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APOSTILA CONCRETOS ESPECIAIS UNESP BAURU 2008

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U N I V E R S I D A D E E S T A D U A L P A U L I S T A 
UNESP - CAMPUS DE BAURU/SP 
FACULDADE DE ENGENHARIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
RELATÓRIO FINAL DE PESQUISA 
Bolsa de Iniciação Científica FAPESP 
Processo n. 06/55978-1 
Período: 01/03/07 a 10/02/08 
 
 
 
CONCRETOS ESPECIAIS – PROPRIEDADES, 
MATERIAIS E APLICAÇÕES 
 
 
 
 
Aluna: Paula Sumie Watanabe 
Orientador: Prof. Dr. Paulo Sérgio dos Santos Bastos 
 
 
 
 
 
 
 
Bauru/SP 
Fevereiro/2008 
 
 
 
R E S U M O 
 
 
 
O concreto normal, feito com cimento Portland e agregado natural convencional 
apresenta diversas deficiências. Em função destas deficiências, bem como da necessidade de 
ampliar as eficiências do material, como o aumento da resistência e durabilidade, os engenheiros 
projetistas de estruturas de concreto armado devem estar sempre atentos não somente à 
resistência característica à compressão do concreto, mas também ao tipo de cimento, qualidade 
do agregado, fator água/cimento, adições e aditivos utilizados na dosagem do concreto, como 
forma de garantir à estrutura uma durabilidade mínima requerida por projeto, função também de 
sua utilização. A evolução da tecnologia do concreto vem ocorrendo de maneira muito rápida nas 
últimas décadas, com o surgimento de novos materiais e aditivos químicos. E a tendência futura 
é cada vez mais utilizar concretos com características específicas, os chamados concretos 
especiais, definidos como concretos com características particulares para atender as necessidades 
das obras, de modo a serem empregados em locais/condições em que os concretos convencionais 
não podem ser aplicados. Nesse sentido, este trabalho apresenta uma descrição objetiva dos 
conceitos, características, materiais e propriedades dos principais concretos especiais, como de 
alto desempenho, auto-adensável, massa, rolado, leve, pesado, com resíduos reciclados, 
projetado, com fibras, com polímeros, concreto colorido, branco e o graute. São apresentadas 
também, as principais aplicações dos concretos especiais em obras já executadas, no Brasil e no 
mundo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO .....................................................................................................................1 
2. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO .........................................................................2 
2.1 Introdução........................................................................................................................2 
2.2 Definições........................................................................................................................3 
2.3 Desenvolvimento Histórico.............................................................................................5 
2.4 Materiais Componentes...................................................................................................6 
2.4.1 Água de Amassamento............................................................................................6 
2.4.2 Cimento ...................................................................................................................6 
2.4.3 Agregados................................................................................................................8 
2.4.3.1 Agregado Miúdo .................................................................................................8 
2.4.3.2 Agregado Graúdo ................................................................................................9 
2.4.4 Aditivos Químicos...................................................................................................9 
2.4.5 Aditivos Minerais..................................................................................................10 
2.5 Proporcionamento .........................................................................................................12 
2.6 Comportamento no Estado Fresco ................................................................................13 
2.7 Comportamento no Estado Endurecido.........................................................................13 
2.8 Durabilidade ..................................................................................................................13 
2.9 Mistura ..........................................................................................................................14 
2.10 Dosagem e Produção.....................................................................................................14 
2.11 Transporte, Lançamento e Adensamento ......................................................................16 
2.12 Cura ...............................................................................................................................17 
2.13 Considerações Econômicas ...........................................................................................17 
2.14 Exemplos de Aplicação dos CAD.................................................................................19 
3. CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL .................................................................................22 
3.1 Introdução......................................................................................................................22 
3.2 Desenvolvimento Histórico...........................................................................................23 
3.3 Materiais........................................................................................................................24 
3.3.1 Água ......................................................................................................................24 
3.3.2 Cimento .................................................................................................................25 
3.3.3 Agregados..............................................................................................................26 
3.3.3.1 Agregados Miúdos ............................................................................................27 
3.3.3.2 Agregados Graúdos ...........................................................................................27 
3.3.4 Aditivos .................................................................................................................28 
3.3.4.1 Superplastificantes ............................................................................................28 
3.3.4.2 Promotores de Viscosidade ...............................................................................30 
3.3.5 Adições..................................................................................................................30 
3.3.5.1 Fíler Calcário.....................................................................................................32 
3.3.5.2 Cinza Volante....................................................................................................33 
3.3.5.3 Sílica Ativa........................................................................................................33 
3.4 Utilização de Resíduos ..................................................................................................34 
3.5 Métodos de Dosagem....................................................................................................35 
3.5.1 Método de Okamura..............................................................................................35 
3.5.2 Método de Gomes .................................................................................................36 
3.5.3 Método EFNARC..................................................................................................38 
3.6 Propriedades do ConcretoAuto-Adensável no Estado Fresco......................................39 
3.7 Propriedades do Concreto Auto-Adensável no Estado Endurecido..............................39 
3.8 Transporte......................................................................................................................41 
3.9 Lançamento ...................................................................................................................41 
3.10 Cura ...............................................................................................................................41 
3.11 Aplicações do Concreto Auto-Adensável .....................................................................42 
4. CONCRETO MASSA.........................................................................................................45 
4.1 Introdução......................................................................................................................45 
4.2 Desenvolvimento Histórico...........................................................................................46 
4.3 Materiais........................................................................................................................47 
4.3.1 Cimentos................................................................................................................47 
4.3.2 Agregados..............................................................................................................47 
4.3.3 Adições..................................................................................................................48 
4.3.4 Aditivos .................................................................................................................48 
4.4 Transporte......................................................................................................................49 
4.5 Lançamento e Adensamento .........................................................................................49 
4.6 Cura ...............................................................................................................................49 
4.7 Controle do Aumento da Temperatura nos Concretos Massa.......................................50 
4.8 Aplicações do Concreto Massa .....................................................................................50 
5. CONCRETO COMPACTADO COM ROLO..................................................................52 
5.1 Introdução......................................................................................................................52 
5.1.1 Concreto Compactado com Rolo para Pavimentos...............................................52 
5.1.2 Concreto Compactado com Rolo para Barragens .................................................53 
5.2 Desenvolvimento Histórico das Barragens em CCR ....................................................56 
5.3 Materiais........................................................................................................................58 
5.3.1 Cimento .................................................................................................................58 
5.3.2 Agregados..............................................................................................................58 
5.3.3 Aditivo...................................................................................................................58 
5.4 Mistura, Transporte, Lançamento, Adensamento e Cura..............................................59 
5.5 Aplicações do Concreto Compactado com Rolo em Barragens ...................................62 
5.5.1 Usina Hidrelétrica Itaipu .......................................................................................62 
5.5.2 Usina Hidrelétrica de Salto Caxias........................................................................62 
5.5.3 Barragem em Arco Shimenzhi, China...................................................................63 
6. CONCRETO ESTRUTURAL LEVE ...............................................................................64 
6.1 Introdução......................................................................................................................64 
6.2 Definição .......................................................................................................................64 
6.3 Desenvolvimento Histórico...........................................................................................65 
6.4 Agregados Leves ...........................................................................................................66 
6.5 Estrutura Interna............................................................................................................69 
6.6 Dosagem........................................................................................................................69 
6.7 Produção dos Concretos Leves Estruturais ...................................................................70 
6.7.1 Transporte..............................................................................................................70 
6.7.2 Lançamento ...........................................................................................................70 
6.7.3 Adensamento.........................................................................................................71 
6.7.4 Cura .......................................................................................................................71 
6.8 Trabalhabilidade dos Concretos Leves no Estado Fresco.............................................72 
6.9 Propriedades dos Concretos Leves no Estado Endurecido ...........................................72 
6.9.1 Resistência à Compressão e Massa Específica .....................................................72 
6.9.2 Resistência à Tração..............................................................................................73 
6.9.3 Durabilidade ..........................................................................................................73 
6.10 Aplicações dos Concretos Leves...................................................................................74 
7. CONCRETO PESADO ......................................................................................................77 
7.1 Definição .......................................................................................................................77 
7.2 Materiais Componentes.................................................................................................78 
7.2.1 Cimento .................................................................................................................78 
7.2.2 Água de Amassamento..........................................................................................79 
7.2.3 Agregados..............................................................................................................79 
7.2.4 Aditivos .................................................................................................................80 
7.3 Propriedades Importantes dos Concretos Pesados ........................................................80 
8. CONCRETO COM RESÍDUOS .......................................................................................81 
8.1 Introdução......................................................................................................................81 
8.2 Resíduos de Construção e Demolição (RCD) – entulho ...............................................82 
8.3 Classificações dos Resíduos da Construção Civil.........................................................83 
8.4 Aplicações dos Materiais Provenientes da Reciclagem de Entulhos ............................85 
8.5 Formas de Adição do Entulho em Argamassase Concretos.........................................87 
8.6 Dificuldades no Emprego dos Agregados de RCD Reciclados em Concretos .............88 
8.6.1 Pouca eficiência na triagem da fração mineral do RCD .......................................88 
8.6.2 Variabilidade intrínseca dos agregados de RCD reciclados..................................89 
8.6.3 Insuficiência dos métodos de controle de qualidade.............................................90 
8.6.4 Necessidade de controle no processamento do RCD mineral...............................90 
8.7 Utilização do Concreto com Agregados Reciclados no Mundo ...................................91 
8.8 Utilização de Agregados Reciclados no Brasil .............................................................94 
8.9 Estrutura do Concreto com Agregado Reciclado..........................................................95 
8.9.1 Agregado ...............................................................................................................96 
8.9.2 Matriz (Pasta de Cimento).....................................................................................97 
8.10 Procedimento Para a Produção de Concretos Reciclados .............................................97 
8.11 Propriedades dos Concretos com Agregados Reciclados .............................................98 
8.11.1 Consistência/Trabalhabilidade ..............................................................................98 
8.11.2 Massa Específica ...................................................................................................99 
8.11.3 Tempo de Pega ....................................................................................................100 
8.11.4 Resistência à Tração............................................................................................100 
8.11.5 Resistência à Compressão ...................................................................................100 
8.11.6 Permeabilidade/Absorção....................................................................................101 
8.11.7 Retração por Secagem.........................................................................................101 
9. CONCRETO PROJETADO ............................................................................................102 
9.1 Definição e Aplicação .................................................................................................102 
9.2 Tipos de Pojeção .........................................................................................................104 
9.3 Reflexão do Concreto Projetado .................................................................................108 
9.4 Problemas inerentes.....................................................................................................109 
9.5 Materiais......................................................................................................................111 
9.5.1 Cimento ...............................................................................................................111 
9.5.2 Agregados............................................................................................................112 
9.5.3 Água ....................................................................................................................112 
9.5.4 Aditivos ...............................................................................................................113 
9.5.5 Adições................................................................................................................114 
9.6 Equipamentos para Projeção do Concreto ..................................................................116 
9.6.1 Equipamentos de Projeção para Via Seca ...........................................................121 
9.7 Equipe de trabalho.......................................................................................................122 
9.8 Processo de execução ..................................................................................................123 
9.8.1 Procedimentos preliminares ................................................................................123 
9.9 Dosagem......................................................................................................................126 
9.10 Mistura ........................................................................................................................127 
9.11 Lançamento .................................................................................................................128 
9.12 Acabamento.................................................................................................................132 
9.13 Cura .............................................................................................................................132 
9.14 Controle de Qualidade.................................................................................................133 
10. CONCRETO COM FIBRAS .......................................................................................134 
10.1 Introdução....................................................................................................................134 
10.2 Tipos de Fibras Disponíveis........................................................................................135 
10.2.1 Fibras Naturais ....................................................................................................135 
10.2.2 Fibras Poliméricas ...............................................................................................136 
10.2.2.1 Fibras de Polipropileno ...............................................................................136 
10.2.2.2 Fibras de Polietileno....................................................................................137 
10.2.2.3 Fibras de Poliéster .......................................................................................137 
10.2.2.4 Fibras de Poliamida (Kevlar) ......................................................................137 
10.2.3 Fibras Minerais....................................................................................................138 
10.2.3.1 Fibras de Carbono .......................................................................................138 
10.2.3.2 Fibras de Vidro............................................................................................138 
10.2.3.3 Fibras de Amianto .......................................................................................138 
10.2.4 Fibras Metálicas ..................................................................................................139 
10.3 Quantidade de Fibras no Concreto ..............................................................................143 
10.4 Aplicações ...................................................................................................................143 
10.4.1 Reforço de Base de Fundações Superficiais .......................................................143 
10.4.2 Concreto para Pavimentos...................................................................................144 
10.4.3 Concreto Projetado para Túneis ..........................................................................145 
10.4.4 Outras Aplicações ...............................................................................................147 
10.5 Dosagem do Concreto com Fibras ..............................................................................148 
10.6 Durabilidade do Concreto Reforçado com Fibras de Aço ..........................................149 
10.7 Vantagens e Desvantagens ..........................................................................................150 
11. CONCRETO COM POLÍMEROS..............................................................................15111.1 Tipos de Concreto com Polímeros ..............................................................................151 
11.2 Materiais Poliméricos..................................................................................................153 
11.2.1 Concreto/argamassa impregnados de polímero...................................................153 
11.2.2 Concreto/argamassa modificados com polímero ................................................154 
11.2.3 Concreto/argamassa poliméricos.........................................................................155 
12. CONCRETO COLORIDO...........................................................................................156 
12.1 Introdução....................................................................................................................156 
12.2 Aplicações de cor no concreto ....................................................................................157 
12.3 Cuidados com Concretos Coloridos............................................................................158 
12.4 Exemplos de Aplicação dos Concretos Coloridos ......................................................160 
13. CONCRETO BRANCO ...............................................................................................162 
13.1 Introdução....................................................................................................................162 
13.2 Materiais constituintes.................................................................................................162 
13.2.1 Cimento Branco...................................................................................................162 
13.2.2 Agregados............................................................................................................164 
13.2.3 Aditivos ...............................................................................................................166 
13.2.4 Adições Minerais.................................................................................................167 
13.3 Lançamento e Vibração...............................................................................................168 
13.4 Desfôrma e Proteção ...................................................................................................168 
13.5 Análise Econômica......................................................................................................169 
13.6 Exemplos de Aplicação do Concreto Branco..............................................................170 
14. GRAUTE........................................................................................................................174 
14.1 Definição .....................................................................................................................174 
14.2 Outros Grautes.............................................................................................................176 
14.3 Uso e Configuração.....................................................................................................178 
15. CONCRETOS DO FUTURO.......................................................................................179 
15.1 Introdução....................................................................................................................179 
15.1.1 Concreto com Cura Interna .................................................................................180 
15.1.2 Concreto Condutivo ............................................................................................180 
15.1.3 Concreto de Retração Reduzida ..........................................................................180 
15.1.4 Concreto de Retração Compensada.....................................................................181 
15.1.5 Concreto Translúcido ..........................................................................................181 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................181 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
1
1. INTRODUÇÃO 
 
Durante o século XX o concreto foi o material de construção mais utilizado em todo o 
mundo, e a tendência para o século XXI é de aumento de sua demanda. O consumo aumentou de 
2 milhões de toneladas em 1890 para 1,3 bilhões em 1990. Para o ano de 2010 está sendo 
projetado que o consumo aumentará para 1,95 bilhões de toneladas (LEW, 2004). 
Os concretos convencionais, com resistência à compressão entre 10 MPa e 50 MPa, 
compostos por cimento, agregados naturais e água, são os concretos mais utilizados em todo o 
mundo. Apesar do uso intenso, os concretos convencionais apresentam algumas deficiências 
importantes, que justificaram ao longo dos anos o surgimento dos chamados concretos especiais, 
com características diferentes, e que trouxeram alguns avanços em relação aos concretos 
convencionais. 
As principais deficiências que os concretos convencionais apresentam são: baixa relação 
resistência-peso, dificuldade de preencher peças esbeltas muito armadas, retração plástica, baixa 
ductilidade e permeabilidade em ambientes úmidos, além do problema da geração de entulhos de 
construção que contribui com o impacto ambiental. Ainda não foram “criados” concretos que 
superem todas as deficiências listadas, porém, os concretos especiais já existentes foram 
desenvolvidos visando superar as deficiências que são especificamente importantes em 
determinados tipos de construção. 
Segundo FIGUEIREDO et al. (2004), os concretos especiais podem ser definidos como: 
• “Concretos com características particulares devido à evolução tecnológica: 
melhorando as deficiências do concreto convencional ou incorporando propriedades não 
inerentes a este material; 
• Concretos com características particulares para atender necessidade das obras: 
desenvolvimento de produtos para serem empregados em locais/condições em que o concreto 
convencional não pode ser aplicado.” 
Sendo o concreto o material de construção civil mais utilizado atualmente, é justificável o 
elevado número de pesquisas destinadas a compreender o seu comportamento, contribuindo, 
assim, para o seu melhoramento. Nos últimos anos, inúmeros materiais foram investigados para 
serem acrescentados no proporcionamento do concreto, permitindo que as suas características de 
resistência e durabilidade sejam superadas. Como exemplo pode-se citar o crescente 
desenvolvimento da indústria de aditivos químicos, a utilização de fibras de aço e polipropileno e 
principalmente a utilização de adições minerais com características de superpozolanicidade, 
como a sílica ativa e o metacaulim. 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
2
Nesse sentido foram desenvolvidos os concretos leves, de alto desempenho, auto-
adensável, massa, pesado, rolado, com retração compensada, com fibras, com polímeros, entre 
vários outros tipos de concretos especiais. 
Mais recentemente, outros aspectos, além do comportamento mecânico e durabilidade, 
estão sendo levados em conta quando o assunto é estrutura em concreto, principalmente nos 
casos de concretos aparentes. A exigência em relação à característica estética deste material tem 
sido foco de discussões realizadas no meio técnico, gerando, então, a necessidade de produzir 
concretos com valor estético agregado, não apenas pelas suas formas arquitetônicas, mas 
também através de cromaticidades diferenciadas. Em função da demanda pela cor é que as 
produções do cimento branco assim como o concreto com pigmentos ganharam força no 
mercado mundial. 
 
 
2. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 
 
2.1 INTRODUÇÃO 
 
O concreto armado é, hoje, omaterial de construção mais utilizado no mundo. Apesar do 
uso intenso, grande parte das obras de construção civil, infra-estrutura de transportes, projetos 
arquitetônicos, plantas industriais, etc., vêm passando por uma fase de vida em que, a inspeção, a 
avaliação do desempenho em serviço, a recuperação e, eventualmente, até o reforço estrutural 
têm sido necessários. 
Após anos de pesquisas, foi desenvolvido um material de elevada resistência mecânica e 
com maior durabilidade do que o concreto tradicional. Além de apresentar a mistura de brita, 
areia, cimento e água, em sua constituição, são incorporados alguns aditivos químicos e 
minerais. 
O concreto de alto desempenho (CAD) caracteriza-se por apresentar maiores resistências 
mecânicas, ser mais durável com relação aos ataques de agentes agressivos do ambiente e é mais 
trabalhável em obra do que o concreto convencional. Apresenta ainda menores despesas com 
manutenção e reparos. 
Uma das maiores vantagens do CAD é sua capacidade de carga por unidade de custos 
maior do que a obtida em concretos correntes, fato que, em algumas formas de aplicação, 
compensa todos os custos envolvidos na produção do CAD. 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
3
A utilização mais comum é nos pilares de edificações, em que geralmente são obtidas 
reduções de áreas e volumes das peças estruturais, as quais proporcionam ampliação da área útil 
das edificações, maior liberdade arquitetônica, agilidade na construção em altura, maior 
reaproveitamento de fôrmas, redução da quantidade de fôrmas, armação e concreto, menor 
encurtamento axial, etc. 
Outras aplicações do CAD são as pontes e obras de arte especiais, as peças estruturais 
pré-fabricadas, os pisos e pavimentos, as recuperações estruturais, entre outras. 
Em pontes, o uso do CAD proporciona projetos mais leves e esbeltos, com maiores vãos, 
menor sensibilidade às solicitações dinâmicas, de construção mais fácil e rápida, maior economia 
e de menor necessidade de manutenção. 
O emprego do CAD em estruturas pré-fabricadas torna mais rápida a re-utilização de 
fôrmas, moldes e mesas de moldagem, uma vez que esse material desenvolve rápida resistência. 
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 deforma, 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 ambientes; 
• possível redução de custos devido, principalmente, à diminuição 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. 
 
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. Ambas as 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
4
expressões vêm sendo utilizadas comumente por muitos pesquisadores para designar o mesmo 
material. 
São diversas as definições do CAD, que foram propostas em diversos países ao longo do 
tempo. Além de estarem associadas à resistência e durabilidade, podem estar relacionadas 
também à consistência, pega, acabamento e estabilidade volumétrica. 
A definição mais simples do CAD, divulgada em 1999 pelo American Concrete Institute 
diz: “CAD é o concreto otimizado para uma determinada utilização”. 
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 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 às suas 
características diferenciadas, parece razoável considerar estes concretos como de alta resistência. 
MEHTA e MONTEIRO (1994) consideram que, para dosagens feitas com agregados 
normais, os concretos de alta resistência são aqueles que apresentam resistência à compressão 
maior que 40 MPa. Dois argumentos foram utilizados para justificar essa definição: 
• a maioria dos concretos convencionais está na faixa de 21 a 42 MPa. Para produzir 
concretos acima de 40 MPa são necessários 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; 
• 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. 
 
AÏTCIN (2000) classifica os concretos sem envolver diretamente a resistência à 
compressão como parâmetro principal. Segundo o referido pesquisador, um concreto de alto 
desempenho é essencialmente um concreto tendo uma relação água/aglomerante baixa, 
estabelecida em 0,40. 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
5
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. 
Dessa maneira, as aplicações desse concreto estão ligadas não só a 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 (CAD). 
 
2.3 DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO 
 
Com os avanços na tecnologia do concreto nas últimas décadas, o conceito de concreto de 
alta resistência foi se alternando. Lentamente, o concreto de alta resistência foi introduzido no 
mercado dos edifícios de grande altura em Chicago nos anos 60 e 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 atingiram 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 resistênciamecânica 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 intensos 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. 
A aplicação em escala real dos CAD, a transição da teoria para a prática, do laboratório 
para o canteiro de obras, teve de ultrapassar vários obstáculos, tais como: a reduzida 
trabalhabilidade das composições inicialmente desenvolvidas, os conservadorismos de arquitetos 
e engenheiros, a pequena disponibilidade comercial em centrais pré-misturadoras, as limitações 
impostas pelos códigos de obra ou de cálculo estrutural, o desconhecimento do comportamento 
ao longo prazo do material, etc., até atingir o estágio que hoje desfruta, de um bom material de 
construção, cujo consumo apenas começa a aumentar em termos mundiais (ALMEIDA, 2005). 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
6
O CAD tornou-se uma linha prioritária de pesquisa na área de materiais e, atualmente, a 
bibliografia sobre o tema é bastante ampla. Com relação aos estudos sobre CAD no Brasil, um 
número crescente de pesquisas tem sido desenvolvido nos últimos anos, em trabalhos abordando 
diversos aspectos do material. 
 
2.4 MATERIAIS COMPONENTES 
 
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. 
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. Outro fator importante é a diversidade de 
aditivos químicos e adições minerais existentes que podem ser utilizados simultaneamente, 
dificultando ainda mais a escolha dos materiais mais adequados. 
AÏTCIN (2000) afirma que a melhor forma de garantir a seleção da maioria dos materiais 
adequados para o CAD é por meio da realização de estudos preliminares em laboratório. 
 
2.4.1 Água de Amassamento 
 
A água ocupa um papel secundário em termos de componentes do concreto. A dosagem 
de água dos concretos depende de muitos fatores tais como, o tamanho, a forma, a absorção e a 
densidade dos agregados, a natureza e a dosagem de cimento e a temperatura e trabalhabilidade 
do concreto. 
 
2.4.2 Cimento 
 
A escolha do cimento é de fundamental importância para a confecção do CAD, uma vez 
que o cimento influencia na resistência da pasta e na intensidade da aderência agregado-pasta. 
A princípio, qualquer tipo de cimento pode ser utilizado para a obtenção de CAD. 
Entretanto, o ACI 363R-92 (2001) coloca que o melhor cimento é aquele que apresenta menor 
variabilidade em termos de resistência à compressão. GUTIÉRREZ e CÁNOVAS (1996) 
afirmam que é necessária a utilização de cimentos de alta resistência para produção de CAD. 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
7
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, outros três fatores importantes devem ser levados 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. 
Em relação à composição química, existem indicações de que o cimento deve possuir 
baixo teor de C3A (embora teores normais possam não influenciar negativamente a resistência à 
compressão dos concretos) e altos teores de C2S e C3S. 
Em virtude do problema de compatibilidade cimento-aditivo, alguns cimentos podem até 
serem rejeitados devido à impossibilidade de 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. 
As dosagens de cimento usualmente empregadas na fabricação de CAD variam, em geral, 
na faixa compreendida entre 400 e 600 kg/m³, enquanto que no concreto convencional estão na 
faixa de 300 kg/m³. O emprego de altos consumos pode ser limitado por fatores como a elevação 
da relação a/c a partir de certos limites, a elevação da temperatura do concreto, a maior 
dificuldade de obtenção de misturas homogêneas, a perda acelerada de abatimento e a maior 
sensibilidade à cura. O excesso de cimento pode ainda 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. 
A natureza do cimento influencia a demanda de água dos concretos para a obtenção de 
uma dada trabalhabilidade. Em geral, os cimentos de alta resistência exigem mais água para 
atingir um certo abatimento do que os cimentos comuns. 
 
 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
8
2.4.3 Agregados 
 
No Brasil ainda não existe uma norma específica para a qualificação dos agregados para 
o emprego em CAD, portanto, devem ser atendidas as exigências mínimas prescritas nas normas 
atuais para concretos convencionais (NBR 7211, 1983; NBR 12654, 1992). 
Em geral, a resistência dos agregados deverá ser mais elevada do que a classe de 
resistência do concreto que se pretende obter, para que a tensão nominal de compressão aplicada 
no concreto não exceda a tensão real nos pontos de contato das partículas individuais do 
agregado na massa de concreto. 
O tamanho dos agregados influencia a relação a/c dos concretos. Em geral, os materiais 
mais grossos necessitam de menos água devido à sua menor superfície específica. Isso 
proporciona uma trabalhabilidade com uma relação a/c menor. 
Em geral, os CAD devem apresentar as seguintes dosagens de agregados: 
- agregados graúdos: de 1000 a 1150 kg/m³; 
- agregados miúdos: de 420 a 750 kg/m³. 
 
2.4.3.1 Agregado Miúdo 
 
A escolha do agregado miúdo é determinada tanto pelo seu efeito na demanda de água 
como pelo seu empacotamento físico. Desse modo, quanto à forma, são preferíveis as partículas 
arredondadas e lisas, pois exigem menos água de amassamento. 
Em relação à procedência dos agregados miúdos, tanto as areias naturais de rios, quanto 
as artificiais, obtidas por britamento de rocha, podem ser utilizadas. Entretanto, areias naturais de 
rio demandam menos água, sendo, portanto, preferíveis. 
 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. O agregado 
miúdo deveapresentar preferivelmente um módulo de finura elevado, superior a 2,8 ou 3,0. 
O uso de uma areia mais grossa, pela sua menor superfície específica, necessita de menos 
água de amassamento, proporcionado a obtenção de uma dada trabalhabilidade com uma relação 
a/c menor. 
Recomenda-se ainda que o agregado miúdo seja proveniente de rio, com quantidade 
mínima de finos, limpo e livre de impurezas orgânicas, argila e silte. 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
9
2.4.3.2 Agregado Graúdo 
 
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. 
De modo geral, os agregados graúdos devem apresentar as seguintes características: 
• Boa resistência à compressão; 
• Módulo de elasticidade maior ou igual ao da pasta de cimento; 
• 100% britado, o que resulta em maior aderência; 
• Possuir mínimo de partículas alongadas e achatadas, pois partículas com 
angulosidade acentuada provocam a elevação da quantidade de água necessária para 
atingir uma certa trabalhabilidade; 
• 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. 
 
Alguns autores utilizam 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 conduz a ganhos de até 8% 
na resistência à compressão do CAD. 
Para fabricação de CAD têm sido empregadas rochas comuns britadas, como, por 
exemplo, o calcário, o granito, o basalto, o dolerito, a diabase e até mesmo os seixos rolados. 
 
2.4.4 Aditivos Químicos 
 
Os aditivos químicos, atuando como plastificantes e redutores da água de amassamento, 
permitem a confecção de concretos trabalháveis, com uma relação a/c baixa, como ocorre na 
fabricação dos CAD. 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
10
A influência de qualquer aditivo redutor de água depende da dosagem do cimento, da 
consistência, do processo de mistura, das condições de cura, da temperatura do ambiente e do 
concreto, da natureza do cimento, da granulometria dos agregados, entre outros. 
O emprego de bases químicas tende a diminuir as perdas aceleradas de abatimento, 
incorporações inesperadas de ar, exsudações e alterações imprevistas nos tempos de pega dos 
concretos. Para a composição de CAD, as dosagens usuais variam entre 1% a 3% da massa de 
cimento. 
Os aditivos superplastificantes proporcionam ao concreto as seguintes vantagens: 
• Ganhos de resistência excepcionais; 
• Redução da permeabilidade; 
• Diminuição da segregação; 
• Redução no consumo de cimento; 
• Melhoria considerável da trabalhabilidade. 
 
2.4.5 Aditivos Minerais 
 
A introdução de aditivos químicos e de adições minerais no concreto provoca várias 
alterações de características, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. 
Adições minerais como a sílica ativa ou as cinzas volantes, por exemplo, possuem duas 
formas de atuação no concreto: uma física, o denominado efeito de fíler (ou efeito de 
preenchimento de vazios), que atua no aumento da coesão e da compacidade e outra química, 
que é a reação pozolânica de transformação do hidróxido de cálcio no silicato de cálcio 
hidratado. 
Para fabricação do CAD têm sido empregadas a sílica ativa, cinzas volantes, pozolanas 
naturais, cinzas de casca de arroz e metacaulim, em dosagens que variam de 8% a 12% da massa 
do cimento. 
A sílica ativa é um subproduto do processo de fabricação do silício metálico ou das ligas 
de ferro-silício. A produção dessas ligas se dá em fornos elétricos de fusão, tipo arco-voltaico, 
onde ocorre a redução do quartzo a silício pelo carbono a temperaturas da ordem de 2000°C. A 
sílica ativa bruta é coletada ao passar através de filtros especiais denominados filtros de manga. 
As matérias-primas utilizadas no processo são o quartzo de alta pureza, o carvão ou o coque 
(fonte de carbono), cavacos de madeira e, eventualmente, o minério de ferro no caso da produção 
de ferro-silício. A Figura 1 mostra a representação esquemática da captação da sílica ativa. 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
11
 
Figura 1 – Processo de produção de silício e captação da sílica ativa (DAL MOLIN, 1995). 
 
 
O seu desempenho com relação às demais adições minerais se deve principalmente pelas 
suas características físico-químicas, que lhe conferem uma alta reatividade com os produtos de 
hidratação do cimento Portland e proporcionam um melhor empacotamento das partículas de 
cimento. Por essas razões, entre as adições minerais, a sílica ativa é ainda a mais empregada 
atualmente para a produção de CAD. Sua ação superpozolânica e microfiller provoca a redução 
considerável do tamanho dos poros, os quais ficam incomunicáveis entre si, impedindo a 
passagem de líquidos e agentes agressivos. 
As características da sílica ativa, como cor, distribuição granulométrica e composição 
química, dependem do tipo de liga produzida, tipo de forno, composição química e dosagem das 
matérias-primas. 
A sílica ativa é um pó fino cuja cor varia de cinza claro a cinza escuro. Como o SiO2 é 
incolor, a cor da sílica ativa é determinada pelo teor de carbono e de óxido de ferro presentes. 
Do ponto de vista físico, as partículas de sílica ativa são esféricas, extremamente 
pequenas, com diâmetro médio entre 0,1 µm e 0,2 µm, sendo 50 a 100 vezes menores que as do 
cimento, conforme Figura 2. A sua massa específica real é geralmente 2,2 g/cm³, menor que a do 
cimento, que é de aproximadamente 3,1 g/cm³. A massa unitária na forma natural é da ordem de 
250 a 300 kg/m³. A baixa massa unitária associada à pequena dimensão das partículas de sílica 
ativa faz com que o material apresente problemas de manuseio e transporte, encarecendo seu 
custo final. 
Do ponto de vista químico, a sílica ativa é composta principalmente de SiO2, com 
pequenas quantidades de alumina, ferro, cálcio, álcalis, carbono, entre outros. 
Os efeitos da adição da sílica ativa nos concretos e argamassas são listados a seguir: 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
12
• Aumento da coesão, eliminação da exsudação e melhoria da trabalhabilidade - esta 
propriedade é decorrente da redução dos diâmetros capilares e aumento de pontos de 
contato sólido-sólido; 
• Inibição da reação álcali-agregado: a reação álcali-agregado é expansiva, provocando 
fissuração generalizada no concreto. A sílica ativa reduz o teor de álcalis, prevenindo 
os efeitos desta reação; 
• Maior performance em resistência à abrasão/erosão: a ação da sílica ativa impede que 
o agregado graúdo se solte quando a superfície de concreto estiver submetida à 
abrasão (ação mecânica) e erosão (ação hidráulica); 
• Maior resistência a agentes agressivos: a sílica ativa proporciona baixíssima 
permeabilidade em ambientes de grande agressividade (cloretos, sulfatos, amônias, 
ácidos, dentre outros). 
 
 
Figura 2 – Micrografia eletrônica da sílica ativa (MEHTA e MONTEIRO, 1994). 
 
 
2.5PROPORCIONAMENTO 
 
Alguns aspectos relativos ao proporcionamento dos CAD são: o consumo de cimento é 
elevado, a relação a/c é baixa, utilização de aditivos químicos redutores de água e adições 
minerais. Quanto ao proporcionamento dos agregados, a granulometria do agregado miúdo tem 
influência nas propriedades dos CAD, tanto no estado fresco como endurecido. Quantidades 
menores de agregados miúdos em conjunto com quantidades maiores de agregados graúdos têm 
resultado em menores necessidades de pasta, proporcionando concretos mais econômicos e mais 
resistentes. Em contrapartida, esse proporcionamento pode levar a concretos com problemas de 
trabalhabilidade, necessitando de maior energia de compactação. 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
13
2.6 COMPORTAMENTO NO ESTADO FRESCO 
 
A perda de abatimento dos CAD com o tempo pode ser mais rápida do que os concretos 
convencionais, a qual pode ser evitada de várias formas, como realizar em menor tempo possível 
os procedimentos de mistura e lançamento do concreto nas fôrmas. O tempo de pega dos CAD, 
devido ao alto teor de aditivos, é retardado comparado aos concretos convencionais. Devido às 
baixas relações água/cimento, os CAD geralmente apresentam baixa exsudação, podendo ser 
nula. Isso poderá provocar o surgimento de fissuras de retração plástica, principalmente em 
situações de pouca umidade, alta temperatura e muita aeração. 
 
2.7 COMPORTAMENTO NO ESTADO ENDURECIDO 
 
Em comparação com um concreto convencional de 20 MPa, a resistência à compressão 
dos CAD pode atingir cerca de 120 MPa. A elevação da resistência à tração nos CAD não ocorre 
na mesma proporção à elevação da resistência à compressão, atingindo geralmente cerca de 10 
MPa. O mesmo ocorre com o módulo de elasticidade, que não é proporcional à resistência à 
compressão. O módulo de elasticidade dos CAD pode chegar a 50 GPa. Assim como nos 
concretos convencionais, o coeficiente de Poisson mantém-se em cerca de 0,2. A fluência 
específica é inversamente proporcional à resistência à compressão do concreto e nos CAD, é 
reduzida. Em peças estruturais protendidas, por exemplo, haverá menores perdas de protensão 
por fluência, o que gera economia de aço. A aderência entre o concreto e as barras de armadura é 
maior, devido à redução da zona de transição existente entre a armadura e a pasta de cimento. A 
resistência ao desgaste é cerca de dez vezes maior do que nos concretos convencionais, 
favorecendo as aplicações em pisos, pavimentos e estruturas hidráulicas sujeitas à abrasão. 
 
2.8 DURABILIDADE 
 
Segundo Mehta (1986), “talvez os concretos de alta resistência – com superplastificantes, 
baixas relações água/cimento, altas dosagens de cimento e pozolanas de boa qualidade – revelem 
maior potencial de emprego onde os principais fatores considerados sejam as maiores 
impermeabilidades ou durabilidades, e não as mais elevadas resistências.” 
Existem levantamentos que dão razão a essa assertiva, relatando a utilização em maior 
escala dos CAD por conta da maior durabilidade, e não pelas mais elevadas resistências 
mecânicas, como poderia ser esperado. 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
14
A durabilidade está associada a várias características, como: 
• permeabilidade reduzida, que confere aos CAD menor penetração dos agentes 
agressivos provenientes do exterior, o caso mais comum de ataque ao concreto; 
• porosidade também é baixa, podendo chegar a menos de 10%, cerca da metade da 
medida nos concretos convencionais. Em geral, quanto menor a relação 
água/cimento dos concretos de alto desempenho, menor é a sua porosidade que 
correspondem as menores permeabilidades; 
• aumento da resistência à carbonatação, que aumenta a resistência destes concretos ao 
ataque de agentes agressivos gasosos, que não o CO2. 
 
2.9 MISTURA 
 
Os materiais componentes devem ser mantidos à temperatura mais baixa possível (porém, 
acima de 0°C), parâmetro que influencia o consumo de água e a velocidade de perda de 
trabalhabilidade do concreto. É necessário um controle da umidade dos agregados 
(principalmente os miúdos), pois pode alterar a relação a/c. É importante o bom funcionamento 
das betoneiras ou misturadores, pois os CAD geralmente possuem baixa dosagem de água e alta 
dosagem de cimento, o que dificulta a obtenção de uma mistura homogênea. A introdução de 
aditivos químicos torna-se mais efetiva quando realizada ao final do processo de mistura. 
 
2.10 DOSAGEM E PRODUÇÃO 
 
Comparando-se a dosagem do CAD com a do concreto convencional, notam-se 
semelhanças, porém a participação do superfluidificante e da sílica ativa, assim como da grande 
quantidade de cimento, fazem uma grande diferença no resultado. Segue uma proporção, 
sugerida por SERRA (1999), para a produção de 1m
3 
de CAD: 
 
- 400 kg < cimento < 500 kg; 
- 650 kg < agregado miúdo < 750 kg; 
- 1000 kg < agregado graúdo < 1100 kg; 
- 1% < superfluidificantes < 2% (do peso do cimento); 
- 120 kg < água < 160 kg; 
- 7 % < sílica ativa < 15 % (peso do cimento). 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
15
Sobre a sua sugestão de dosagem, SERRA (1999) comenta: “Nota-se assim, que a relação 
a/c fica entre 0,24 e 0,40, podendo, entretanto, atingir valores ainda menores. Embora a 
proporção de sílica ativa no traço do concreto possa atingir a sua eficiência máxima entre 20% e 
25% sobre o peso do cimento, considerações econômicas mantêm essa proporção em torno de 
10% na prática.” 
Embora possa ser produzido na obra é recomendável a sua produção em usinas, em 
virtude de um maior controle tecnológico. A colocação do superfluidificante, para uma garantia 
da sua eficiência, deve ser no canteiro de obra, em virtude de sua ação ser plena entre 30 min e 
60 min. 
A complexidade da produção do CAD é explicada por AÏTCIN (2000): “... fazer 
concreto de alto desempenho é mais complicado do que produzir o concreto usual. A razão para 
isso é que, na medida em que a resistência à compressão cresce, as propriedades do concreto 
não são mais relacionadas apenas com a relação água/aglomerante, o parâmetro fundamental 
governando as propriedades do concreto usual em virtude da porosidade da pasta hidratada do 
cimento. No concreto usual, tanta água é colocada na mistura que tanto o grosso da pasta 
hidratada de cimento como a zona de transição representam o elo mais fraco na microestrutura 
do concreto, onde o colapso mecânico começa a se desenvolver quando o concreto é submetido 
à carga de compressão ... a maioria das propriedades de resistência do concreto de alto 
desempenho estão relacionadas com a hidratação de silicatos, enquanto na maior parte do 
tempo, o comportamento reológico está controlado pela hidratação da fase intersticial na 
presença de íons de enxofre e de cálcio ...” 
Já que o CAD é um produto em que se busca uma qualidade mais apurada em relação ao 
concreto convencional, deve-se seguir as regras de produção com bastante rigor: 
• A mistura deve ser homogeneizada; 
• Precisão no proporcionamento, sendo feito em massa; 
• Uso de balanças bem aferidas; 
• Controle de umidade dos agregados; 
• Controle de trepidações de forma a evitar uma compactação precoce; 
• Controle do tempo e das condições de transporte para evitar a segregação; 
• Fazer o teste do “slump” na chegada do concreto na obra e antes do lançamento na 
fôrma. Em caso de aumento na consistência que inviabilize o manuseio, pode-se 
adicionar superfluidificantes para facilitar a operação; 
• Fazer o adensamento até a superfície do concreto estar com uma umidade uniforme e 
desapareceremtodas as bolhas de ar superficiais; 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
16
• Proceder a cura, de maneira adequada, por pelo menos sete dias para evitar 
problemas de retração térmica, autógena (que são maiores no CAD) e hidráulica; 
• Manter a pasta com temperatura entre 10º C e 25º C. 
 
Sobre o controle de temperatura do CAD, afirma AÏTCIN (2000): “Se a temperatura do 
concreto logo após a mistura é alta demais, digamos acima de 25ºC, a hidratação é acelerada e 
pode ser difícil manter a mistura numa condição de trabalhabilidade que assegure transporte e 
lançamentos adequados, exceto se a composição do traço for modificada, considerando-se esta 
alta temperatura inicial. Além disso, quando a temperatura do concreto é alta demais, pode ser 
difícil manter um controle mais preciso sobre o ar incorporado, em traços com essa 
característica ...” Por outro lado, se a mistura está fria demais, digamos abaixo de 10ºC, deve ser 
lembrado que os superplastificantes líquidos são menos eficazes na dispersão das partículas de 
cimento, pois a sua viscosidade aumenta drasticamente na medida em que a temperatura diminui. 
Além disso, como temperaturas baixas tornam a hidratação mais lenta, a resistência inicial do 
concreto de alto desempenho pode não aumentar com suficiente rapidez, o que pode levar a um 
atraso oneroso de todo o processo de produção. ... a temperatura ideal de um concreto de alto 
desempenho fresco quando é entregue está entre 15ºC e 20ºC, como no caso do concreto usual.” 
 
2.11 TRANSPORTE, LANÇAMENTO E ADENSAMENTO 
 
Os CAD, em geral, podem ser transportados pelos processos e equipamentos 
convencionais. Devido ao alto teor de aglomerante e agregados de dimensão máxima não muito 
elevada, podem ser transportados por bombeamento. Recomenda-se que o tempo decorrido entre 
a fabricação e o transporte do CAD deve ser o menor possível. 
O lançamento do CAD geralmente não difere do usual nos concretos correntes, e como 
no transporte, deve ser efetuado o mais rápido possível. 
Existem várias técnicas para a compactação dos CAD. São elas: a compactação com rolos 
vibratórios, a compactação com pressão, a vibração combinada com pressão, a vibração 
simultânea com vibradores de imersão e de superfície e a revibração. O método mais eficiente e 
prático para a compactação dos CAD em obras ainda é a vibração interna com vibradores de 
agulha. 
 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
17
2.12 CURA 
 
A necessidade do concreto de alto desempenho ser curado constitui assunto polêmico no 
meio técnico e mesmo o tipo e duração da cura para os partidários de sua adoção são igualmente 
polêmicos. Já nos concretos convencionais, com maior relação a/c, há unanimidade em aceitar 
que a cura adequada é condição essencial para obtenção de um concreto durável conforme as 
especificações do projeto estrutural. Recomenda-se para fabricação dos CAD a cura com 
aspersão ou imersão em água. 
BARBOSA et al. (1999) citam que a cura por imersão em água do CAD provoca 
melhores resultados que o envolvimento em cobertores plásticos pelo fato de que a selagem da 
peça não permite a entrada de água para repor a água perdida na autodessecação causada pela 
baixa relação a/c e microestrutura compacta. Por outro lado, AGOSTINE et al. (1996) 
pesquisando diferentes variações de cura em câmara úmida, complementadas por cura submersa 
ou envoltas em lona ou em ambiente do laboratório até 91 dias, concluíram que para concretos 
de alto desempenho sem sílica ativa, os melhores resultados são obtidos por cura por imersão em 
água, sendo estes resultados tanto melhores quanto mais cedo a imersão for feita. 
Concretos com quantidades de 10% de sílica ativa curados com selagem em lona plástica 
demonstraram eficiência equivalente à cura com imersão em água, concluindo que em condições 
práticas de obra o envolvimento das peças de concreto moldados in loco, especialmente pilares, 
com lona plástica, conduz a resultados melhores que a pulverização intermitente com água. 
Alguns pesquisadores afirmam que a perda de parte da água original da mistura pode 
diminuir a resistência em mais de 40%, devendo-se então, mantê-lo úmido por vários dias ou 
semanas. Essa opinião é contestada por outros autores, que afirmam que no caso dos CAD, que 
contêm geralmente um teor relativamente alto de cimento, contam com a presença de 
superplastificantes e são confeccionados com relação a/c da ordem de 0,3, um período de 7 a 14 
dias de cura úmida seria suficiente para tornar o material impermeável e o prosseguimento da 
cura úmida a partir desse prazo não teria influência significativa na sua resistência à compressão 
ou módulo de elasticidade. A partir daí, a cura ao ar é que melhoraria a resistência. 
 
2.13 CONSIDERAÇÕES ECONÔMICAS 
 
Muitos estudos já foram feitos a respeito da viabilidade da aplicação dos CAD em 
edifícios altos, fazendo comparações com soluções em concreto convencional e análises de 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
18
soluções com CAD variando as resistências características à compressão, com o uso desses em 
toda a estrutura ou somente nos pilares. 
Nos CAR e CAD, o alto consumo de cimento, a incorporação de aditivo 
superplastificante, a adição de sílica ativa, a necessidade do uso de agregados de alta qualidade e 
a maior complexidade do seu uso, inevitavelmente, fazem com que o custo unitário deste 
material seja bastante superior ao dos concretos convencionais. 
Entretanto, a resistência mecânica superior dos CAD, possibilita aos projetistas de 
estruturas reduzir o consumo de concreto aplicado e mais significativamente reduzir o peso de 
aço necessário para os pilares. Outros fatores que interferem nas comparações de custos das 
obras são: 
- reduções de solicitações nas fundações; 
- reduções nas áreas de formas; 
- reduções de custos de manutenção da estrutura, devido a maior durabilidade destas. 
 
O ACI 363R-92 (2001) relata que um CAD é um material que representa o estado-da-arte 
da tecnologia de concreto, portanto, inevitavelmente, tem um custo unitário mais alto, mas em 
muitas aplicações os benefícios da maior resistência superam estes aumentos. Basicamente, 
usando um CAD, comparado a um concreto convencional, tem-se um aumento de maior 
proporção na capacidade de suporte de carga do que nos custos. 
Um dos primeiros estudos interessantes sobre a viabilidade econômica dos CAR, no 
Brasil, foi feito em 1990 e citado em DAL MOLIN et al. (1997). Considerou a realidade 
brasileira e fez uma comparação entre um concreto convencional de 21 MPa e CAD de 60 MPa, 
abordando a estrutura de um edifício com 15 pavimentos em Porto Alegre-RS. No estudo, 
considerando-se o concreto, as armaduras e as formas, (inclusive a mão-de-obra), se comparou, 
também, o uso do CAD só nos pilares e na estrutura como um todo. Com estas comparações 
chegou-se à conclusão de que a aplicação do CAD naquele caso possibilitou reduções de custos. 
O estudo chega a uma economia de 12% no custo da estrutura com o uso de CAD em todas as 
peças estruturais e uma economia de 11,5% com a aplicação de CAD somente nos pilares. 
FERREIRA et al. (2001) fizeram um estudo em que analisou o uso de concreto 
convencional e CAD na estrutura de um edifício de 33 pavimentos em Belém-PA, comparando 
três modelos de soluções estruturais diversas, uma com concreto convencional de 30 MPa, outra 
aplicando CAD de 45 MPa e 60 MPa nos pilares e uma terceira com CAD de 45 MPa e 60 MPa 
nos pilares, vigas e lajes. Quanto aos custos, o estudo concluiu, a partir dos volumes de concreto, 
dos pesos de aço, das formase das cargas nas fundações, que existiu uma economia de 6,7% 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
19
com o uso do CAD nos pilares e de 10,37% do uso de CAD nos pilares, vigas e lajes, 
comparando com a estrutura em concreto convencional. 
Dentro do contexto, visando complementar os estudos dos custos dos CAD, e para 
melhor representar a situação na região metropolitana de Curitiba, também foi desenvolvido um 
estudo de caso comparativo da aplicação de CAD no conjunto arquitetônico Evolution Towers, 
primeira grande aplicação de CAD na cidade e concluída em 2004. 
 
2.14 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DOS CAD 
 
Em 1995, um levantamento de obras em CAD realizadas no Brasil já revelou uma grande 
diversidade de aplicações práticas do material em edifícios comerciais e residenciais, prédios 
públicos, recuperações estruturais, elementos de barragens, pré-moldados, bases de máquinas 
pesadas, pisos industriais, pavimentos de aeroportos, reservatórios de água, etc. 
Um exemplo significativo é o da recuperação do pavimento do vão central da Ponte Rio-
Niterói (Figura 3), em 2000, cuja pavimentação asfáltica foi substituída por uma laje ortópica de 
CAD. 
 
 
Figura 3 – Vão central da Ponte Rio-Niterói. 
 
 
Em 2002, na cidade de São Paulo, o edifício comercial E-Tower (Figura 4) com 149 
metros de altura, foi 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). Com 42 andares 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
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(quatro subsolos) para 800 vagas de garagem, o prédio possui 52000 m² de área construída. A 
seção transversal inicial dos pilares era de 90 x 100 = 0,9 m². Com o emprego do CAD, a seção 
pôde ser reduzida para 60 x 70 = 0,42 m². Isso resultou numa economia de 0,48 m² de concreto, 
que corresponde a 53% do volume de concreto. 
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. 
Em Brasília foi inaugurado o Complexo Predial da Procuradoria Geral da República, em 
agosto de 2002. A edificação é formada por seis blocos, com projeto de Oscar Niemeyer e foi 
utilizado o concreto aparente, ocupando uma área de 70.000 m². O maior de seus blocos possui 
48 metros de altura e foi usado um concreto de 50 MPa de fck . Destaca-se nessa construção, um 
grande cilindro de concreto, que percorre toda altura do prédio e em sua parte superior foi 
colocada uma estrela de oito pontas. As duas estruturas permitiram a eliminação dos pilares no 
pavimento térreo: vigas, lajes e pilares, abaixo da cobertura, estão suspensos por cabos de aço 
atirantados ao pilar cilíndrico central. Essa solução, criativa, foi facilitada pela alta resistência do 
CAD. 
 
 
Figura 4 – Edifício E-Tower. 
 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
21
Outro exemplo a ser citado é o complexo Evolution Towers (Figura 5), situado na região 
metropolitana de Curitiba e concluído em 2004, o qual alcançou a resistência de 60MPa. 
Ocupando uma área de 46.000 m², o empreendimento, com uso do CAD, ganhou uma área 
interna nos pavimentos, principalmente nas garagens e nos pisos térreos. Em virtude de ter 
grandes vãos com poucos pilares, altura prevista de 125 m e pilares delgados, o CAD foi a 
solução, sem comprometer a estrutura do prédio. 
 
 
Figura 5 – Conjunto arquitetônico Evolution Towers (IRMÃOS THÁ S/A). 
 
 
Têm-se vários exemplos de edificações verticais executados com o CAD no Brasil. Em 
São Paulo, já em 1962, o prédio do MASP foi construído com um concreto de fck de 
45 MPa. Também em São Paulo, o Edifício da CNEC foi executado com concreto de 60 MPa e a 
Torre Norte das Nações Unidas, com concreto de 50 MPa. O prédio do Supremo Tribunal de 
Justiça em Brasília foi edificado, em 1993, usando fck de 60 MPa em pilares e ainda em trechos 
de vigas e lajes. Além de exemplos de edificações têm-se obras de recuperação estrutural como o 
Banco Federal de Goiânia, em 1993, o prédio do BNB em Brasília, em 1994, entre outros. 
 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
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3. CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL 
 
3.1 INTRODUÇÃO 
 
O concreto auto-adensável (CAA) é caracterizado pela capacidade de fluir com facilidade 
no interior das fôrmas sob ação exclusiva de seu peso próprio, sem a necessidade de 
adensamento do material, garantindo o preenchimento de todos os espaços vazios de maneira 
uniforme. 
O concreto auto-adensável, também conhecido como concreto fluido ou auto-
compactável, é obtido com a introdução de adições minerais, adições de filers, aditivos químicos 
e superplastificantes ao concreto, que proporciona maior facilidade de bombeamento, excelente 
homogeneidade, resistência e durabilidade. 
O concreto auto-adensável permite ainda a concretagem em regiões com grande 
densidade de armaduras, como ocorre na Figura 6, onde o uso de vibrador é difícil, acabando 
com o risco de exposição do aço e conseqüente deterioração da estrutura. 
 
 
Figura 6 - Lançamento de CAA em estrutura densamente armada (TUTIKIAN, 2004). 
 
 
Relatório Final – Concretos Especiais - Propriedades, Materiais e Aplicações 
 
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A facilidade com que pode ser aplicado o concreto auto-adensável é muito superior ao 
concreto convencional. A velocidade de execução aumenta, requerem-se menos trabalhadores, 
pois dispensa o adensamento e equipamentos e a produtividade chega a ser três vezes maior. 
Outra característica importante do concreto auto-adensável é o fato de ser produzido nas 
mesmas centrais e com os mesmos materiais empregados na produção do concreto convencional: 
brita, areia, cimento, adições e aditivos. 
Atualmente, o concreto auto-adensável vem sendo bastante utilizado em vários países, 
principalmente no Japão e países da Europa. Já no Brasil, o uso do concreto auto-adensável ainda 
é muito incipiente, com poucos registros de utilização. Isto ocorre por vários motivos, dentre 
eles: falta de confiabilidade nos métodos de dosagem existentes, grande diversificação de 
materiais existentes no mercado, falta de normalização de procedimento de ensaios e pouco 
conhecimento do comportamento do concreto auto-adensável com relação às suas propriedades. 
As razões da pequena utilização desta tecnologia até o momento, no Brasil, e, ainda, no 
mundo, estavam ligadas principalmente aos elevados custos dos aditivos utilizados, como 
superplastificantes e modificadores de viscosidade, bem como a falta de conhecimento, no 
Brasil, de métodos de dosagem e produção do CAA. Com a significativa redução dos custos 
destes insumos, bem como, com o avanço tecnológico ocorrido nesta área no país, tem se 
tornado o CAA cada vez mais uma excelente alternativa para a execução das estruturas (GEYER 
& SENA, 2001 e TUTIKIAN, 2004). 
Constantes pesquisas estão sendo desenvolvidas com novos materiais no sentido de obter 
o CAA, de forma que o mesmo se tornará cada vez mais viável, mas apresenta algumas 
desvantagens possíveis de serem contornadas; são as seguintes: não é fácil de ser obtido, 
precisando de mão-de-obra especializada para sua confecção, controle tecnológico e aplicação; 
tem maior necessidade de controle, durante sua aplicação, do que o concreto convencional; 
necessita de cuidados especiais

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