................... 45 
FIGURA 2.14 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA COM A IDADE PARA CONCRETOS DE 
DIFERENTES RESISTÊNCIAS (CARRASQUILLO ET AL., 1981)........................... 47 
FIGURA 2.15 – RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL EM FUNÇÃO 
DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO POR DIFERENTES EQUAÇÕES 
(GOMES ET AL., 1996). ................................................................................................ 51 
FIGURA 2.16 – MÓDULO DE ELASTICIDADE SECANTE EM FUNÇÃO DA RESISTÊNCIA À 
COMPRESSÃO POR DIFERENTES EQUAÇÕES (GOMES ET AL., 1996).............. 54 
FIGURA 2.17 – CONSUMO DE CIMENTO POR M³ DE CONCRETO ................................................ 57 
FIGURA 2.18 – CUSTO DO M³ DE CONCRETO.................................................................................. 57 
FIGURA 3.1 – (A) NO CCV, A RUPTURA OCORRE NA PASTA E NA INTERFACE PASTA-
AGREGADO; (B) NO CAD, ALGUMAS FISSURAS PROPAGAM-SE 
ATRAVÉS DAS PARTÍCULAS DO AGREGADO GRAÚDO.................................... 60 
FIGURA 3.2 – ESTIMATIVA DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DA PARTÍCULA DE 
AGREGADO: (A) FORMA IRREGULAR; (B) FORMA PRISMÁTICA; (C) 
FORMA CILÍNDRICA (CHANG E SU, 1996) ............................................................. 65 
 
 xi 
FIGURA 3.3 – (A) REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA EXSUDAÇÃO INTERNA NO 
CONCRETO RECÉM-LANÇADO; (B) RUPTURA DA ADERÊNCIA POR 
CISALHAMENTO EM CORPO-DE-PROVA DE CONCRETO ENSAIADO À 
COMPRESSÃO AXIAL (MEHTA E MONTEIRO, 1994)............................................ 71 
FIGURA 3.4 – DIMENSÕES DO GRÃO............................................................................................... 72 
FIGURA 4.1 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO MIÚDO........................................ 81 
FIGURA 4.2 – AGREGADOS GRAÚDOS SELECIONADOS: (A) CALCÁRIO, (B) DIABÁSIO 
E (C) GRANITO ............................................................................................................ 82 
FIGURA 4.3 – CURVA GRANULOMÉTRICA DOS AGREGADOS GRAÚDOS.............................. 84 
FIGURA 4.4 – BETONEIRA DE EIXO INCLINADO – 320 LITROS ................................................. 90 
FIGURA 4.5 – CORPOS-DE-PROVA COBERTOS COM FILME DE PVC DURANTE AS 
PRIMEIRAS 24 HORAS ................................................................................................ 93 
FIGURA 4.6 – RETIFICAÇÃO DOS TOPOS DOS CORPOS-DE-PROVA DE 10X20CM COM 
TORNO MECÂNICO ADAPTADO (LABORATÓRIO LAME /LACTEC) ................ 94 
FIGURA 4.7 – RELAÇÃO ENTRE A RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa) E A RELAÇÃO 
ÁGUA/AGLOMERANTE PARA AS IDADES DE 3, 7 E 28 DIAS............................. 95 
FIGURA 4.8 – RELAÇÃO ENTRE A RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa) E A IDADE 
(DIAS) PARA AS DIVERSAS RELAÇÕES ÁGUA/AGLOMERANTE 
ENSAIADAS. ................................................................................................................. 96 
FIGURA 4.9 – RELAÇÃO ENTRE A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO 
DIAMETRAL E A RELAÇÃO ÁGUA/AGLOMERANTE PARA A IDADE DE 28 
DIAS................................................................................................................................ 97 
FIGURA 4.10 – RELAÇÃO ENTRE O MÓDULO DE ELASTICIDADE E A RELAÇÃO 
ÁGUA/AGLOMERANTE PARA A IDADE DE 28 DIAS. .......................................... 97 
FIGURA 5.1 – INFLUÊNCIA DA INTERAÇÃO ENTRE A RELAÇÃO A/AGLOM E A IDADE 
NA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO. ........................................................................ 100 
FIGURA 5.2 – INFLUÊNCIA DAS INTERAÇÕES ENTRE: (A) AGREGADO E IDADE E (B) 
AGREGADO E RELAÇÃO A/AGLOM NA RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO. ...... 100 
FIGURA 5.3 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM FUNÇÃO DA 
RELAÇÃO A/AGLOM PARA OS CONCRETOS COM CALCÁRIO......................... 101 
FIGURA 5.4 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM FUNÇÃO DA 
RELAÇÃO A/AGLOM PARA OS CONCRETOS COM DIABÁSIO. ......................... 102 
FIGURA 5.5 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM FUNÇÃO DA 
RELAÇÃO A/AGLOM PARA OS CONCRETOS COM GRANITO. .......................... 102 
FIGURA 5.6 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO COM A IDADE - 
CALCÁRIO. ................................................................................................................... 103 
FIGURA 5.7 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO COM A IDADE - 
DIABÁSIO...................................................................................................................... 103 
FIGURA 5.8 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO COM A IDADE - 
GRANITO....................................................................................................................... 103 
FIGURA 5.9 – VARIAÇÃO DA RELAÇÃO FC/FC28, EM FUNÇÃO DA IDADE PARAOS 
CONCRETOS. ................................................................................................................ 104 
FIGURA 5.10 – INFLUÊNCIA DA INTERAÇÃO ENTRE A RELAÇÃO A/AGLOM E O TIPO DE 
AGREGADO NA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO 
DIAMETRAL. ................................................................................................................ 107 
 
 xii 
FIGURA 5.11 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO 
DIAMETRAL EM FUNÇÃO DA RELAÇÃO A/AGLOM PARA OS VÁRIOS 
CONCRETOS. ................................................................................................................ 108 
FIGURA 5.12 – RESISTÊNCIA À TRAÇÃO (fc,sp) X RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (fc) 
PARA IDADE DE 28 DIAS. .......................................................................................... 109 
FIGURA 5.13 – CORRELAÇÃO ENTRE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO 
DIAMETRAL E RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO POR DIFERENTES 
EQUAÇÕES.................................................................................................................... 110 
FIGURA 5.14 – INFLUÊNCIA DO TIPO DE AGREGADO NO MÓDULO DE ELASTICIDADE 
DOS CONCRETOS. ....................................................................................................... 112 
FIGURA 5.15 – EVOLUÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE EM FUNÇÃO DA RELAÇÃO 
A/AGLOM PARA OS VÁRIOS CONCRETOS. ........................................................... 113 
FIGURA 5.16 – MÓDULO DE ELASTICIDADE EC (GPa) X RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO 
FC (MPa)......................................................................................................................... 114 
FIGURA 5.17 – CORRELAÇÃO ENTRE O MÓDULO DE ELASTICIDADE E A RESISTÊNCIA 
À COMPRESSÃO POR DIFERENTES EQUAÇÕES................................................... 115 
FIGURA 5.18 – CONSUMO DE CIMENTO POR M³ DOS DIVERSOS TRAÇOS COM GRANITO.. 119 
FIGURA 5.19 – RELAÇÃO ENTRE A RESISTÊNCIA E O CONSUMO DE CIMENTO PARA OS 
CONCRETOS COM GRANITO. ................................................................................... 120 
FIGURA 5.20 – CUSTO DO M³ DOS CONCRETOS CAD E CCV (R$/M³).......................................... 121 
FIGURA 5.21 – RELAÇÃO CUSTO/BENEFÍCIO DOS CAD X CCV (R$/MPa).................................. 121 
 
 xiii 
LISTA DE TABELAS 
TABELA 2.1 – ESPESSURA DA ZONA DE TRANSIÇÃO (MICROMETRO)* ................................. 29 
TABELA 2.2 – EFEITO DO MODO DE ADIÇÃO DOS SUPERPLASTIFICANTES SMF, SNF E 
CAE* NO SLUMP DE MISTURAS DE CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND .. 35 
TABELA 2.3 – GANHO TOTAL DE RESISTÊNCIA PARA CONCRETO CONVENCIONAL E 
CAD ................................................................................................................................ 47 
TABELA 3.1 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS ROCHAS, ARGAMASSAS E 
CONCRETOS AOS 91 DIAS........................................................................................ 62 
TABELA 3.2 – PROPRIEDADES DAS ROCHAS, ARGAMASSAS E CONCRETOS À IDADE 
DE 28 DIAS .................................................................................................................... 63 
TABELA 3.1 – DETERMINAÇÃO DA FORMA DO AGREGADO GRAÚDO................................... 72 
TABELA 4.1 – RELAÇÃO ÁGUA/AGLOMERANTE PARA CADA NÍVEL DE RESISTÊNCIA 
ESPERADO .................................................................................................................... 75 
TABELA 4.2 – PLANEJAMENTO DOS ENSAIOS E QUANTIDADE DE CORPOS-DE-PROVA.... 77 
TABELA 4.3 – MÉTODOS DE ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES 
MECÂNICAS ................................................................................................................. 77 
TABELA 4.4 – CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DO CIMENTO CPV-ARI ............................................ 78 
TABELA 4.5 – CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DO CIMENTO CPV-ARI ....................................... 79 
TABELA 4.6 – CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA DO CIMENTO CPV-ARI.................................... 79 
TABELA 4.7 – GRANULOMETRIA DO AGREGADO MIÚDO (NBR-7217/87) ............................... 80 
TABELA 4.8 – CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO........................................................ 80 
TABELA 4.9 – COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DOS AGREGADOS GRAÚDOS (NBR-
7217/87) .......................................................................................................................... 82 
TABELA 4.10 – CARACTERIZAÇÃO DOS AGREGADOS GRAÚDOS (NBR-7217/87).................... 83 
TABELA 4.11 – CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DA SÍLICA ATIVA ................................................ 85 
TABELA 4.12 – CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA SÍLICA ATIVA..................................................... 85 
TABELA 4.13 – QUANTIDADE DE MATERIAL UTILIZADO NOS TRAÇOS COM CALCÁRIO 
- TCS (1ª REPETIÇÃO).................................................................................................. 87 
TABELA 4.14 – QUANTIDADE DE MATERIAL UTILIZADO NOS TRAÇOS COM CALCÁRIO 
- RCS (2ª REPETIÇÃO) ................................................................................................. 88 
TABELA 4.15 – QUANTIDADE DE MATERIAL UTILIZADO NOS TRAÇOS COM DIABÁSIO - 
TDS (1ª REPETIÇÃO).................................................................................................... 88 
TABELA 4.16 – QUANTIDADE DE MATERIAL UTILIZADO NOS TRAÇOS COM DIABÁSIO - 
RDS (2ª REPETIÇÃO) ................................................................................................... 89 
TABELA 4.17 – QUANTIDADE DE MATERIAL UTILIZADO NOS TRAÇOS COM GRANITO - 
TGS (1ª REPETIÇÃO).................................................................................................... 89 
TABELA 4.18 – QUANTIDADE DE MATERIAL UTILIZADO NOS TRAÇOS COM GRANITO - 
RGS (2ª REPETIÇÃO) ................................................................................................... 90 
TABELA 4.19 – PROGRAMAÇÃO DAS DOSAGENS........................................................................... 92 
TABELA 5.1 – VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA À COMPRESSAO DOS CONCRETOS 
(MPA).............................................................................................................................. 99 
TABELA 5.2 – ANÁLISE DE VARIÂNCIA (ANOVA) PARA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO 
AXIAL ............................................................................................................................ 99 
 
 xiv 
TABELA 5.4 – EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO COM A IDADE DOS 
CONCRETOS PRODUZIDOS – COMPARAÇÃO COM A BIBLIOGRAFIA, 
PARA CIMENTOS ARI. ................................................................................................ 104 
TABELA 5.5 – VALORES DE RESISTÊNCIAS MÉDIAS DE COMPRESSÃO AOS 28 DIAS 
(MPA) EM FUNÇÃO DA RELAÇÃO A/AGLOM – COMPARAÇÃO ENTRE 
CONCRETOS PRODUZIDOS E BIBLIOGRAFIA, COM BASE NOS DADOS DE 
AÏTCIN (2000)................................................................................................................ 105 
TABELA 5.6 – VALORES DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSAO DIAMETRAL 
(MPA).............................................................................................................................. 106 
TABELA 5.7 – ANÁLISE DE VARIÂNCIA (ANOVA) PARA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO............. 106 
TABELA 5.8 – RELAÇÃO ENTRE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO 
DIAMETRAL E RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL (%) – 28 DIAS ............ 109 
TABELA 5.9 – VALORES DE MÓDULO DE ELASTICIDADE SECANTE (GPA) .......................... 111 
TABELA 5.10 – ANÁLISE DE VARIÂNCIA (ANOVA) PARA MÓDULO DE ELASTICIDADE...... 112 
TABELA 5.11 – COMPARAÇÃO ENTRE OS RESULTADOS EXPERIMENTAIS DE CAD 
OBTIDOS NA PESQUISA E POR OUTROS PESQUISADORES – CONCRETOS 
CONTENDO CIMENTO ARI, A/AGLOM 0,28 E SÍLICA ATIVA, 
AGREGADOS DIFERENTES .......................................................................................116 
TABELA 5.12 – COMPARAÇÃO ENTRE OS RESULTADOS EXPERIMENTAIS DE CAD 
OBTIDOS NA PESQUISA E OS OBTIDOS POR PEREIRA NETO (1995) – 
CONCRETOS COM CIMENTO ARI, A/AGLOM 0,28, SÍLICA ATIVA E 
AGREGADOS DE MESMA MINERALOGIA ............................................................. 117 
TABELA 5.13 – CONSUMO DE MATERIAL POR M³ DE CONCRETO, EM KG ............................... 118 
TABELA 5.14 – COMPOSIÇÃO DE CUSTOS DOS MATERIAIS PARA OS CONCRETOS COM 
GRANITO....................................................................................................................... 120 
 
 
 
 
 xv
LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS 
A/AGLOM RELAÇÃO ÁGUA/AGLOMERANTE 
A/C RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO 
ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS 
ACI AMERCIAN CONCRETE INSTITUTE 
ANOVA ANÁLISE DE VARIÂNCIA 
ARI ALTA RESISTÊNCIA INICIAL 
BAEL / BPEL NORMAS FRANCESAS 
C2S SILICATO BICÁLCICO 
C3A ALUMINATO TRICÁLCICO 
C3S SILICATO TRICÁLCICO 
Ca(OH)2 HIDRÓXIDO DE CÁLCIO 
CAD CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 
CAR CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA 
CCV CONCRETO CONVENCIONAL VIBRADO 
CEB COMITE EURO-INTERNATIONAL DU BETON 
C-S-H SILICATO DE CÁLCIO HIDRATADO 
Dmáx DIMENSÃO MÁXIMA CARACTERÍSTICA 
EC MÓDULO DE ELASTICIDADE 
Ecs MÓDULO DE LEASTICIDADE SECANTE 
fc RESISTÊNCIA MÉDIA À COMPRESSÃO DO CONCRETO 
fc28 RESISTÊNCIA MÉDIA AOS 28 DIAS 
fck RESISTÊNCIA CARACTERISTICA À COMPRESSÃO DO CONCRETO 
fcm RESISTÊNCIA MÉDIA DE DOSAGEM 
FIP FÉDÉRATION INTERNATIONALE DE LA PRÉCONTRAINTE 
ft,sp RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL 
INMETRO INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA 
ISO INERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION 
LACTEC INSTITUTO DE TECNOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO 
LAME LABORATÓRIO DE MATERIAIS E ESTRUTURAS 
MLS LIGNOSSULFATOS MODIFICADOS 
MPa MEGAPASCAL 
MPT MAXIMUN PASTE THICKNESS 
NBR NORMA BRASILEIRA 
NS NORWEGIAN STANDARD 
RBLE REDE BRASILEIRA DE LABORATÓRIOS DE ENSAIOS 
SANEPAR COMPANHIA DE SANEAMENTO DO PARANÁ 
SIO2 ÓXIDO DE SILÍCIO 
SMF POLICONDENSADO DE FORMALDEÍDO E MELANINA SULFONADA 
SNF POLICONDENSADO DE FORMALDEÍDO E NAFTALENO SULFONADO 
SO3 ÓXIDO DE ENXOFRE 
SP SUPERPLASTIFICANTE 
t IDADE EM T DIAS 
UFPR UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
 
RESUMO 
Nas últimas décadas, os grandes avanços na tecnologia do concreto 
proporcionaram o surgimento dos concretos de alto desempenho, cujas características 
principais são a elevada resistência mecânica e maior durabilidade, obtidas com a 
utilização de baixas relações água/aglomerante. Por estas qualidades que o diferenciam 
do concreto convencional, o CAD é um material que vêm sendo largamente 
pesquisado e empregado em diversos países, como Estados Unidos, Canadá, França, 
Noruega, entre outros. No Brasil, o seu emprego é ainda limitado, tendo se 
desenvolvido quase exclusivamente nas grandes capitais, como São Paulo, Rio de 
Janeiro, Salvador, Porto Alegre, Florianópolis e Brasília, graças aos grupos de 
pesquisa concentrados nas universidades públicas. Entretanto, em Curitiba, a falta de 
conhecimento da comunidade técnica e científica local, com relação às propriedades e 
ao comportamento deste material, têm impedido o seu desenvolvimento na região. 
Diante deste cenário, é necessário criar condições à mudança de cultura no meio 
técnico paranaense, mostrando a potencialidade da tecnologia do CAD. 
Nesse sentido, este trabalho visa contribuir para maior compreensão do 
comportamento do CAD produzido a partir dos materiais disponíveis na região. Partindo-
se da hipótese que o agregado graúdo pode tornar-se o fator limitante da resistência do 
CAD, foram produzidos concretos com três tipos de agregados disponíveis 
comercialmente na região de Curitiba - calcário, diabásio e granito. Os concretos foram 
produzidos com traços similares para as relações a/aglom 0.35, 0.31, 0.28 e 0.26. Foram 
utilizados 336 corpos-de-prova para a realização dos experimentos, com o objetivo de 
investigar a influência do agregado graúdo nas propriedades mecânicas destes concretos, 
mais especificamente na resistência à compressão, na resistência à tração por compressão 
diametral e no módulo de elasticidade. Uma análise estatística foi realizada com a 
finalidade de garantir a confiabilidade dos resultados obtidos. 
No geral, os resultados obtidos apresentaram-se compatíveis e consistentes com os 
valores encontrados na bibliografia sobre CAD. Foi comprovado estatisticamente o efeito 
significativo do tipo de agregado graúdo tanto na resistência à compressão como no 
módulo de elasticidade dos concretos produzidos. Entretanto, este efeito não foi 
confirmado para a resistência à tração por compressão diametral. Constatou-se também 
que o uso de equações para o cálculo do Ec a partir da resistência fc não é apropriado para 
estimativa do módulo de elasticidade no CAD. Por fim, verificou-se a possibilidade de se 
produzir CAD com os três agregados investigados, para resistências na faixa de 85-90 
MPa, sem a necessidade de promover alterações em suas características iniciais. 
Destacando-se o desempenho do granito, cujos concretos chegaram aos 100 MPa. 
 
 
Palavras-chave: concreto de alto desempenho; CAD; agregados graúdos; resistência à 
compressão; resistência à tração por compressão diametral; módulo 
de elasticidade. 
 
 ii 
ABSTRACT 
 
 
 
 
An experimental study investigated the influence of three coarse aggregate types 
available in Curitiba on the mechanical properties of high performance concrete mixtures. 
Granite, diabase and limestone aggregates were used. Concretes were produced using 
identical materials, similar mix proportions and water-cementitious ratios of 0.35, 0.31, 
0.28 e 0.26. Compressive strength, splitting tensile strength and modulus of elasticity were 
analysed in concrete. A statistical analysis was conducted to guarantee the reliability of 
test results. In general, the results obtained are in agreement with those found by other 
researchers. Compressive strength and elastic modulus of concretes were shown to be 
significantly influenced by the type of coarse aggregates. However, this effect was not 
confirmed in the splitting tensile strength. In addition, the building code equations relating 
the elastic modulus Ec to the compressive strength fc are not valid as far as HPC is 
concerned. Finally, it was found using granite aggregate produced concretes with higher 
strength (about 100 MPa) than those using diabase and limestone (85-90 MPa). 
 
 
 
 
 
 
Keywords: high performance concrete; HPC; coarse aggregates; compressive 
strength; splitting tensile strength; modulus of elasticity. 
 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
1
1. INTRODUÇÃO 
1.1 IMPORTÂNCIA DA PESQUISA 
Nas duas últimas décadas, tem-se obtido grandes avanços na tecnologia do 
concreto, face aos conhecimentos adquiridos pelos estudos da estrutura interna do concreto 
e ao advento de novos materiais, tais como os superplastificantes e as adições, 
principalmente a sílica ativa (AÏTCIN e NEVILLE, 1995). Estes avanços permitiram uma 
grande evolução nas resistências mecânicas do concreto e também em outras propriedades, 
proporcionando o surgimento dos “concretos de alto desempenho”, ou apenas CAD, os 
quais permitem a otimização de um ou mais parâmetros de caracterização de interesse do 
material, diferenciando-se, portanto, dos concretos convencionais, e exigindo maior rigor 
técnico e científico na sua elaboração e muito mais cuidado no seu preparo. 
Nos últimos seis anos, vários trabalhos técnicos, pesquisas, congressos e 
simpósios têm mostrado que o CAD é um material viável técnica e economicamente, 
para utilização em diversos tipos de estruturas, tanto convencionais como especiais 
(ALMEIDA, 1996a; INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH-
PERFORMANCE CONCRETE, AND PERFORMANCE AND QUALITYOF 
CONCRETE STRUCTURES, 2nd, 1999). 
As principais aplicações do CAD na construção civil têm sido em edifícios 
de grande altura, plataformas submarinas, pontes, viadutos, pavimentos de rodovias e 
pisos industriais. Seu uso, principalmente em edifícios altos, proporciona estruturas 
mais esbeltas, redução significativa nas seções dos pilares com aumento da área útil 
dos pavimentos, diminuição do peso próprio da estrutura e, conseqüentemente, na 
carga das fundações, bem como aumento da velocidade de execução e redução na 
utilização de sistemas de formas (menor superfície de formas e maior rapidez na 
desforma). Além disto, apresenta elevado potencial ecológico devido à incorporação 
de vários resíduos industriais, como sílica ativa e/ou outras adições. 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
2
Sua utilização nas estruturas não se justifica apenas pela elevação de suas 
propriedades mecânicas, mas principalmente pelo aumento da durabilidade, face à 
utilização de baixas relações água/aglomerante, que levam à diminuição da porosidade 
e, conseqüentemente, da permeabilidade do concreto (MEHTA, 1999), caracterizando-
o como o material mais apropriado para garantir uma maior vida útil à estrutura e 
custos reduzidos de manutenção. 
Segundo HELENE (1997), no futuro próximo será antieconômico projetar 
estruturas com concreto de fck ≤ 50 MPa, especialmente em edifícios altos, com mais 
de 35 andares e em pontes e viadutos de grande vão. Por estas razões o CAD é 
apropriado para a crescente tendência da verticalização, com estruturas mais altas, 
esbeltas e arrojadas, de maiores vãos, localizadas em atmosferas densamente urbanas 
ou industriais carregadas de agentes agressivos. 
Por todas estas qualidades, o CAD é um material que está sendo muito 
pesquisado e divulgado atualmente em diversos países, como Estados Unidos, Canadá, 
França, Suíça, Noruega, Austrália, Alemanha, Japão, Coréia, China e outros. 
A nível nacional, o CAD já vem sendo utilizado há alguns anos em algumas 
cidades brasileiras como São Paulo, Salvador, Rio de Janeiro, Niterói e Brasília 
(ALMEIDA et al., 1995). As pesquisas em desenvolvimento sobre o CAD estão 
relativamente dispersas pelo país - Goiás, Brasília, Bahia, Minas Gerais, Espírito 
Santo, São Paulo, Rio de Janeiro, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, com grupos de 
pesquisa concentrados principalmente nas universidades públicas (ALMEIDA, 
1996a). Porém, este avanço tecnológico ainda não chegou em Curitiba ou em outras 
regiões do Paraná. Embora o Estado possua a escola de engenharia mais antiga do 
Brasil e seja reconhecido pelo pioneirismo e arrojo em obras de concreto de grande 
porte (barragens, túneis, usinas, pontes e viadutos), a tradição paranaense em 
pesquisas na área de materiais é concentrada em aplicações de estruturas de grande 
porte de usinas hidrelétricas e é ainda incipiente no estudo de estruturas de 
edificações de concreto e em CAD e, no momento, são poucas as pesquisas em 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
3
desenvolvimento no Estado sobre o assunto. Isto se deve principalmente à falta de 
conhecimento da comunidade técnica e científica sobre as inúmeras vantagens que a 
utilização deste material apresenta, gerando insegurança e desconfiança nos 
engenheiros de estruturas, arquitetos e construtores da região. Há a necessidade de 
criar condições à mudança de cultura no meio técnico paranaense, mostrando a 
potencialidade da tecnologia do CAD. 
A solução para isto, segundo DAL MOLIN (1995), é o desenvolvimento de 
pesquisas para produção e análise de CAD com materiais e técnicas nacionais, 
analisando soluções obtidas em outros países e adaptando-as à realidade brasileira. 
O Brasil é um país de grande área territorial, com uma enorme variedade de 
materiais e, contudo, são poucos os trabalhos que abordam as propriedades dos 
concretos levando em conta as características dos materiais locais. Diante deste cenário, 
espera-se que os resultados deste trabalho venham a contribuir para maior compreensão 
do comportamento do CAD produzido a partir dos materiais disponíveis na região. 
Inicialmente, para se obter concreto de alto desempenho, é necessário 
verificar o panorama dos agregados disponíveis, uma vez que a resistência à 
compressão do concreto não é mais, necessariamente, governada pela resistência da 
pasta matriz, como ocorre com os concretos convencionais. No CAD o que define a 
resistência à compressão do material é o agregado ou sua interface com a pasta. Desta 
maneira, o agregado graúdo deixa de ser considerado apenas um material inerte e se 
torna o fator limitante da resistência do CAD, que passa a ser controlada pelas suas 
características físicas, mecânicas e mineralógicas. Como, por motivos de economia, os 
agregados graúdos empregados no concreto usualmente são os disponíveis nas jazidas 
próximas à obra, é fundamental que se conheça o desempenho dos agregados 
produzidos na região. 
Segundo AMARAL FILHO (1997), a limitação da resistência máxima passível 
de ser obtida dentro de um concreto de alto desempenho é função quase exclusiva do 
agregado graúdo. O mesmo vale para o módulo de elasticidade destes concretos que 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
4
dependem também do módulo de elasticidade do agregado. O autor estima que, em São 
Paulo, a máxima resistência alcançada em laboratório com os agregados locais (granitos) 
estaria próxima de 120 MPa, e em outras regiões do país, estes valores poderiam chegar a 
140 MPa e 150 MPa com o emprego de diabásio e basalto. 
É importante lembrar que a seleção de materiais para a produção de CAD não é 
simples, uma vez que os cimentos e agregados disponíveis apresentam grandes variações 
nas suas composições e propriedades e ainda não existe, segundo MEHTA e AÏTCIN 
(1990b), uma sistemática clara que facilite a escolha do tipo de cimento e agregado mais 
apropriado para o CAD. Desta forma, o que se espera com este trabalho é avaliar algumas 
propriedades mecânicas do CAD produzido com diferentes agregados graúdos da região 
de Curitiba, entre os mais utilizados comercialmente, e encontrar parâmetros e diretrizes 
para seleção do agregado graúdo local mais apropriado para CAD. 
 
1.2 OBJETIVOS DA PESQUISA 
1.2.1 Objetivo Geral 
Esta pesquisa tem por objetivo geral produzir concretos de alto desempenho 
com diferentes tipos de agregados graúdos disponíveis na Região Metropolitana de 
Curitiba, de maneira que eles possam ser avaliados e comparados, do ponto de vista 
técnico e econômico. 
1.2.2 Objetivos Específicos 
Dentre os objetivos específicos a serem alcançados na pesquisa, pretende-se: 
 
- avaliar a potencialidade de cada agregado graúdo escolhido na produção 
de concreto de alto desempenho; 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
5
- investigar a influência do tipo de agregado escolhido nas propriedades 
mecânicas do CAD, mais especificamente na resistência à compressão, 
resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade. 
- estabelecer correlações entre a resistência à compressão e as demais 
propriedades analisadas. 
- fornecer, à comunidade técnica regional, dados que contribuam para 
maior compreensão do comportamento do CAD produzido com os 
materiais da região. 
 
Parte-se da hipótese de que é possível produzir CAD com resistências acima de 
50 MPa, utilizando os agregados graúdos de Curitiba, na formaem que se encontram 
disponíveis no mercado, sem a necessidade de ajustar suas composições granulométricas. 
1.3 ESTRUTURA DA PESQUISA 
Este trabalho está dividido em 6 capítulos. 
No Capítulo 1 é feita uma introdução à pesquisa, destacando-se sua 
justificativa e importância, seus objetivos, estrutura e limitações. 
No Capítulo 2 é apresentada a revisão bibliográfica sobre concreto de alto 
desempenho, iniciando-se com o histórico, definições, aplicações e viabilidade técnica 
e econômica do CAD. Seguindo com a seleção dos materiais constituintes e 
apresentação das principais propriedades do concreto endurecido a serem estudadas. 
Finalizando com a produção e controle de qualidade e métodos de dosagem para CAD. 
No Capítulo 3 é feita a revisão bibliográfica sobre a influência dos agregados 
graúdos nas propriedades mecânicas do CAD, com ênfase na resistência mecânica e no 
módulo de elasticidade. São destacadas as influências do tipo de agregado, da dimensão 
máxima, da forma e textura superficial, e da reatividade (interação química) dos agregados. 
No Capítulo 4 é apresentada a parte experimental da pesquisa, com a 
descrição do planejamento e da metodologia empregada para a execução dos ensaios, 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
6
iniciando com a seleção e caracterização dos materiais empregados, o método de 
dosagem utilizado e os ensaios mecânicos propriamente ditos – resistência à 
compressão, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade. 
No Capítulo 5 são analisados e comentados os resultados dos ensaios 
apresentados anteriormente, utilizando ferramentas de análise estatística para verificar 
a confiabilidade dos resultados. 
No Capítulo 6 apresentam-se as considerações finais e conclusões baseadas 
neste trabalho, assim como sugestões para futuras pesquisas. 
 
 
1.4 LIMITAÇÕES DA PESQUISA 
Esta pesquisa está concentrada no estudo experimental de concretos de alto 
desempenho confeccionados com três agregados graúdos provenientes da região de 
Curitiba (calcário, diabásio e granito). 
Houve a necessidade de limitar-se o número de tipos de agregados a apenas 
três, devido a questões de transporte, estocagem e disponibilidade das instalações do 
laboratório para a realização da pesquisa. 
A pesquisa limita-se ainda ao estudo de algumas propriedades mecânicas do 
CAD, com maior ênfase na resistência à compressão, sendo os aspectos de 
durabilidade destes concretos sugeridos como assunto para novas pesquisas. 
Cabe lembrar que, no que se refere à durabilidade do CAD, MEHTA (1999) 
explica que o fato de se utilizar baixas relações água/cimento na sua fabricação já 
garantem que aspectos de durabilidade, tais como menor porosidade e baixa 
permeabilidade, estejam sendo considerados. 
A escolha dos ensaios foi determinada pela sua relevância e importância, e pela 
limitação da pesquisa em função da disponibilidade de tempo e do uso do laboratório, 
além da escassez de recursos materiais, humanos e financeiros destinados à pesquisa. 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
7
Com relação aos ensaios, estes foram realizados nas idades de 3, 7 e 28 dias 
para a resistência à compressão, enquanto para resistência à tração por compressão 
diametral e módulo de elasticidade apenas aos 28 dias de idade. 
Pode-se destacar ainda, como fatores limitantes desta pesquisa, a utilização 
constante de sílica ativa em substituição a 8% da massa do cimento, e a utilização de 
um único tipo de aditivo superplastificante em todos os concretos produzidos. Estas 
especificações ocorreram em função da necessidade de fixar-se parâmetros, de modo 
que os resultados obtidos pelos concretos produzidos com os diversos tipos de 
agregados possam ser comparados entre si. 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
8
2. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 
2.1 HISTÓRICO 
Com os avanços na tecnologia do concreto nas últimas décadas, o conceito 
de concreto de alta resistência foi se alterando. Lentamente, o concreto de alta 
resistência foi introduzido no mercado dos edifícios de grande altura em Chicago nos 
anos 60 e no início dos anos 70, e a partir daí passou a ser utilizado em várias partes do 
mundo e veio, cada vez mais, a ser chamado de concreto de alto desempenho. 
Na década de 50, os concretos com 35 MPa eram considerados de alta 
resistência. Na década de 60, concretos de 40 a 50 MPa já estavam disponíveis 
comercialmente. No início dos anos 70, os concretos de alta resistência atingiam a 
barreira técnica dos 60 MPa. Durante os anos 80, com o advento dos 
superplastificantes e da utilização metódica da sílica ativa esta barreira foi 
ultrapassada, chegando a concretos de alto desempenho com resistência mecânica à 
compressão da ordem de 100 MPa. Hoje em dia, resistências da ordem de 140 MPa 
estão sendo utilizadas na construção de edifícios altos em algumas partes do mundo 
(CEB/FIP, 1990; ACI 363R-92, 2001; AÏTCIN, 2000). 
Nos últimos 20 anos, estudos intensivos sobre CAD têm sido realizados em 
diversos países, com o intuito de fornecer aos engenheiros as informações necessárias 
sobre suas propriedades, bem como dar subsídios para adaptação das normas de 
concreto às características diferenciadas deste novo material. 
O CAD tornou-se uma linha prioritária de pesquisa na área de materiais e, 
atualmente, a bibliografia sobre o tema é bastante ampla (DAL MOLIN, 1995). Vários 
congressos, simpósios, seminários e workshops têm sido promovidos em vários países 
para divulgação e discussão de trabalhos de diversos pesquisadores sobre CAD. 
No Brasil foram realizados dois grandes congressos sobre CAD em 1996 e 
1999 (INTERNATIONAL CONGRESS ON HIGH-PERFORMANCE CONCRETE, 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
9
AND PERFORMANCE AND QUALITY OF CONCRETE STRUCTURES, 1st, 1996; 
INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH-PERFORMANCE CONCRETE, 
AND PERFORMANCE AND QUALITY OF CONCRETE STRUCTURES, 2nd, 
1999) contando com a participação ativa de pesquisadores e profissionais de diversos 
países. O próximo congresso será realizado em outubro deste ano (INTERNATIONAL 
CONFERENCE ON HIGH-PERFORMANCE CONCRETE, AND PERFORMANCE 
AND QUALITY OF CONCRETE STRUCTURES, 3rd , 2002). 
Com relação aos estudos sobre CAD no Brasil, um número crescente de 
pesquisas têm sido desenvolvidas nos últimos anos. No levantamento realizado por 
ALMEIDA (1996a), em diversos estados sobre trabalhos envolvendo CAD, foram 
encontrados, já naquele ano, mais de 80 trabalhos abordando diversos aspectos do 
material. Nos dois congressos citados anteriormente, em 1996 e 1999, foram 
apresentados outros 48 trabalhos nacionais sobre CAD. 
2.2 DEFINIÇÕES 
Ainda não existe um consenso claro no meio científico sobre o significado 
das expressões concreto de alta resistência (CAR) e concreto de alto desempenho 
(CAD), que teria uma abrangência mais ampla podendo ser aplicada a várias 
propriedades de interesse. Embora a segunda expressão venha sendo cada vez mais 
usada, sua aceitação ainda não é generalizada; por exemplo, o nome da Comissão 363, 
do ACI, é ainda Comissão do Concreto de Alta Resistência e não Comissão do 
Concreto de Alto Desempenho. Entretanto, ambas expressões vêm sendo utilizadas 
comumente por muitos pesquisadores para designar o mesmo material. 
Encontra-se na literatura algumas definições para estas expressões, baseadas 
em dois critérios significativos: resistência à compressãoe relação água/aglomerante. 
O CAR tem sido classificado em diferentes categorias ao longo do tempo, 
basicamente em função de sua resistência à compressão, referida aos 28 dias de idade. 
O ACI 363R-92 (2001) define CAR como sendo concreto com resistência à 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
10
compressão, medida em corpos-de-prova cilíndricos, maior que 41 MPa. No entanto, o 
comitê reconhece que a definição pode variar de acordo com a região. 
O Comitê do CEB/FIP (1990) estabelece o CAR como sendo todo concreto 
com uma resistência à compressão, medida em cilindros, acima dos limites atualmente 
existentes nos códigos nacionais, da ordem de 60 MPa a 130MPa, o limite superior 
praticável para concretos utilizando agregados convencionais. 
MEHTA e MONTEIRO (1994) consideram que, para dosagens feitas com 
agregados convencionais, os concretos de alta resistência são aqueles que apresentam 
resistência à compressão superior a 40 MPa. De acordo com P. Shah1 (SHAH, 1981 apud 
MEHTA e MONTEIRO, 1994) dois argumentos justificam esta limitação: 
a) a maioria dos concretos convencionais está na faixa de 20 MPa a 40 MPa. Para 
produzir concretos acima de 40 MPa, é necessário um controle de qualidade mais 
rigoroso e maior cuidado na seleção e na dosagem dos materiais constituintes do 
concreto. Assim, para distinguir este concreto especialmente formulado para uma 
resistência maior que 40 MPa, deve-se chamá-lo de concreto de alta resistência. 
b) estudos experimentais comprovaram que a microestrutura e as propriedades do 
concreto com resistência acima de 40 MPa são consideravelmente diferentes das 
dos concretos convencionais. Como a prática atual de dimensionamento de 
estruturas ainda está fundamentada em experimentos realizados com concretos 
convencionais, é preferível manter os concretos com resistências acima de 40 
MPa em uma classe diferenciada, de maneira a alertar o projetista da necessidade 
de ajustes nas equações existentes. 
 
Seguindo a mesma linha de raciocínio, a NBR 8953 (1992) classifica os 
concretos em dois grupos de resistência, segundo a resistência característica à 
compressão (fck): no grupo I, estão os concretos entre 10 e 50 MPa, e no grupo II, os 
 
1 SHAH, S. P. Concrete International, v. 3, n. 5, p. 94-98, 1981. 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
11
concretos de 55 a 80 MPa. De acordo com a norma, os concretos pertencentes ao grupo 
II (fck > 50 MPa) são concretos com características e resistências além do convencional, 
para os quais as atuais normas brasileiras não são apropriadas. Neste sentido, devido as 
suas características diferenciadas, parece razoável considerar estes concretos como de 
alta resistência. 
Uma outra maneira de classificar os concretos, sem envolver diretamente 
a resistência à compressão como parâmetro principal, é proposta por alguns 
pesquisadores. Para AÏTCIN (2000) um concreto de alto desempenho é 
essencialmente um concreto tendo uma relação água/aglomerante baixa, 
estabelecida em 0,40. Este seria o parâmetro mais apropriado para estabelecer-se a 
fronteira entre concretos usuais e concretos de alto desempenho. Da mesma 
maneira, NEVILLE (1997a) afirma que para um concreto ser considerado CAD a 
relação água/cimento deve ser sempre menor que 0,35. 
Além disto, segundo NEVILLE (1997a), CAD significa uma definição mais 
atual para concretos de alta resistência, porque se almeja, por intermédio desta 
propriedade, melhores resultados em outras como o módulo de deformação e/ou a 
durabilidade. 
Entende-se que no caso do concreto de alta resistência, contendo superplastificante 
e sílica ativa, o aumento da resistência está associado a uma microestrutura mais densa e com 
menos vazios. Desta maneira, as aplicações desse concreto estão ligadas não só à resistência à 
compressão do material, mas também a outras propriedades vantajosas como baixa 
permeabilidade, alta estabilidade dimensional, alta resistência à abrasão, alta resistência ao 
ataque de agentes agressivos, ou seja, maior durabilidade. Por essas razões, vários 
pesquisadores denominam esse concreto de concreto de alto desempenho. 
Com base nestes argumentos, no presente trabalho, será adotada a expressão 
concreto de alto desempenho, ou simplesmente, CAD. 
 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
12
2.3 APLICAÇÕES 
As maiores aplicações do concreto de alto desempenho têm sido na 
construção de edifícios altos, especificamente para redução das dimensões dos pilares, 
aumentando assim, a área útil da edificação e da velocidade de execução da obra, além 
de permitir uma redução na carga permanente da estrutura e nas fundações e aumento 
da durabilidade do concreto (DAL MOLIN et al., 1997). A Figura 2.1 mostra a altura e 
resistências crescentes de alguns edifícios altos realizados nos Estados Unidos. 
 
FIGURA 2.1 – EDIFÍCIOS ALTOS EM CAD NOS ESTADOS UNIDOS (AÏTCIN, 2000) 
 
No Brasil, o uso do CAD é ainda restrito, todavia, exemplos de obras 
realizadas no país têm sido publicados e relatados no meio técnicos, mostrando o 
interesse no desenvolvimento e aplicação deste material (ALMEIDA, 1995 e 
ALMEIDA, 1996a; SILVA, 1996; SILVA FILHO, 1996, e outros). 
Altura 
(m) ( ) resistência à compressão do concreto 
Dissertação de Mestrado Sandro Eduardo da Silveira Mendes PPGCC/UFPR 2002 
 
13
No presente momento, 2002, cabe destacar três importantes obras que estão 
sendo realizadas com uso de CAD no país. Estas obras representam marcos históricos 
para a engenharia regional e nacional. 
Em Curitiba, está em andamento a construção do edifício “Evolution 
Towers”, localizado no centro da cidade, com utilização, em diversos pilares e no terço 
superior dos blocos de fundação, de aproximadamente 1060 m³ de concreto com 
resistência característica de 60 MPa. Este é o primeiro edifício executado com fck > 50 
MPa que se têm notícia no Estado do Paraná. 
Em São Paulo, o edifício comercial “E-Tower” com 149 metros de altura, 
localizado na zona sul, está sendo executado em sua maior parte com concreto de fck 80 
MPa. Em alguns pilares, a resistência do concreto atingiu valores com média de 125 MPa 
e máximo de 149,9 MPa, recorde mundial de resistência de concreto em obra 
(IBRACON, 2002), determinando um marco histórico para a engenharia de concreto 
brasileira, conforme as palavras do engenheiro Paulo Helene: “Na verdade, estamos 
batendo um recorde e empurrando a fronteira do conhecimento” (TÉCHNE, 2002). 
Ainda em São Paulo, a rodovia dos Imigrantes, obra de grande porte onde a 
utilização de CAD possibilitou a redução na quantidade de pilares e blocos de 
fundação, permitindo o aumento do vão entre pilares de 45 m para 90 m, reduzindo o 
impacto ambiental de sua construção em uma região de preservação do meio ambiente. 
MEHTA e MONTEIRO (1994) comentam que concretos de alto 
desempenho contendo superplastificante e baixa relação água/cimento, teor adequado 
de cimento e uma pozolana de boa qualidade têm um grande potencial de uso, em 
situações onde a impermeabilidade e a durabilidade e não apenas as altas resistências 
são os fatores de maior consideração. 
Neste panorama, o CAD tem sido empregado também em estruturas pré-
moldadas protendidas para pontes, tais como vigas protendidas, onde tem havido 
crescente preocupação com a durabilidade do concreto. Nestes casos, o uso de CAD 
resulta em: maior resistênciaà compressão por unidade de custo, peso e volume; maior 
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módulo de deformação resultando em deflexões reduzidas; e maior resistência à tração 
(CARPENTER2, 1980 apud CARRASQUILLO e CARRASQUILLO, 1988). Outros 
benefícios são a rápida reutilização de fôrmas, uma maior produtividade e menor perda 
de produtos durante o manuseio e o transporte (MEHTA e MONTEIRO, 1994). 
Outro campo de atuação bastante interessante do CAD com sílica ativa são 
as plataformas marítimas, como por exemplo, a plataforma Statjord B, construída no 
Mar do Norte, onde o concreto foi projetado para resistir a ação corrosiva da água do 
mar e para suportar o impacto de ondas de 31 metros de altura. Nestas obras, os fatores 
relevantes são a velocidade de construção e a durabilidade do concreto em ambiente 
hostil e não apenas a alta resistência mecânica (MEHTA e MONTEIRO, 1994). 
Atualmente, o CAD tem sido especificado para aplicações em pisos de alta 
resistência em pavimentos industriais, garagens e tabuleiros de pontes, em armazéns de 
produtos químicos e em vertedores e estruturas de dissipação de barragens. Nestas 
aplicações, o CAD é utilizado com a finalidade de fornecer um concreto com alta resistência 
à abrasão, melhor resistência aos ataques químicos, baixa permeabilidade e maior 
durabilidade (MALIER, 1991; ACI 363R-92, 2001). 
2.4 VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA 
No CAD, os altos consumos de cimento, a incorporação de aditivos e adições e a 
necessidade de utilização de agregados de excelente qualidade tornam o custo por metro 
cúbico deste concreto relativamente mais caro que o do concreto convencional. Entretanto, 
quando se busca alta resistência, a utilização do CAD leva a uma redução significativa nas 
dimensões dos elementos estruturais diminuindo o volume total de concreto aplicado na 
estrutura, que aliada a outras vantagens de ordem técnica e econômica, podem compensar 
as diferenças de custos unitários, viabilizando o seu uso na construção civil. 
 
2 CARPENTER, J. E. Applications of high-strength concrete for highway bridges. Public Roads, v. 
44, n.2, Sept. 1980, p. 76-83. 
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 As principais vantagens técnicas do CAD em relação ao concreto 
convencional são as seguintes: 
- redução significativa nas dimensões de pilares de edifícios altos, aumentando 
a área útil dos diversos pavimentos e, principalmente, nos andares mais 
sobrecarregados e nos destinados para vagas de estacionamento; 
- redução do peso próprio da estrutura e, conseqüentemente, na carga das 
fundações; 
- possível redução nas taxas de armadura dos pilares; 
- maior rapidez na desforma, aumentando a velocidade de execução da obra; 
- menor segregação propiciando melhor acabamento especialmente em 
peças pré-moldadas; 
- aumento da durabilidade das estruturas, devido a sua baixa porosidade e 
permeabilidade e maior resistência aos agentes agressivos do ambiente. 
- possível redução de custos devida, principalmente, à diminuição das 
dimensões dos elementos estruturais, tais como pilares e fundações, 
acarretando redução no consumo total de concreto, aço e fôrma 
empregados, e pelo aumento da velocidade de execução, diminuindo os 
juros durante a construção. 
 
Além da viabilidade técnica, vários trabalhos têm mostrado a vantajosa relação 
custo/benefício do emprego de CAD em estruturas comumente executadas com concreto 
convencional (CCV). Algumas conclusões destes trabalhos são apresentadas a seguir. 
Em um estudo de viabilidade econômica, referente à execução da estrutura 
de um edifício de 15 andares, utilizando concretos de fck 21 MPa e 60 MPa, DAL 
MOLIN et al. (1997) relatam que a estrutura utilizando concretos de 60 MPa 
apresentou uma economia de 12% em relação à mesma estrutura executada com 
concreto convencional, sem considerar as vantagens relativas ao menor peso nas 
fundações, a maior área útil, a maior durabilidade e velocidade de execução. 
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Em um estudo de caso real, referente à construção de dois edifícios de 
características similares, porém um executado integralmente com fck 20 MPa e o outro 
com fck variável de 25-30-40-50 MPa, foi constatada uma redução de custo real de 
17,38% com a utilização de concretos de alto desempenho (CAMPOS, 1999). 
Em outro estudo, referente à concepção estrutural de um edifico de 16 
andares, a opção de utilizar um concreto com fck 50 MPa no lugar de 20 MPa permitiu 
uma redução no pavimento tipo de 55 vigas e 28 pilares para 23 vigas e 20 pilares, 
com conseqüente redução de 18% no custo da estrutura (MENDONÇA, 1998). 
Como pode ser notado, o CAD é um material que se apresenta viável técnica 
e economicamente, desde que seja utilizado de maneira racional, sempre partindo de 
uma análise de custos prévia. O aumento no custo unitário do CAD deve ser avaliado e 
comparado com a economia resultante da redução dos consumos globais de concreto, 
formas e armaduras (MORENO, 1998). 
2.5 MATERIAIS CONSTITUINTES 
Os critérios utilizados na seleção dos materiais para produção dos concretos 
convencionais não são suficientes para serem aplicados na produção de concretos de 
alto desempenho, segundo GUTIÉRREZ e CÁNOVAS (1996). 
A seleção de materiais para a produção de CAD é mais complicada e deve 
ser feita cuidadosamente, uma vez que os cimentos e agregados disponíveis 
apresentam grandes variações nas suas composições e propriedades, conforme 
afirmam MEHTA e AÏTCIN (1990b). Outro agravante é a diversidade de aditivos 
químicos e adições minerais existentes que podem ser utilizados simultaneamente, 
dificultando ainda mais a escolha dos materiais mais adequados. 
Para AÏTCIN (2000), a seleção dos materiais e a otimização dos constituintes 
de um concreto de alta resistência, trata-se mais de uma arte do que uma ciência. E a 
melhor forma de garantir a seleção da maioria dos materiais adequados para o CAD, é 
através da realização de estudos preliminares em laboratório. 
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2.5.1 Cimento 
A escolha do cimento mais adequado para produção de CAD é 
extremamente importante, uma vez que este material influencia tanto a resistência da 
pasta quanto à aderência pasta-agregado. 
A princípio, qualquer tipo de cimento pode ser utilizado para a obtenção de 
CAD (MEHTA e AÏTCIN, 1990; ALMEIDA, 1996b). Entretanto, o ACI 363R-92 (2001) 
coloca que o melhor cimento é aquele que apresenta menor variabilidade em termos de 
resistência à compressão. Já GUTIÉRREZ e CÁNOVAS (1996) afirmam que a utilização 
de cimentos de alta resistência é necessária para produção de CAD. 
Nos casos em que alta resistência inicial seja o objetivo, deve-se dar 
preferência ao uso de cimento Portland de alta resistência inicial (ACI 363R-92, 2001; 
AGNESINI e SILVA, 1996). 
Contudo, para a seleção final do cimento mais adequado, além de suas 
propriedades mecânicas, outras três características devem ser levadas em consideração: 
sua finura, sua composição química e sua compatibilidade com os aditivos. 
Em termos de finura, quanto maior for a superfície específica, em contato 
com a água, mais rapidamente ocorrerá a hidratação do cimento, aumentando-se sua 
resistência à compressão, principalmente nas primeiras idades. Por outro lado, quanto 
mais fino o cimento,maior a dosagem de superplastificante necessária para alcançar 
uma mesma trabalhabilidade, uma vez que a eficiência do aditivo é influenciada 
diretamente pela finura do cimento (AÏTCIN et al, 1994; AÏTCIN, 2000). 
Em relação à composição química, MEHTA e AÏTCIN (1990) recomendam, 
preferencialmente, o cimento Portland comum e aqueles com maior teor de C3S e C2S, 
compostos que contribuem para a resistência do concreto. Outros pesquisadores 
apontam a importância do tipo de cimento na demanda de água, no tempo de pega e na 
trabalhabilidade da mistura, considerando como principais fatores o teor de C3A e a 
distribuição granulométrica do cimento (AÏTCIN e NEVILLE, 1993; AÏTCIN, 1995; 
GJORV, 1994; GUTIÉRREZ e CÁNOVAS, 1996). 
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Por esta razão, nos concretos de alto desempenho, o problema de 
compatibilidade cimento-aditivo é muito mais crítico do que no concreto 
convencional. AÏTCIN et al (1994) e MEHTA (1996) relatam que alguns cimentos 
podem ser até rejeitados, em virtude de incompatibilidade cimento-aditivo, não 
porque seja impossível atingir a resistência desejada, mas porque é impossível 
manter a trabalhabilidade por um período suficiente para o lançamento adequado do 
concreto. A causa principal é a elevada quantidade de C3A, C3S e álcalis que levam a 
uma redução da fluidez e rápida perda de trabalhabilidade. 
Por fim, o consumo de cimento por metro cúbico de concreto é um fator 
determinante, tanto do ponto de vista técnico quanto econômico, quando se trata de 
viabilizar o emprego do CAD em estruturas onde comumente se aplica o concreto 
convencional. As dosagens de cimento usualmente empregadas na fabricação de CAD 
variam entre 400 e 550 kg/m³ (NEVILLE, 1997a; MEHTA e AÏTCIN, 1990b), 
enquanto no concreto convencional estão na faixa de 300 kg/m³. O ACI 363R-92 
(2001) ressalta que o excesso de cimento pode não aumentar a resistência do concreto 
e, conforme menciona NEVILLE (1997), teores acima de 530 kg/m³ podem levar a 
uma queda de resistência mecânica, em virtude da perda de aderência entre a pasta e o 
agregado, resultante da fissuração por tensões de retração. 
A solução para este problema pode ser conseguida com a substituição parcial 
do cimento por materiais cimentícios suplementares, como a sílica ativa e pelo 
aumento da eficiência do cimento no concreto, obtida com o auxílio dos aditivos 
superplastificantes (ACI 363R-92, 2001). 
2.5.2 Agregados 
No Brasil, ainda não existe norma especifica para qualificação dos agregados 
para emprego em CAD, portanto, devem ser atendidas as exigências mínimas prescritas 
nas normais atuais para concretos convencionais (NBR 7211, 1983; NBR 12654, 1992). 
Além destas exigências, outros aspectos devem ser considerados, conforme segue. 
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2.5.2.1 Agregados graúdos 
A seleção do agregado graúdo adequado é condição fundamental para a produção 
de concretos de alto desempenho. Por esta razão, além de atender as exigências mínimas 
prescritas nas normas para concreto convencional, é importante que algumas características 
do agregado graúdo sejam analisadas com maior atenção, pois podem afetar sensivelmente 
as propriedades do concreto tanto no estado fresco como no estado endurecido. 
As principais características a serem analisadas são: mineralogia, composição 
granulométrica, dimensão máxima, forma e textura superficial, resistência mecânica, 
módulo de elasticidade e reatividade química. A influência destas características do 
agregado graúdo no CAD será discutida, com mais detalhe, no Capítulo 3. 
De modo geral, ALMEIDA (1996b) e o ACI 363R-92 (2001) recomendam 
que os agregados apresentem as seguintes características: 
- boa resistência à compressão; 
- módulo de elasticidade maior ou igual ao da pasta de cimento; 
- 100% britado e com mínimo de partículas alongadas e achatadas; 
- granulometria que minimize o consumo de água e/ou a concentração de tensões; 
- forma e textura superficial que favoreçam a aderência com a pasta; 
- propriedades químicas adequadas para evitar deterioração devido à 
composição do cimento ou ataque de agentes externos; 
- devem ser limpos e isentos de substâncias deletérias. 
 
Para uma avaliação mais apurada da potencialidade de um agregado graúdo 
para uso em CAD, MEHTA e AÏTCIN (1990) propõem um critério de seleção baseado 
na análise das curvas de histerese durante o ensaio de módulo de elasticidade do 
concreto (Figura 2.2). De acordo com os autores, os corpos-de-prova que apresentam 
curvas de histerese estreitas, tendendo a fechar-se completamente (sem deformação 
plástica dentro do regime elástico), indicam agregados de grande resistência e zona de 
transição agregado-pasta mais forte. No caso onde as curvas de histerese apresentam-
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se largas e não se fecham completamente (apresentando deformação plástica 
irreversível no descarregamento) são indicações de fraqueza inerente nas partículas do 
agregado e/ou uma zona de transição fraca. 
 
 
FIGURA 2.2 – CURVAS DE HISTERESE PARA CONCRETOS PRODUZIDOS COM DIFERENTES 
AGREGADOS (MEHTA E AÏTCIN, 1990). 
 
Alguns autores utilizaram a lavagem dos agregados graúdos, como forma de 
minimizar a quantidade de pó e substâncias deletérias presentes na superfície dos 
agregados e fortalecer a aderência na ligação agregado-pasta. A adoção deste 
procedimento, segundo os mesmos, conduz a ganhos de até 8% na resistência à 
compressão do CAD (ALMEIDA, 1994; FONSECA SILVA et al., 1998). 
Por último, AÏTCIN (2000) recomenda que a seleção do agregado graúdo 
seja feita após um exame cuidadoso da mineralogia e da petrografia, para assegurar 
que as partículas são resistentes o suficiente para evitar ruptura precoce no CAD. 
 2.5.2.2 Agregados miúdos 
A escolha do agregado miúdo é determinada tanto pelo seu efeito na 
demanda de água como pelo seu empacotamento físico. Deste modo, quanto à forma, 
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são preferíveis as partículas arredondadas e lisas, pois exigem menos água de 
amassamento (ACI 363R-92, 2001). 
Em relação à procedência dos agregados miúdos, tanto as areias naturais de 
rios, quanto as artificiais, obtidas por britamento de rocha, podem ser utilizadas. 
Contudo, GUTIÉRREZ e CÁNOVAS (1996) recomendam o uso de areia natural de 
rio para evitar uma demanda excessiva de água. 
No CAD com adição de sílica ativa, devido ao teor elevado de finos, é 
aconselhável a redução do consumo de areia e/ou a utilização de areia com módulo de 
finura maior (ALMEIDA, 1990; DAL MOLIN, 1995). A areia adequada para utilização 
em CAD deve apresentar um módulo de finura entre 2,7 e 3,2 (MEHTA e AÏTCIN, 1990; 
ALMEIDA, 1994; GJORV, 1994; AÏTCIN, 2000; ACI 363R-92, 2001; e outros). 
O uso de uma areia mais grossa, conseqüentemente de menor superfície 
específica, necessita de menos água de amassamento, proporcionando a obtenção de 
uma dada trabalhabilidade com uma relação água/aglomerante menor, o que é 
vantajoso em termos de resistência e economia (NEVILLE, 1997a; AÏTCIN, 2000). 
Com relação à resistência à compressão do agregado miúdo, AÏTCIN (2000) 
adverte que a areia natural deve conter uma quantidade mínima de partículas maiores 
que 4,8 mm porque, em alguns casos, estas partículas não são muito fortes e podem se 
tornar o elo mais fraco no concreto.