Concreto de alto desempenho

•

UNP

Lucas Freitas

10/10/2017

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CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO COM METACAULINITA

GUILHERME CHAGAS CORDEIRO

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE – UENF

CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ
AGOSTO – 2001

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO COM METACAULINITA

GUILHERME CHAGAS CORDEIRO

“Dissertação de Mestrado apresentada ao Centro de Ciência e Tecnologia, da Universidade
Estadual do Norte Fluminense, como parte das exigências para obtenção de título de Mestre
em Ciências de Engenharia.”

Orientador: Jean Marie Désir

CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ
AGOSTO – 2001

Ficha catalográfica feita na Biblioteca do CCT/UENF

Cordeiro, Guilherme Chagas.
Concreto de alto desempenho com metacaulinita. / Guilherme Chagas
Cordeiro. Campos dos Goytacazes, RJ, 2001.
xiii, 123 f., enc.: 30 cm.

Dissertação (mestrado) M. Sc. em Ciências de Engenharia. Universidade
Estadual do Norte Fluminense. Centro de Ciência e Tecnologia. Laboratório
de Engenharia Civil, 2001.

Bibliografia: f. 108-123.

1. Concreto de alto desempenho. 2. Metacaulinita. 3. Aditivo mineral
I. Título.
CDD – 624.1834

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO COM METACAULINITA

GUILHERME CHAGAS CORDEIRO

Aprovada em 10 de Agosto de 2001.

Comissão Examinadora:

_________________________________________________
Prof. Romildo Tolêdo Dias Filho (D.Sc.) – UFRJ/COPPE

_________________________________________________
Prof. Fernando Saboya Albuquerque Júnior (D.Sc.) – UENF

_________________________________________________
Prof. Jonas Alexandre (D.Sc.) – UENF

_________________________________________________
Prof. Jean Marie Désir (D.Sc.) – UENF
Orientador

Esta dissertação é dedicada a
Antonio José de Almeida Cordeiro

AGRADECIMENTOS

Tenho muito a agradecer a todos que direta ou indiretamente
contribuíram para a realização deste trabalho. À Fenorte pelo indispensável apoio
financeiro concedido.

Ao professor, orientador e amigo Jean Marie pela confiança e apoio
sempre presentes e dedicação durante a elaboração desta dissertação.

Aos amigos de turma Fábio, Franco, Gustavo, Marcos, Niander e Pedro
Paulo. À querida amiga Ane, que sempre esteve presente e disposta a ajudar.

Aos professores, técnicos, funcionários e alunos do Laboratório de
Engenharia Civil da UENF que de alguma forma contribuíram para a
concretização desta pesquisa. Aos professores Thibeut (CCTA/UENF) e Helena
(IGEO/UFRJ), pelos ótimos cursos de estatística experimental e mineralogia das
argilas, respectivamente.

À funcionária da biblioteca da ABCP/SP, Rosemary Pinto, pelo apoio e
tratamento sempre gentil. Ao técnico Flávio Munhoz (ABCP/SP) pela importante
ajuda nos ensaios de análise em granulômetro a laser e de finura.

À professora Sílvia Regina Vieira, da ABCP/SP, pela demonstração de
interesse pelo trabalho e presteza com que esclareceu dúvidas, que muito
contribuíram para a elaboração deste trabalho.

À querida Roberta pela disponibilidade em ajudar, pelo carinho, apoio e
incentivo irrestritos; por sua leitura crítica e discussões que foram muito
importantes para a conclusão desta dissertação.

Aos amigos e familiares, em especial à minha mãe, minha avó, Sheila,
Everaldo e tio Paulo Roberto, pelo apoio e carinho durante toda a minha vida
acadêmica

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS iv
LISTA DE TABELAS viii
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS x
RESUMO xii
ABSTRACT xiii

1. INTRODUÇÃO 1

2. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 4
2.1. APLICAÇÃO 6
2.2. MATERIAIS CONSTITUINTES 7
2.2.1. Cimento Portland 7
2.2.2. Agregado Miúdo 13
2.2.3. Agregado Graúdo 15
2.2.4. Aditivos Químicos 19
2.2.4.1. Aditivos Superplastificantes 20
2.2.5. Água 25
2.3. DOSAGEM DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 25
2.4. PROCESSANDO O CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 28
2.4.1. Mistura 28
2.4.2. Transporte 28

ii
2.4.3. Lançamento 29
2.4.4. Adensamento 29
2.4.5. Cura 30
2.4.6. Controle de Qualidade 31

3. ADITIVOS MINERAIS 34
3.1. ARGILA CALCINADA 39
3.1.1. Metacaulinita 42
3.2. SÍLICA ATIVA 47

4. PROGRAMA EXPERIMENTAL 51
4.1. DEFINIÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA 52
4.2. PRODUÇÃO DA METACAULINITA 54
4.3. CARACTERIZAÇÃO DA METACAULINITA 59
4.4. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS EMPREGADOS 61
4.4.1. Cimento Portland 62
4.4.2. Agregados 63
4.4.3. Sílica Ativa 66
4.4.4. Aditivo Superplastificante 67
4.4.5. Água 68
4.5. ENSAIO DE COMPATIBILIDADE ENTRE CIMENTO
E SUPERPLASTIFICANTE 68

4.6. ENSAIO DE ÍNDICE DE ATIVIDADE POZOLÂNICA 70
4.7. ENSAIOS EM ARGAMASSA 73
4.8. ENSAIOS EM CONCRETO 75
4.8.1. Dosagem de concreto de alto desempenho 75

iii
4.8.2. Processamento do concreto 77

5. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 80
5.1 COMPATIBILIDADE ENTRE O CIMENTO E O
SUPERPLASTIFICANTE 80

5.2. ÍNDICE DE ATIVIDADE POZOLÂNICA 83
5.3. ARGAMASSAS 87
5.4. CONCRETOS DE ALTO DESEMPENHO 89

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 94
6.1. CONCLUSÕES 94
6.2. SUGESTÕES DE FUTURAS PESQUISAS 95

ANEXO A – Aditivos Minerais 97
ANEXO B – Dosagem do Concreto 103

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 108

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 Localização do Município de Campos dos Goytacazes.

2
Figura 2.1 Evolução da hidratação dos compostos do cimento Portland,
em estado puro (Neville, 1997).

10
Figura 2.2 Curvas de resistência à compressão de pastas puras obtidas
com os principais compostos do cimento Portland (Zampieri,
1989).

10
Figura 2.3 Evolução média da resistência à compressão dos distintos
tipos de cimento Portland.

12
Figura 2.4 Influência da lavagem dos agregados na resistência à
compressão do concreto (Almeida, 1994).

18
Figura 2.5 Eficiência da dosagem ótima de superplastificante variando
a relação água/cimento (Chan et al., 1996).

23
Figura 2.6 Efeito do momento de colocação do aditivo
superplastificante a base de naftaleno no abatimento do
concreto (Collepardi apud Dal Molin, 1995).

24
Figura 2.7 Exemplos de resultados do ensaio de miniabatimento (Aïtcin,
1998).

25
Figura 2.8 Fatores básicos para dosagem de concreto (Neville, 1997).

Figura 3.1 Efeito do teor de pozolana na taxa de calor de hidratação
(Massazza e Costa, 1979).

37
Figura 3.2 Controle da expansão álcali-agregado pelo uso de pozolana
no concreto (Mehta, 1981).

38
Figura 3.3 Resistência à compressão aos 28 dias de argamassas
contendo diferentes argilas calcinadas como adições ativas
(He et al., 1995 a). Os valores indicados sobre as barras
correspondem às temperaturas ótimas de queima, em graus
centígrados, para cada argilomineral.
41

v
Figura 3.4 Resistência à compressão de argamassas contendo
metacaulim e sílica ativa (Curcio et al., 1998).

44
Figura 3.5 Evolução do hidróxido de cálcio com o tempo de hidratação
(Frías e Cabrera, 2000).

45
Figura 3.6 Evolução da expansão de prismas de concreto contendo
metacaulim (Ramlochan, 2000).

46
Figura 3.7 Resistência à compressão de concretos com metacaulinita
(Wild et al., 1996 a).

47
Figura 3.8 Representação esquemática de partículas de cimento
Portland numa pasta sem aditivos (a), com aditivo
superplastificante (b) e com aditivo superplastificante e sílica
ativa (c) – Amaral (1988); Aïtcin (1998).

48
Figura 3.9 Redução da porosidade do concreto com e sem substituição
de 10% de cimento Portland por sílica ativa, com o tempo
(Hassan et al., 2000).

49
Figura 3.10 Taxa de exsudação de concretos com e sem sílica ativa
(Bilodeau apud Dal Molin, 1995).

50
Figura 4.1 Jazidas argilosas das amostras 1 (a) e 2 (b).

Figura 4.2 Difratograma de raios-X da amostra 1.

53
Figura 4.3 Difratograma de raios-X da amostra 2.

53
Figura 4.4 Curvas granulométricas das amostras de solos argilosos.

54
Figura 4.5 Fluxograma de produção da metacaulinita (adaptado de
Andriolo, 1999).

55
Figura 4.6 Moinho de bolas utilizado no processo de moagem das
amostras.

55
Figura 4.7 Forno tipo Mufla utilizado para a queima das amostras.

56
Figura 4.8 Análise térmica e diferencial das argilas cauliníticas.

57
Figura 4.9 Análise térmica diferencial da metacaulinita queimada à
650oC.

57
Figura 4.10 Difratogramas de raios-X da amostra 2 nas temperaturas de
queima de 110oC, 450oC e 550oC.

58
Figura 4.11 Distribuição granulométrica da metacaulinita.

vi
Figura 4.12 Duas fotografias (a e b) da metacaulinita.

60
Figura 4.13 Representação esquemática dos locais de coleta dos
materiais naturais.

62
Figura 4.14 Coleta de amostras de granito para caracterização física e
mineralógica; aspecto da jazida.

64
Figura 4.15 Corpo-de-prova NX de granito antes (a) e após ruptura (b)
por compressão simples.

65
Figura 4.16 Difratograma de raios-X da sílica ativa.

67
Figura 4.17 Materiais empregados no ensaio de miniabatimento (a);
Espalhamento da pasta após o ensaio (b).

69
Figura 4.18 Medida da consistência de argamassa conforme NBR 7215
(1996). Amostra após socamento (a) e no fim do ensaio (b).

72
Figura 4.19 Moldagem de corpo-de-prova de argamassa (a), (b) e (c).

74
Figura 4.20 Corpos-de-prova de argamassa contendo 10% de
metacaulinita.

75
Figura 4.21 Ensaio de resistência à compressão. Capeamento de corpo-
de-prova (a) e corpo-de-prova na prensa de ensaio (b).

78
Figura 4.22 Aspecto dos corpos-de-prova após o ensaio de resistência à
compressão. Amostra com 15% de metacaulinita rompida
aos 91 dias (a); amostra com 10% de sílica ativa rompida
aos 28 dias (b).

79
Figura 5.1 Resultados dos ensaios de compatibilidade.

81
Figura 5.2 Decantação do cimento Portland em água (provetas à
direita) e cimento Portland em água com superplastificante
(provetas à esquerda) após: 30 segundos da mistura (a);
após 1 minuto (b); após 5 minutos (c); e após 15 minutos (d).

82
Figura 5.3 Decantação do cimento Portland em água (proveta à direita)
e cimento Portland em água com superplastificante (proveta
à esquerda) após 24 horas (a); detalhe do volume das
partículas decantadas (b).

83
Figura 5.4 Índices de atividade pozolânica com cimento Portland dos
aditivos minerais produzidos a partir das amostras 1 e 2.

Figura 5.5
Índices de atividade pozolânica com cimento Portland da
metacaulinita (material que passa na peneira de malha 250
mm).

vii

Figura 5.6 Índices de atividade pozolânica com cimento Portland da
metacaulinita (material que passa na peneira de malha 75
mm).

86
Figura 5.7 Resistência à compressão de argamassas contendo
metacaulinita.

88
Figura 5.8 Resistência à compressão de concretos de alto
desempenho.

90
Figura 5.9 Relação entre o teor de metacaulinita e a resistência média
à compressão para diferentes idades.

91
Figura 5.10 Corpo-de-prova contendo 10% de metacaulinita após ensaio
de resistência à compressão, aos 28 dias (a); Detalhe da
superfície de ruptura atravessando totalmente os agregados
(b).

92
Figura 5.11 Curvas tensão-deformação para o concreto com
metacaulinita (15%) aos 120 dias.

93
Figura 5.12 Curvas tensão-deformação para o concreto com sílica ativa
(10%) aos 120 dias.

93
Figura A.1 Resistência à compressão de argamassas com cinzas
volantes com vários diâmetros médios de partículas
(Massazza, 1993).

99
Figura A.2 Evolução da resistência à compressão do concreto com
vários teores de escória de alo forno em massa do total de
material cimentício (Hogan e Meusel, 1981).

101
Figura A.3 Desenvolvimento da resistência à compressão de concretos
com diferentes teores de cinza de casca de arroz em
substituição ao cimento (Zhang e Malhotra, 1996).

102
Figura B.1 Porcentagem de vazios para as misturas de areia e brita,
conforme NBR 7810 (1983).

105

viii

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 Compostos principais do cimento Portland (Neville, 1997).

9
Tabela 2.2 Classificação dos cimentos Portland comercializados no
Brasil, segundo a ABNT.

11
Tabela 2.3 Limites granulométricos do agregado miúdo (NBR 7211,
1983).

13
Tabela 2.4 Limites granulométricos do agregado graúdo (NBR 7211,
1983).

15
Tabela 2.5 Classificação dos aditivos químicos segundo a NBR 11768
(EB-1763/1992).

19
Tabela 3.1 Classificação dos aditivos minerais conforme a NBR 12653
(1992).

35
Tabela 3.2 Dados gerais de barragens construídas no Brasil (Saad et
al., 1983 b).

42
Tabela 4.1 Distribuição granulométrica da metacaulinita queimada a
650oC e peneirada na malha 75 mm.

60
Tabela 4.2 Dimensões características da metacaulinita.

60
Tabela 4.3 Análise química da matéria-prima e da metacaulinita.

61
Tabela 4.4 Características dos cimentos Portland CP II E 32 utilizados.

63
Tabela 4.5 Composição mineralógica do granito.

64
Tabela 4.6 Características físicas e mecânicas do agregado graúdo.

65
Tabela 4.7 Características físicas e granulométricas do agregado
miúdo.

66
Tabela 4.8 Características da sílica ativa. 67

Tabela 4.9 Características do aditivo superplastificante.

68
Tabela 4.10 Dosagem de material para as pastas dos ensaios de
miniabatimento.

70
Tabela 4.11 Dosagem de material para argamassas.

72
Tabela 4.12 Dosagem de material para argamassas.

73
Tabela 4.13 Composição dos concretos.

77
Tabela 4.14 Ordem de colocação dos materiais na betoneira.

77
Tabela 5.1 Resultados dos ensaios de compatibilidade cimento-
superplastificante.

80
Tabela 5.2 Valores médios de resistência à compressão e índice de
atividade pozolânica com cimento Portland.

84
Tabela 5.3 Valores médios de resistência à compressão e índice de
atividade pozolânica com cimento Portland.

85
Tabela 5.4 Resistência à compressão das argamassas com relação
água/aglomerante de 0,52.

87
Tabela 5.5 Resistência à compressão
dos concretos.

89
Tabela B.1 Materiais constituintes do concreto de teste.

106
Tabela B.2 Proporcionamento dos materiais do concreto de referência.

107
Tabela B.3 Proporcionamento dos materiais dos concretos com aditivos 107

LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS

A Coeficiente, usado na dosagem, que expressa a qualidade da brita

a/c Relação água/cimento, em massa

ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland

ABNT Associação Brasileira e Normas Técnicas

ACI American Concrete Institute

ASTM American Society for Testing and Materials

BT Boletim técnico

CAD Concreto de alto desempenho

CAR Concreto de alta resistência

CCA Cinza de casca de arroz

CH Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)

CP Cimento Portland

C-S-H Silicato de cálcio hidratado

C3S Silicato tricálcico

C2S Silicato dicálcico

C3A Aluminato tricálcico

C4AF Ferroaluminato tetracálcico

Dmax Diâmetro máximo

fcm3 Resistência média à compressão do concreto aos 3 dias de idade

fcm7 Resistência média à compressão do concreto aos 7 dias de idade

fcm28 Resistência média à compressão do concreto aos 28 dias de idade

fcm91 Resistência média à compressão do concreto aos 91 dias de idade

fccm28 Resistência média à compressão do cimento aos 28 dias de idade

fcd28 Resistência desejada do concreto à compressão especificada aos
28 dias de idade

fck Resistência característica do concreto à compressão especificada
no projeto estrutural

IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A.

ISRM International Society for Rock Mechanics

JCPDS Joint Committe on Powder Diffraction Standards

ma Massa específica da areia

mb Massa específica da brita

mm Massa específica da mistura de agregados

mum Massa unitária compactada da mistura de agregados

MT Manual técnico

MTC Metacaulinita

NBR Norma Brasileira Registrada

NM Norma Mercosul

PV Percentual de vazios numa mistura de agregados

PA Percentual de areia na mistura de agregados

PB Percentual de brita na mistura de agregados

R2 Coeficiente de determinação da regressão linear

SA Sílica ativa

SP Aditivo superplastificante

STG Sistema de Testes Geomecânicos

Tmtc Teor de metacaulinita

xii
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO COM METACAULINITA
Guilherme Chagas Cordeiro

RESUMO

A substituição parcial de cimento Portland por materiais pozolânicos
permite obter concretos e argamassas com propriedades diferenciadas,
superiores em alguns aspectos aos produtos sem adição. Vários são os materiais
utilizados para este fim, dentre os quais destacam-se a sílica ativa, a cinza
volante e as argilas calcinadas. Atualmente no Brasil a sílica ativa é muito
utilizada. Infelizmente, nem sempre este produto é acessível, quer seja pelo
preço, quer seja pela disponibilidade.
Neste trabalho procurou-se caracterizar uma pozolana produzida a
partir da ativação térmica de uma argila caulinítica extraída da planície aluvial do
Rio Paraíba do Sul, no Município de Campos dos Goytacazes/RJ. Após
processos de moagem, queima e peneiramento, a argila desenvolve propriedades
pozolânicas, associadas à formação da metacaulinita (material de elevada
desordem estrutural).
Um programa experimental foi implementado para a comparação entre
produtos com e sem adição mineral, constituído de duas etapas: caracterização e
produção da metacaulinita; e confecção e ensaios em corpos-de-prova de
concretos e argamassas.
A fim de validar o potencial da argila como matéria-prima para a
produção de metacaulinita foram investigadas as seguintes propriedades:
temperatura ótima de queima; índice de atividade pozolânica; compatibilidade
cimento-superplastificante; e resistência à compressão de concretos e
argamassas. Os resultados estão condizentes com a literatura, revelando
incrementos de resistência em concretos e argamassas com metacaulinita.

Palavras-chave: concreto de alto desempenho, metacaulinita, aditivo mineral.

xiii
HIGH-PERFORMANCE CONCRETE CONTAINIG METAKAOLINITE
Guilherme Chagas Cordeiro

ABSTRACT

The partial replacement of Portland cement by pozzolanic materials
allows to obtain concrete and mortars with superiors properties, in some aspects
to the products without addition. There are many materials used to achieve this
goal, such as silica fume, fly ash and calcined clays. Nowadays, the silica fume
have being used a lot in Brazil. Unfortunately, due to price and availability this
product is not oftenly accessible.
In this work the pozzolan was characterized and produced of thermal
activation of an alluvial’s plain kaolinite clay from Paraíba do Sul River, in Campos
dos Goytacazes City. After grinding, firing and sieving processes, pozzolanic
properties are developed, due to metakaolinite formation, which is a material with
high structural disorder.
An experimental program was executed to promote a comparasion
between products with and without mineral addition, constituted for two stages:
metakaolinite production; and making of concretes and mortars samples.
In order to validate the clay’s potential as a raw material for the
metakaolinite production the following properties were investigated: ideal burning
temperature; pozzolanic activity’s index; cement-superplasticizer compatibility; and
concretes and mortars’ compressive strain. The increases in concretes and
mortars resistances with metakaolinite finding are according to literature.

Keywords: high-performance concrete, metakaolinite, mineral admixture.

1. INTRODUÇÃO

Atualmente, poucos materiais têm uso tão difundido na engenharia
quanto o concreto de cimento Portland. Devido às suas excepcionais qualidades,
o concreto possibilitou ao homem moderno mudanças expressivas, tanto na
arquitetura quanto na engenharia, além de seu próprio modo de vida. Os
resultados são novos desafios à pesquisa do concreto, particularmente o que diz
respeito ao concreto de alto desempenho, um material com melhores índices de
resistência e durabilidade, alcançadas a partir de adições químicas e minerais.

O Município de Campos dos Goytacazes, que possui uma população
residente estimada de 371.252 habitantes, destaca-se na Região Norte do Estado
do Rio de Janeiro por sua extensão territorial, ocupando uma área de 4040,4 km2
(CIDE, 2000), conforme Figura 1.1. Cerca de 52% de todo o território municipal é
composto por espessos pacotes argilosos provenientes da migração do leito do
Rio Paraíba do Sul (Ramalho et al., 2001), explorados, em parte, como matéria-
prima para cerâmica vermelha. Diante deste contexto ambiental e da crescente
demanda de aditivos minerais para o concreto, iniciou-se um estudo para o
aproveitamento destes solos argilosos para a produção de uma pozolana, a
metacaulinita.

A metacaulinita é um aluminossilicato de estrutura desordenada,
resultante da ativação térmica de uma argila caulinítica finamente moída. Este
material, apesar de não possuir, por si só, propriedades aglomerantes e
hidráulicas, contém constituintes que a temperaturas ordinárias reagem, em
presença de água, com o hidróxido de cálcio originando novos compostos
hidratados com propriedades cimentícias e insolúveis em água.

2
Desta forma, o objetivo maior da pesquisa concentra-se na
possibilidade de uso e aplicação dos solos argilosos do município para a
produção de um aditivo mineral para concretos
e argamassas de alto
desempenho.

Figura 1.1 – Localização do Município de Campos dos Goytacazes.

Destacam-se ainda os seguintes objetivos específicos:

· Apresentar as características de materiais argilosos da região e propor alguns
critérios de utilização visando-se a viabilidade de obtenção de concretos com
resistência à compressão acima de 50 MPa, aos 28 dias;
RIO DE JANEIRO
Município de
Campos dos
Goytacazes
Campos dos
Goytacazes
Rio do Sul
Lagoa
Feia
Lagoa
de Cima
Oceano
Atlântico
Espírito Santo
Paraíba
Área: 4038 km2
Localização: 41o30’ W
21o45’ S
Metros
20.000

3
· Caracterizar física, química e mineralogicamente a metacaulinita, e verificar seu
desempenho em diversos teores de substituição parcial do cimento Portland em
concretos e argamassas;

· Verificar a influência da temperatura de queima e teor de material fino, presente
na argila a ser calcinada, na atividade pozolânica da metacaulinita, determinando
a temperatura ótima de queima para este aditivo.

A presente dissertação está estruturada em sete Capítulos. O Capítulo 1
compreende a introdução do trabalho de pesquisa, onde é justificada sua
importância e seus objetivos. No Capítulo 2 é apresentada a revisão bibliográfica
referente ao concreto de alto desempenho, considerando aspectos de sua
aplicação, materiais constituintes e procedimentos de produção. Também são
discutidas, neste Capítulo, características de dosagem de concreto de alto
desempenho.

O Capítulo 3 apresenta a revisão bibliográfica sobre os principais aditivos
minerais utilizados em concretos e argamassas de alto desempenho, analisando
suas características e as conseqüências de suas utilizações. Este Capítulo, longe
de apresentar um caráter de manual científico, aborda de forma sucinta aspectos
intrínsecos destes materiais, o que, por vezes, se torna repetitivo, sendo,
entretanto, de extrema relevância para o tema em questão. Inúmeros exemplos
são citados de forma resumida ilustrando pesquisas sobre o tema.

Já no Capítulo 4, o programa experimental é descrito através do detalhamento
dos ensaios realizados e da caracterização dos materiais empregados.

No Capítulo 5 é apresentada a análise dos resultados obtidos no programa
experimental. Neste Capítulo relata-se a caracterização da metacaulinita utilizada
em concretos e argamassas.

O sexto e último Capítulo compreende as conclusões do trabalho assim como
algumas sugestões para futuros trabalhos neste amplo campo de pesquisa que
constitui o concreto de alto desempenho.

2. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

O concreto de alto desempenho é uma evolução dos concretos
produzidos ao longo dos anos. Um maior controle na seleção dos materiais e nas
etapas de dosagem, mistura, adensamento, transporte e cura, aliado ao uso
preciso de aditivos químicos e minerais, permite a produção concreto com
propriedades melhoradas.

O concreto de alta resistência, como era denominado nos anos 70,
hoje é definido não somente em função de sua resistência superior, mas
principalmente destaca-se uma menor permeabilidade, maior resistência ao
desgaste e abrasão, enfim, maior durabilidade. De acordo com Mehta (1996), a
busca por um concreto com maior durabilidade está presente em cerca de 75%
das obras em concreto de alta resistência.

O Americam Concrete Institute, através do Comitê 201 (1994), define a
durabilidade de um concreto como sua habilidade para resistir às ações
atmosféricas, ataques químicos, abrasão e outros processos de deteriorização.
As ações atmosféricas referem-se aos efeitos ambientais, tais como exposição a
ciclos de molhagem secagem e congelamento e descongelamento. Os processos
de deteriorização química incluem ataques de substâncias ácidas e reações de
expansão, tais como reações de sulfatos, reações álcali-agregados e corrosão de
armaduras de aço no concreto.

Deve-se enfatizar que, para adquirir baixos valores de permeabilidade,
é necessária uma mistura densa acarretando uma maior resistência. Ou seja,
estas duas características encontram-se intimamente ligadas. Neville (1997)
destaca que o concreto de alto desempenho não é somente um concreto com

5
altas resistências à compressão, mas que também possui alto módulo de
elasticidade, alta densidade, baixa permeabilidade e resistência aos ataques do
meio externo. Mehta e Aïtcin (1990) definem o concreto de alto desempenho
como um material que possui alta rigidez e estabilidade dimensional e,
principalmente, baixa permeabilidade.

O uso de diversas terminologias para designar o mesmo material, tais
como, concreto de alto desempenho (CAD), concreto de alta resistência (CAR),
ou até mesmo concreto de alta eficiência, tem suscitado a interpretações
controvertidas quanto ao verdadeiro potencial do material, que varia
geograficamente e ao longo do tempo. Segundo Gjorv (1992), na década de 50,
concretos com resistência à compressão de 35 MPa eram considerados
concretos de alta resistência nos Estados Unidos. Nas décadas de 60 e 70
concretos com 50 MPa e 70 MPa, respectivamente, estavam sendo utilizados
comercialmente. Atualmente, concretos com 90 MPa, 100 MPa e até 120 MPa
entraram no campo da construção de edifícios altos, plataformas de petróleo e
pontes, cujas resistências foram definidas com bases sólidas e garantidas com
técnicas rotineiras (Aïtcin e Neville, 1993).

O American Concrete Institute estabelece, no ACI 363 (1991), o valor
de 41 MPa (6000 psi), como limite inferior para concretos de alta resistência, pois
a prática de dimensionamento de estruturas está fundamentada em experimentos
realizados em concretos com resistência à compressão inferior a 41 MPa.

Ainda hoje, de um modo geral, a produção de concretos no município
de Campos dos Goytacazes baseia-se em projetos calculados para uma
resistência característica aos 28 dias inferior a 25 MPa. Sendo assim, é possível
classificar concretos com resistência à compressão superior a 40 MPa, como
concretos de alta resistência.

2.1. APLICAÇÃO

6
A alta resistência à compressão e o alto módulo de elasticidade já nas
idades iniciais, baixa segregação, ausência de exsudação são algumas das
características que justificam a crescente utilização do concreto de alto
desempenho. A partir de 1950 pesquisas e obras difundiram-se por todo o mundo,
com aplicações nos diversos tipos de estruturas. Inúmeros prédios, pontes,
pavimentos, elementos pré-fabricados, obras marítimas, dentre outros, têm sido
construídos com concreto de alto desempenho.

Um estudo realizado por Dal Molin e Wolf (1990) indica uma redução
de cerca de 12% do custo de um edifício de 15 andares, ao se empregar concreto
de alta resistência (fck = 60 MPa) no lugar de um concreto convencional (fck = 21
MPa). Foram considerados os consumos de concreto, armaduras e formas, além
de gastos com a mão de obra. Outros fatores como desformas mais rápidas,
ganho de área útil em virtude das menores seções das peças estruturais e
possibilidade de confecção de elementos mais leves e esbeltos, podem elevar
este valor de economia, justificando ainda mais seu emprego.

Outra vantagem é a grande durabilidade de estruturas feitas com
concreto de alto desempenho. A sua baixa permeabilidade contribui para o
controle de corrosão e carbonatação, além de proteger o concreto de ataques
químicos e biológicos.

Relatos de Almeida et al. (1995) ilustram o grande número e a
diversidade das obras em concreto de alto desempenho no Brasil. Vale
ressaltar a
utilização do concreto de alto desempenho em obras de recuperação e reforço
estrutural, em função, principalmente, da boa aderência com o aço ou com outro
concreto já endurecido, além da alta fluidez que alcança sem segregação.
Canovas (1988) destaca o melhor acabamento superficial alcançado com o
concreto de alto desempenho como conseqüência de seu maior conteúdo de
finos.

De acordo com Aïtcin (1998), o concreto alcançou a resistência e
durabilidade da rocha natural, mas uma “rocha” que pode ser facilmente

7
modelada, reforçada com barras de aço, protendida ou pós-tendida com cabos ou
misturada com qualquer tipo de fibra.

2.2. MATERIAIS CONSTITUINTES

O concreto é um material composto e suas propriedades dependem da
proporção e propriedades de seus componentes, além da interação entre os
mesmos (Neville, 1997). A escolha e adequação dos materiais constituintes
compõem a primeira etapa na elaboração de um concreto de alto desempenho.

Segundo Mehta e Monteiro (1994) a tarefa de escolha dos materiais
não é fácil, tendo em vista que ocorrem grandes variações nas suas composições
e propriedades físicas e químicas.

O concreto de alto desempenho é obtido através de uma mistura de
cimento, agregados, aditivos minerais e químicos e água, com uma baixa relação
água/aglomerante. Aïtcin (1998) considera como baixos os valores menores que
0,40, baseado no fato de que é muito difícil, se não impossível, tornar trabalhável
um concreto feito com os cimentos Portland mais comumente encontrados no
mercado, sem a utilização de um aditivo superplastificante.

A seguir serão descritas as principais propriedades dos constituintes
normalmente utilizados no concreto de alto desempenho. Um estudo mais
detalhado das características e influência dos aditivos minerais no concreto de
alto desempenho encontra-se no Capítulo 3.

2.2.1. Cimento Portland

O cimento Portland é um material pulverulento, aglomerante hidráulico,
composto basicamente de silicatos de cálcio e aluminatos de cálcio que
misturados à água se hidratam e, depois de endurecidos, mesmo que sejam
submetidos novamente à ação da água não se decompõem mais.

8
Para a fabricação do cimento são empregados materiais calcáreos,
como rocha calcárea e gesso, e alumina e sílica, encontradas facilmente em
argilas e xistos. O processo de fabricação do cimento Portland consiste
essencialmente em moer a matéria-prima, misturá-la nas proporções adequadas
e queimar essa mistura em um forno rotativo até uma temperatura de cerca de
1450oC. Nessa temperatura, o material sofre uma fusão incipiente formando
pelotas, conhecidas com clínquer. O clínquer é resfriado e moído, em um moinho
de bolas ou de rolo, até um pó bem fino (geralmente menor que 75 mm), com
adição de um pouco de gesso, resultando o cimento Portland largamente usado
em todo mundo (Neville, 1997). A mistura e moagem das matérias-primas podem
ser feitas tanto em água quanto a seco, daí a denominação dos processos de via
úmida e de via seca. Alguns materiais, como areia, bauxita e minério de ferro, são
adicionados como corretivos, cuja função é suprir as matérias primas de
elementos que não se encontrem disponíveis nas matérias primas principais.

Durante a queima ocorrem inúmeras reações de estado sólido entre as
fases constituintes, reações envolvendo essas fases e a parte fundida do material
e, ainda, a ocorrência de transformações mineralógicas em função do
resfriamento, gerando os principais componentes do cimento (Tabela 2.1), que
quando hidratados fornecem as principais propriedades deste material (Zampieri,
1989). A última etapa de fabricação do cimento Portland constitui-se no
resfriamento imposto aos nódulos produzidos, sendo de grande importância para
a definição da reatividade e estabilidade das fases do clínquer.

Tabela 2.1 – Compostos principais do cimento Portland (Neville, 1997).
Nome do composto Composição em óxidos Abreviação
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF
Notação: CaO: C; SiO2: S; Al2O3: A; Fe2O3: F.

As reações químicas entre os silicatos e aluminatos relacionados na
Tabela 2.1 com a água são denominadas de reações de hidratação do cimento e

9
geram uma massa firme e resistente,. Essas reações de dissolução e formação
de novas fases ocorrem quase que instantaneamente, na medida em que se
adiciona água ao cimento Portland.

De acordo com Mehta e Monteiro (1994), o C3S apresenta rápida
hidratação, desprendendo uma quantidade média de calor, gera um gel de silicato
de cálcio hidratado (C-S-H) e cristais de hidróxido de cálcio Ca(OH)2 (C-H). Este
composto contribui para elevar a resistência inicial da pasta endurecida e
aumentar sua resistência final. Já o C2S, que desprende uma quantidade
pequena de calor durante sua lenta hidratação, também é responsável pelo
aumento de resistência nas idades avançadas e produz um volume menor de
Ca(OH)2, em comparação com o C3S. Responsável pelas primeiras reações de
hidratação, o C3A libera uma grande quantidade de calor para formar aluminatos
hidratados. O C4AF também se hidrata rapidamente (semelhante ao C3A) mas
exerce pouca influência sobre a resistência mecânica da pasta. Ressalta-se que
um dos primeiros avanços no sentido de melhor compreender o processo de
hidratação do cimento Portland foi, inegavelmente, a análise em separado do
comportamento exibido pelas diversas fases do clínquer em pastas hidratadas. A
Figura 2.1, por exemplo, apresenta as velocidades de hidratação dos diferentes
compostos em estado puro.

0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1 10 100 1000
Tempo (dias)
Fr
aç
ão
h
id
ra
ta
da
C2S
C3S
C3A
C4AF

Figura 2.1 – Evolução da hidratação dos compostos do cimento Portland, em estado
puro (Neville, 1997).

10
Na Figura 2.2, por outro lado, reproduz-se as curvas de resistência à
compressão apresentadas por pastas contendo os componentes isolados que
compõem o clínquer. A análise em conjunto das Figuras 2.1 e 2.2 permite
observar as diferentes contribuições das fases que formam o clínquer para as
resistências mecânicas do produto hidratado.

0
10
20
30
40
50
60
70
0 100 200 300
Tempo (dias)
R
es
is
tê
nc
ia
à
co
m
pr
es
sã
o
(M
P
a)
C3S
C2S
C3A
C4AF

Figura 2.2 – Curvas de resistência à compressão de pastas puras obtidas com os
principais compostos do cimento Portland (Zampieri, 1989).

A princípio o cimento Portland pode ser constituído unicamente de
clínquer e de uma substância reguladora de pega, caracterizando o que se
convencionou denominar “cimento Portland comum”. Entretanto, ao longo do
tempo, outros materiais começaram a ser utilizados em conjunto com o clínquer,
constituindo os “cimentos com adições”. Desta forma, a ABNT define o cimento
Portland em tipos e classes de acordo com os seus componentes e propriedades.
A classe do cimento caracteriza sua resistência mínima potencial aos 28 dias,
sendo dividida em três níveis: 25 MPa, 32 MPa e 40 MPa. A Tabela 2.2 apresenta
a classificação dos principais tipos de cimentos comercializados no Brasil.

11
Tabela 2.2 – Classificação dos cimentos Portland comercializados no Brasil, segundo a
ABNT.
Composição (percentual em massa)
Tipo de
cimento Sigla
Clínquer
+
gesso
Escória
granulada de
alto-forno
Material
pozolânico
Material
carbonático
Comum
CP I
CP I – S
100
95 – 99
–
1 – 5
Composto
CP II – E
CP II – Z
CPII – F
56 – 94
76 – 94
90 – 94
6 – 34
–
–
–
6 – 14
–
0 – 10
0 – 10
6 – 10
Alto-forno CP III 25 – 95 35 – 70 – 0 – 5
Pozolânico CP IV 45 – 85 – 15 – 50 0 – 5
Alta res.
Inicial CP V – ARI 95 – 100 – – 0 – 5
Branco
estrutural CPB 75 – 100* – – 0 – 25
* No cimento branco é utilizado um clínquer com baixos teores de óxidos de ferro e manganês.
Obs.: Se a sigla do cimento estiver acrescida do sufixo RS significa que o cimento Portland é
resistente aos sulfatos (por exemplo: CP III – 40 RS).

A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) através da BT-
106 (1999) mostra a evolução média da resistência à compressão dos diferentes
tipos de cimento Portland (Figura 2.3).

0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30
Idade (dias)
R
es
is
tê
nc
ia
à
co
m
pr
es
sã
o
(M
P
a)
CP I-S CP II CP III CP IV CP V

Figura 2.3 – Evolução média da resistência à compressão dos distintos tipos de cimento
Portland.

Para aplicação em concreto de alto desempenho, Mehta e Aïtcin (1990)
comentam que é possível a produção com qualquer tipo de cimento, sendo

12
preferível, no entanto, o cimento Portland comum e aqueles com elevado teor de
C3S e C2S. De acordo com Neville (1997), os dois silicatos necessitam
praticamente da mesma quantidade de água para hidratação, mas o C3S produz
mais que o dobro da quantidade de hidróxido de cálcio, quando comparado com o
C2S. Isto proporciona uma menor durabilidade quanto ao ataque de águas ácidas
e/ou sulfatadas. O hidróxido de cálcio no concreto pode reagir com um agregado
ácido (calcedônia, por exemplo) dando origem a um silicato de cálcio hidratado.
Esta reação, contudo, causa um aumento de volume indesejável.

Na opinião de Howard e Leatham (1989), não há critérios científicos
fixos que especifiquem o cimento mais adequado para o concreto de alta
resistência. Parrot (1969) indica que só é necessária uma seleção criteriosa do
cimento, quanto ao tipo, para concretos com uma resistência acima de 90 MPa. O
melhor cimento para concreto de alto desempenho é, de acordo com o ACI 363
(1991), o que apresenta menor variabilidade em termos de resistência.

De acordo com Vieira et al. (1997) a escolha do tipo de cimento vai ser
função não só da disponibilidade de mercado mas, sobretudo, das propriedades
que o concreto a ser produzido deverá possuir. O autores enfatizam que, para
cada situação específica de projeto, todas as condições deverão ser avaliadas
detalhadamente, desde as especificações de projeto, condições de cura e
aplicação, cronograma de execução, e o que mais se fizer necessário para que o
cimento escolhido seja o mais adequado, contribuindo, desta forma, para o
aumento da vida útil da estrutura de concreto.

Enfim, para a escolha satisfatória do cimento Portland utilizado na
produção do concreto de alto desempenho, exige-se conhecimento técnico e
científico deste material.

2.2.2. Agregado Miúdo

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) classifica o
agregado miúdo em zonas (muito fina, fina, média e grossa), de acordo com sua

13
composição granulométrica. A Tabela 2.3 mostra a classificação, de acordo com a
NBR 7211 (1983).

Tabela 2.3 – Limites granulométricos do agregado miúdo (NBR 7211, 1983).
Porcentagem, em massa, retida acumulada na peneira ABNT Abertura da
peneira (mm) Zona 1
(muito fina)
Zona 2
(fina)
Zona 3
(média)
Zona 4
(grossa)
9,50 0 0 0 0
6,30 0 a 3 0 a 7 0 a 7 0 a 7
4,80 0 a 5¨ 0 a 10 0 a 11 0 a 12
2,40 0 a 5¨ 0 a 15¨ 0 a 25¨ 5¨ a 40
1,20 0 a 10¨ 0 a 25¨ 10¨ a 45¨ 30¨ a 70
0,60 0 a 20 21 a 40 41 a 65 66 a 85
0,30 50 a 85¨ 60¨ a 88¨ 70¨ a 92¨ 80¨ a 95
0,15 85¨ a 100 90* a 100 90* a 100 90* a 100
¨ Pode haver tolerância de, no máximo, 5 pontos percentuais em um só dos limites
marcados com o símbolo “¨” ou distribuídos em vários deles;
* Para agregado miúdo resultante de britamento este limite poderá ser de 80.

Um dos principais requisitos para a escolha do agregado miúdo baseia-
se na demanda de água de mistura. Segundo o ACI 363 (1991), um agregado
miúdo de partículas arredondadas e textura lisa requer menor quantidade de água
e, por esta razão, é indicado para o concreto de alto desempenho. Como este
concreto apresenta um alto teor de material fino (dosagem alta de cimento e uso
de aditivos minerais), recomenda-se agregado miúdo de forma angular, módulo
de finura acima de 3,0 e diâmetro máximo de 4,8 mm (ACI 363, 1991; Canovas,
1988). Dal Molin (1995) comenta que a seleção do agregado miúdo está
condicionada ao consumo de água, fator essencial para garantir uma relação
água/aglomerante baixa.

Segundo Amaral Filho (1989), com areia natural quartzosa, bem
graduada e dentro das especificações, é possível a obtenção de concretos com
resistências de até 170 MPa.

Vieira et al. (1997) afirmam que os agregados miúdos exercem maior
influência na mistura que os agregados graúdos. Isto se deve ao fato de que a
superfície específica dos agregados finos é bem maior e, portanto, necessitam de
mais pasta para envolver seus grãos. Teores elevados de agregados miúdos
produzirão concretos mais plásticos. Por outro lado, a diminuição da quantidade

14
de agregado miúdo acarreta um decréscimo no teor de pasta necessário,
reduzindo o custo final do concreto.

É imprescindível após a escolha adequada do agregado miúdo, que
haja um rigoroso controle de qualidade, pois pequenas variações no teor de
umidade e/ou granulometria podem ocasionar mudanças significativas nas
propriedades do concreto fresco e endurecido. Neville (1997) sugere que o teor
de umidade seja verificado freqüentemente numa obra de concreto, pois seu valor
varia conforme o clima e posição de uma amostra no monte de agregado em
estoque.

Ainda segundo Neville (1997), quando não for possível a utilização de
agregados naturais*, deve-se atentar para a granulometria do material britado.
Neste caso, obtém-se mais material menor de 75 mm, que gera perda de
trabalhabilidade e um pequeno decréscimo na resistência à compressão do
concreto.

Enfim, deve-se procurar uma proporção ótima de agregados miúdos e
graúdos, de acordo com suas características de granulometria e forma, a fim de
que uma mistura mais compacta seja obtida, ao menor consumo de pasta
possível, e conseqüentemente, ao menor custo.

2.2.3. Agregado Graúdo

O termo agregado graúdo descreve partículas maiores que 4,8 mm,
responsáveis por cerca de 60% do volume do concreto. Desta forma, os efeitos
que este material pode gerar no concreto fresco e endurecido devem ser
estudados com atenção. A Tabela 2.4 apresenta os limites granulométricos
estabelecidos pela NBR 7211 (1983), com as respectivas graduações dos
agregados graúdos.

* São consideradas areias naturais aquelas que foram reduzidas ao seu tamanho presente pela ação de
agentes naturais.

15
Tabela 2.4 – Limites granulométricos do agregado graúdo (NBR 7211, 1983).
Porcentagem retida acumulada, em massa, nas peneiras de abertura nominal (mm) No
76 64 50 38 32 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8 2,4
0 – – – – – – – 0 0-10 – 80-100 95-100
1 – – – – – 0 0-10 – 80-100 92-100 95-100 –
2 – – – – 0 0-25 75-100 90-100 95-100 – – –
3 – – 0 0-30 75-100 87-100 95-100 – – – – –
4 0 0-30 75-100 90-100 95-100 – – – – – – –

Em geral, estes agregados são procedentes de jazidas naturais, seja
na forma de pedregulhos, seixos ou pedra britada. Rochas ígneas, como granito e
basalto, metamórficas como gnaisse e leptinito e sedimentares, como arenitos e
calcáreos, são utilizadas em todo mundo. Também podem ser empregados em
concreto agregados de escória de alto-forno, de cinza volante e agregados
reciclados (rejeitos de construção e resíduos cerâmicos, por exemplo).

De acordo com Mehta e Monteiro (1994) e Danielsen (1997) as
características mais significativas dos agregados graúdos são:

· Resistência à compressão;
· Resistência à abrasão;
· Módulo de elasticidade;
· Massa específica e massa unitária;
· Absorção;
· Porosidade;
· Composição granulométrica, módulo de finura e dimensão máxima;
· Forma e textura superficial;
· Substâncias deletérias.

A escolha do agregado graúdo é mais complexa que a do agregado
miúdo, pois suas propriedades físicas, químicas e mineralógicas afetam
consideravelmente a obtenção das propriedades de resistência e durabilidade no
concreto.

Estudos realizados por Helland (1988), com concretos de várias
classes de resistência, utilizando um agregado graúdo de boa qualidade (seixo

16
britado), verificaram que para resistências menores que 80 MPa o concreto se
comporta como um material composto. Isto porque as fissuras se desenvolvem na
pasta e na interface agregado-pasta. Para resistências entre 80 MPa e 100 MPa a
capacidade de carga do agregado e da pasta tem a mesma ordem de grandeza.
Desta forma, as fissuras penetram também nos agregados e o material tem um
comportamento homogêneo. Com valores de resistência acima de 100 MPa, o
concreto adquire novamente um comportamento típico de compósitos, sendo o
agregado o componente mais frágil.

Gonçalves et al. (1994), verificaram em um estudo realizado com
agregados rochosos da cidade do Rio de Janeiro, que o agregado graúdo pode vir
até mesmo a restringir as propriedades do concreto. Constataram, usando
gnaisse e granito, que a existência de concretos de resistências menores que as
da argamassa e a ocorrência exclusiva de fraturas intergranulares eram
indicativos de que os agregados graúdos foram os limitadores das resistências do
concreto.

Segundo Aïtcin e Neville (1993) os agregados graúdos menores são
geralmente mais resistentes que os agregados maiores. Isto se deve ao processo
de britagem, que ocorre preferencialmente em zonas potencialmente fracas na
rocha matriz. Assim, quanto menor o agregado utilizado, menor a incidência de
zonas fracas. Além disso, de acordo com Dal Molin (1995), quanto menor o
agregado, menor a superfície capaz de reter água durante a exsudação do
concreto fresco, o que propicia uma zona de transição de menor espessura e,
conseqüentemente, mais resistente.

Almeida (1994) comenta que a alta resistência do agregado é uma
condição necessária, mas não suficiente, para a produção de concreto de alto
desempenho. O autor destaca a fragilidade da interface agregado-pasta. Mesmo
com agregados de grande resistência à compressão, atinge-se um limite acima do
qual não é possível elevar a resistência do concreto com o fortalecimento da
pasta: o concreto rompe na ligação agregado-pasta.

17
Nos concretos de alto desempenho, comenta Nuñez (1992), há uma
transferência direta de tensões entre a pasta e o agregado graúdo a cargas
relativamente baixas. Assim, o módulo de elasticidade do concreto é fortemente
influenciado pelas propriedades elásticas do agregado graúdo.

A distribuição granulométrica de um agregado é um fator muito
importante pois altera a demanda de água de um concreto. O fator
água/aglomerante no concreto de alto desempenho deve ser o menor possível,
desta forma a quantidade de água deve ser minimizada, para um determinado
abatimento.

Segundo Neville (1997) um agregado inadequado quanto a sua forma
pode influenciar a trabalhabilidade da mistura e o acabameto superficial dos
elementos de concreto. O comitê ACI 363 (1991) demonstra que, embora
agregados com formas angulares possam produzir concretos com resistências
mecânicas superiores, efeitos opostos podem surgir na demanda de água e
trabalhabilidade se a angulosidade for muito acentuada.

Gomes et al. (1995) sugerem uma relação inversa entre a resistência à
compressão do concreto e a abrasão “Los Angeles” do agregado graúdo.
Segundo os autores, quanto menor for o percentual de abrasão obtido no ensaio,
maior será resistência alcançada pelo concreto. Tal fato evidencia a influência do
agregado graúdo na resistência do concreto.

Frazão e Paraguassu (1998) recomendam uma análise petrográfica do
agregado graúdo para identificação dos tipos de minerais, seus estados de
alteração, suas granulações e suas quantidades. Isto permite a identificação de
minerais que posam vir a comprometer a durabilidade do concreto.

Estudos realizados por Fonseca Silva et al. (1998), utilizando
agregados de granito, calcáreo e seixos rolados, indicam um aumento de 5% a
10% na resistência à compressão de concretos em virtude da lavagem dos
agregados antes da confecção do concreto. Resultados semelhantes foram
obtidos por Almeida (1994), conforme ilustra a Figura 2.4.

40
60
80
100
120
Condição de limpeza dos agregados
R
es
is
tê
nc
ia
à
co
m
pr
es
sã
o
(M
Pa
)
concreto 1 concreto 2 concreto 3
materiais
in natura
brita
lavada
brita e areia
lavadas

Figura 2.4 – Influência da lavagem dos agregados na resistência à compressão do
concreto (Almeida, 1994).

2.2.4. Aditivos Químicos

A NBR 11768 (EB-1763/1992) define os aditivos como sendo produtos
que adicionados ao concreto de cimento Portland em pequenas quantidades
modificam algumas de suas propriedades, no sentido de melhor adequá-las a
determinadas condições. De acordo com Neville (1997), o motivo do grande uso
de aditivos químicos é a capacidade de proporcionar ao concreto consideráveis
melhorias físicas e econômicas. Essas melhorias incluem o uso do concreto em
condições nas quais seria difícil ou até mesmo impossível utilizá-lo sem aditivos.

O Comitê ACI 212 (1992) lista algumas finalidades importantes para as
quais os aditivos químicos são empregados:

· Aumentar a plasticidade do concreto mantendo constante o teor de
água;
· Reduzir a exsudação e a segregação;
· Retardar ou acelerar o tempo de pega do concreto;

19
· Acelerar a velocidade de desenvolvimento da resistência mecânica
das primeiras idades;
· Retardar a taxa de evolução de calor durante a hidratação do
cimento;
· Aumentar a resistência a ciclos de congelamento e descongelamento;
· Aumentar a durabilidade do concreto em condições extremas de
exposição.

Os aditivos são classificados em virtude das alterações que causam
nas propriedades do concreto fresco e/ou endurecido. Segundo Mehta (1996), os
aditivos variam amplamente quanto à composição química e muitos
desempenham mais de uma função; conseqüentemente, é difícil classificá-los de
acordo com as suas funções. A Tabela 2.5 apresenta a classificação de aditivos
químicos empregada no Brasil, segundo a NBR 11768 (EB-1763/1992).

Tabela 2.5 – Classificação dos aditivos químicos segundo a NBR 11768 (EB-1763/1992).
Tipo Classificação Tipo Classificação
P Plastificante A Acelerador
R Retardador PA Plastificante acelerador
PR Plastificante retardador IAR Incorporador de ar
SP Superplastificante SPA Superplastificante acelerador
SPR Superplastificante retardador

Uma vez que a redução da relação água/aglomerante
é primordial para
a obtenção do concreto de alto desempenho a utilização de aditivos redutores de
água faz-se imprescindível. O uso de aditivos superplastificantes é
preponderante, uma vez que aumenta a fluidez do concreto a níveis muito
elevados, sem alterar outras características, permitindo produzir, através da
redução da relação água/aglomerante, concretos com alta resistência e maior
durabilidade.

2.2.4.1. Aditivos Superplastificantes

Os superplastificantes, também chamados de redutores de água de
alta eficiência ou superfluidificantes, consistem de tensoativos aniônicos de

20
cadeia longa e massa molecular elevada (20000 a 30000). Quando adsorvido
pelas partículas de cimento, o tensoativo confere uma forte carga negativa, a qual
auxilia a reduzir consideravelmente a tensão superficial da água circundante e
aumentar acentuadamente a fluidez do sistema (Mehta e Monteiro, 1994)

Os superplastificantes podem ser agrupados em quatro grandes
categorias, de acordo com sua composição química (Ramachandran, 1984;
Bucher, 1988; Aïtcin et al., 1994 a):

· Condensados sulfonados de melamina-formaldeído;
· Condensados sulfonados de formaldeído-naftaleno;
· Condensados de lignossulfonatos modificados;
· Outros, como ésteres de ácido sulfônico e ésteres de carboidratos.

Atualmente as duas primeiras categorias mencionadas são mais
largamente utilizadas, pois apresentam maior eficiência como redutores de água e
menor incidência de efeitos secundários (Aïtcin, 1998; Sponholz, 1998).

O principal efeito das cadeias longas do superplastificante, segundo
Neville (1997), é o de ficarem adsorvidas nas partículas de cimento, conferindo-
lhes uma carga altamente negativa de modo que elas passam a se repelir. Isso
provoca defloculação e dispersão das partículas de cimento. A melhoria resultante
da ação do superplastificante pode ser aproveitada de dois modos distintos.
Permite para a mesma relação água/aglomerante e o mesmo teor de água na
mistura um aumento considerável da trabalhabilidade do concreto, mantendo a
mistura coesiva. Outra forma, seria para obter concretos com trabalhabilidade
normal, mas com uma resistência extremamente alta, devido a uma substancial
redução da relação água/aglomerante.

A defloculação se deve à redução das forças de atração entre
partículas com cargas opostas. Já a dispersão ocorre pela introdução da força
repulsiva entre partículas, devido à alta carga negativa conferida às partículas de
cimento pela adsorção do aditivo. Quanto maior a adsorção melhor será a

21
dispersão das partículas de cimento e mais homogênea será a microestrutura da
pasta.

De acordo com Huynh (apud Jiang et al., 1998) a reologia do concreto
de alto desempenho pode ser afetada por parâmetros relativos ao cimento, ao
superplastificante e a interação entre eles, dentre os quais os mais significativos
são:

· Composição química do cimento, especialmente a quantidade de C3A
e álcalis;
· Finura do cimento Portland;
· Quantidade e tipo de sulfato de cálcio no cimento;
· Natureza química e massa molecular do superplastificante;
· Grau de sulfonatação do superplastificante;
· Dosagem e método de adição à mistura do superplastificante.

Os aditivos superplastificantes interagem com o C3A, que é o primeiro
componente do cimento a hidratar-se, e sua reação é controlada pelo sulfato de
cálcio, produto adicionado ao clínquer para controlar o tempo de pega do cimento.
Uma certa quantidade de aditivo é necessária durante a mistura para obter a
trabalhabilidade desejada, no entanto, é imprescindível que o superplastificante
não seja totalmente fixado pelo C3A. Se a fixação ocorrer é porque íons sulfatos
não foram liberados a tempo de reagirem com o C3A (Tagni-Hamou e Aïtcin,
1993). Quando os íons sulfatos são liberados vagarosamente, o cimento e o
aditivo superplastificante são ditos incompatíveis.

O problema da incompatibilidade entre cimento e superplasticante pode
também existir no concreto convencional, mas é muito mais acentuado no
concreto de alto desempenho (Sponholz, 1998). Isto é devido a menor quantidade
de água disponível para receber os íons sulfatos no concreto de alto desempenho
e a alta dosagem de cimento, proporcionando mais C3A à mistura.

A quantidade de superplastificante necessária para obtenção de uma
pasta com fluidez definida aumenta com a área específica do cimento Portland.

22
Quanto mais fino o cimento, mais superplastificante é requerido para obter dada
trabalhabilidade.

As moléculas do superplastificante podem ser adsorvidas no C3S.
Aïtcin et al. (1987) observaram que, com um aumento na dosagem de
superplastificante, o desenvolvimento do calor de hidratação é retardado. Este
fenômeno de adsorção foi demonstrado pela observação direta de um
superplastificante marcado com enxofre através de estudos conduzidos por
Onofrei e Gray apud Aïtcin (1998).

De acordo com Neville (1997), um cimento ideal para concreto de alto
desempenho, do ponto de vista reológico, não deve ser muito fino (superfície
específica menor que 400 m2/kg) e deve apresentar um teor muito baixo de C3A,
cuja atividade é facilmente controlada pelos íons sulfato provenientes da
dissolução dos sulfatos do cimento Portland.

Um estudo realizado por Chan et al. (1996) mostra a variação no
comportamento de quatro superplastificantes em concretos com abatimento entre
150 e 200 mm em função da redução da relação água/cimento. De acordo com a
Figura 2.5, pode-se concluir que, para os aditivos testados, os superplastificantes
à base de melamina e naftaleno são mais eficientes em baixos valores de relação
água/cimento. Geralmente, a consistência do concreto diminui com o aumento da
dosagem de superplastificante até um valor, além do qual, passa a ser pequeno o
efeito. Essa é a dosagem ótima (Neville, 1997).

23
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0,20 0,30 0,40 0,50 0,60
Relação a/c
D
os
ag
em
ó
tim
a
(%
e
m
m
as
sa
d
e
ci
m
en
to
)
Naftaleno Policarboxílico Lignosulfato Melamina

Figura 2.5 – Eficiência da dosagem ótima de superplastificante variando a relação
água/cimento (Chan et al., 1996).

Estudos de Kumar e Roy (1986) revelam que o uso de
superplastificante em pastas de cimento, sujeitas a diferentes métodos de cura,
levam a um decréscimo do volume total de poros e ao refinamento da estrutura de
poros das pastas hidratadas. A mesma conclusão é obtida por Khatib e Mangat
(1999). O refinamento dos poros, além da redução de seu volume, diminui a
permeabilidade e aumenta a resistência, permitindo a obtenção de concretos
muito mais duráveis. Vale ressaltar, que o processo denominado refinamento dos
poros é a transformação de um sistema contendo grandes vazios capilares em
um sistema composto de numerosos poros mais finos.

O superplastificante tem maior eficiência quando colocado na mistura
alguns minutos após a água de amassamento. A Figura 2.6 (Collepardi apud Dal
Molin, 1995) mostra o efeito de um aditivo a base de naftaleno no abatimento de
um concreto, onde se observa um aumento de cerca de 100% no abatimento
inicial quando a colocação do aditivo é retardada em 1 minuto.

24
0
50
100
150
200
250
A
ba
tim
en
to
(m
m
)
Concreto testemunho (sem superplastificante)
Colocação retardada do aditivo (após 1 minuto do início da mistura)
Colocação imediata (com a água de amassamento)
a/c = 0,45
consumo de cimento = 350 kg/m3
dosagem de superplastificante
= 0,4% de sólidos
por massa de cimento

Figura 2.6 – Efeito do momento de colocação do aditivo superplastificante a base de
naftaleno no abatimento do concreto (Collepardi apud Dal Molin, 1995).

O comportamento reológico em traços com baixa relação
água/aglomerante não é definido pelas especificações do superplastificante e do
tipo de cimento Portland. Faz-se, portanto, necessário experimentá-los e verificar
como se comportam frente aos complexos fenômenos químicos envolvidos (Aïtcin
et al., 1994 a). Vários métodos são empregados para avaliar a compatibilidade
aditivo cimento e a dosagem ótima de superplastificante. Dentre os mais
utilizados estão: método de Kantro ou miniabatimento (Kantro, 1980; Bucher,
1988; Neville, 1997) e método do cone de Marsh (Neville, 1997; Aïtcin, 1998; de
Larrard, 1999). A Figura 2.7 (Aïtcin, 1988) mostra os resultados do ensaio de
miniabatimento para duas combinações de cimento-superplastificante, uma
compatível e outra incompatível.

25
T e m p o ( s )
Á
re
a
d
e
e
sp
a
lh
a
m
e
n
to
(
cm
2
)
c o m p a t í v e l
i n c o m p a t í v e l
a / c = 0 , 3 5
T = 2 0 oC

Figura 2.7 – Exemplos de resultados do ensaio de miniabatimento (Aïtcin, 1998).

2.2.5. Água

A água introduzida no concreto como um de seus componentes tem
duas funções. Uma parte, denominada água de amassamento, contribui para
garantir uma trabalhabilidade adequada. A outra permite o desenvolvimento das
reações químicas no concreto, tanto de hidratação do cimento Portland, quanto
reações pozolânicas com os aditivos minerais e/ou constituintes do cimento
empregado. Segundo o ACI 363 (1991), os mesmos requisitos de qualidade
exigidos para água de concretos convencionais devem ser cumpridos no concreto
de alto desempenho. De acordo com Neville (1997), águas potáveis, ligeiramente
ácidas, não são prejudiciais ao concreto.

2.3. DOSAGEM DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

A dosagem é através do qual são determinadas as proporções dos
materiais constituintes necessárias para a produção de um concreto que atenda a
determinadas propriedades pré-fixadas. Estas propriedades são, em geral,
resistência mecânica, durabilidade e trabalhabilidade.

26
Segundo Helene e Terzian (1992) a dosagem pode ser entendida como
o proporcionamento adequado dos materiais constituintes, com o atendimento
das seguintes condições principais:

· Exigências de projeto;
· Condições de exposição e operação;
· Tipo de agregado disponível economicamente;
· Técnicas de execução;
· Custo.

Para Neville (1997) os fatores básicos a serem considerados na
dosagem do concreto estão representados na Figura 2.8. A seqüência de
decisões também é mostrada até se chegar à quantidade de cada material
constituinte por betonada. O autor comenta ainda que a trabalhabilidade pode ser
controlada por um teor adequado de superplastificante e o teor de água pode ser
fixado a partir da relação água/cimento para a obtenção de uma certa resistência.

Método de
controle
Resistência
mínima
Granulometria do
agregado total
Proporções de cada
Resistência
média cimentícios
Capacidade
da betoneira
Natureza dos
Trabalha-
bilidade
Idade para a
materiais resistência
especificada
Método de
adensamento
Proporções
da mistura
Exigências
térmicas
Relação
água/cimento
Dimensões da seção
ou espaçamento
Tamanho máximo
do agregado
Forma e textura
do agregado
Exigências
de durabilidade
componente
por betonada
tamanho do agregado
Teor de
cimento
Massa de cada

Figura 2.8 – Fatores básicos para dosagem de concreto (Neville, 1997).

27
Para Mehta e Monteiro (1994) o proporcionamento de materiais é mais
uma arte que uma ciência, tendo em vista a complexidade de fatores envolvidos,
os quais exigem um amplo conhecimento das propriedades do concreto.
Rougeron e Aïtcin (1994) compartilham desta opinião, porém destacam que os
princípios básicos para o proporcionamento do concreto devem ser bem
conhecidos, e a tecnologia atual oferece muitos meios para a sua obtenção.

Diversos métodos têm sido propostos e utilizados na dosagem e na
quantificação do concreto de alto desempenho, dentre os quais: de Larrard
(1990); Mehta e Aïtcin (1990); ACI 363 (1993); Rougeron e Aïtcin (1994); Domone
e Soutsos (1994); Day (1996); O’Reilly (1998); Bharatkumar et al. (2001). Aïtcin
(1998) comenta que a diversidade de trabalhos sobre dosagem resulta do fato do
concreto estar se tornando um material mais complexo do que uma simples
mistura de cimento, agregados e água, e é cada vez mais difícil predizer suas
propriedades teoricamente.

Carino e Clifton (1991) enfatizam a maior complexidade no
proporcionamento de materiais para o concreto de alto desempenho, quando
comparado com métodos tradicionais de dosagem de concretos convencionais
(20 MPa a 40 MPa). O uso de materiais pozolânicos em combinação com o
cimento Portland é freqüente. Os agregados devem ser cuidadosamente
selecionados para a obtenção de alta resistência e/ou alto módulo de elasticidade.
Aditivos químicos são necessários para garantir a trabalhabilidade do concreto e
elevar sua durabilidade.

O’Reilly (1998) comenta que um dos objetivos fundamentais de um
processo de dosagem é criar uma metodologia que leve em conta as condições
próprias de cada lugar e os recursos materiais disponíveis, para atingir
características pré-definidas, sem, obviamente, elaborar regras gerais de
aplicação do concreto.

28
2.4. PROCESSANDO O CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

De acordo com o ACI 363 (1991) os meios normalmente utilizados para
a produção do concreto de alto desempenho são semelhantes aos utilizados nos
concretos usuais. Entretanto, a escolha e o controle dos materiais são mais
críticos para o concreto de alto desempenho, na medida em que a relação
água/aglomerante é baixa. Aïtcin (1998) comenta que a participação do concreto
de alto desempenho no mercado ainda é muito pequena, razão pela qual não se
justifica o uso de técnicas diferenciadas para a produção, o transporte e o seu
lançamento, exceto em aplicações especiais.

2.4.1. Mistura

O concreto de alto desempenho pode ser produzido tanto na obra
quanto em usinas concreteiras. Devem ser observados, no entanto: o tipo de
balança utilizada para cada material, a umidade dos agregados, as condições
climáticas do local de concretagem, o tipo de misturador e o tempo mistura (ACI
363, 1991).

De acordo com Aïtcin (1998), o tempo de mistura é usualmente maior
para o concreto de alto desempenho do que para concretos usuais. Devido a
diversidade dos materiais empregados na confecção de um concreto é difícil
formular regras específicas para a mistura. A introdução do superplastificante na
mistura deve ser também avaliada para obter a maior eficiência (vide item 2.2.4).

2.4.2. Transporte

O transporte do concreto deve ser efetuado o mais rápido possível a
fim de minimizar os efeitos de enrijecimento e perda de trabalhabilidade. O
método e equipamento utilizados devem levar em conta aspectos econômicos e
técnicos de forma a assegurar que o concreto não irá segregar-se. As condições
de uso, os materiais utilizados, o acesso a obra, a capacidade requerida, o tempo

29
de entrega e as condições climáticas, são alguns fatores que interferem na
escolha do método e equipamento adotado para o transporte.

O principal problema enfrentado durante o transporte
do concreto de
alto desempenho é a perda de consistência ou fluidez com o tempo. Isto é
resolvido com dosagens repetidas de aditivos superplastificantes ou com o uso de
aditivo retardador de pega. A utilização de dosagens sucessivas de
superplastificantes deve ser utilizada com cautela com relação a segregação do
concreto (Mehta e Monteiro, 1994). Testes de compatibilidade entre o aditivo
retardador e superplastificante devem ser efetuados para assegurar o máximo
tempo possível da trabalhabilidade requerida em projeto (Costenaro e Isa, 2000).

2.4.3. Lançamento

O lançamento do concreto de alto desempenho pode ser realizado
segundo os métodos tradicionalmente usados, como linhas de bombeamento,
guindastes, caçambas e correias transportadoras. O lançamento, em geral, é
mais simples quando comparado com concretos usuais, devido a maior
trabalhabilidade do concreto de alto desempenho, promovida pelo uso de
superplastificantes e aditivos minerais.

2.4.4. Adensamento

A finalidade do adensamento é alcançar a maior compacidade possível
da massa de concreto. O ACI 363 (1991) recomenda que a vibração mecânica
interna seja utilizada para concreto de alto desempenho. Usualmente o concreto
de alto desempenho apresenta um abatimento alto. Acredita-se então que não há
necessidade de vibração intensa. Porém devido à sua consistência viscosa e alta
coesão, grandes bolsas de ar e bolhas ficam aprisionadas e devem ser
eliminadas pelo adensamento (Aïtcin, 1998). Mehta (1996) destaca que a
vibração adequada faz com que o excesso de água na mistura seja levado para a
superfície onde é perdido por evaporação.

30
2.4.5. Cura

A cura, um dos procedimentos mais críticos na confecção de um
concreto, tem como função principal manter a umidade da mistura durante o
período de hidratação dos materiais cimentícios, além de minimizar a retração. A
cura em concreto de alto desempenho é altamente recomendada em função da
baixa relação água/aglomerante e alto teor de materiais cimentícios, sendo
essencial para garantir a durabilidade adequada de superfícies expostas,
desenvolvimento das resistências mecânicas e controle da fluência e retração.
Sabe-se que a falta de uma cura adequada pode influir na qualidade final do
concreto, independente dos cuidados com preparo, transporte, lançamento e
adensamento.

As adições minerais trazem como conseqüência o refinamento dos
poros da pasta de cimento e da zona de transição por meio de suas ações de
densificação e de atividade pozolânica (Mehta e Monteiro, 1994). Desta forma, o
concreto de alto desempenho pode alcançar uma estrutura porosa descontínua e
de baixa permeabilidade com poucos dias de hidratação, reduzindo o tempo de
cura quando comparado com o concreto convencional. Aïtcin (1998) considera 7
dias como um período suficientemente longo para reduzir drasticamente a
retração do concreto. Em todo caso, conclui o autor, a cura com água nunca deve
ser inferior a 3 dias.

Ramezanianpour e Malhotra (1995) estudaram o comportamento de
diferentes concretos com adições minerais (escória de alto-forno, cinza volante e
sílica ativa), com relação água/aglomerante de 0,50, em diferentes tipos de cura:
cura úmida após desmoldagem; cura a temperatura ambiente; cura a temperatura
ambiente após 2 dias de cura úmida; e cura a temperatura de 38oC com umidade
relativa do ar de 65%. Os concretos com cura úmida apresentaram, após 180
dias, melhores resultados de resistência à compressão, permeabilidade e
penetração de cloretos. Já os concretos que não receberam cura após
desmoldagem foram os que mostraram piores desempenhos nas propriedades
verificadas.

31
Vários autores (Aïtcin et al., 1994 b; Agostini e Nunes, 1996; Neville,
1997) afirmam que a cura do concreto de alto desempenho com imersão em água
produz melhores resultados do que o envolvimento com cobertores plásticos. Mas
o tipo de cura adotado depende de inúmeros fatores, como por exemplo, o
tamanho e tipo de elemento estrutural a ser curado.

2.4.6. Controle de Qualidade

O controle de qualidade é fundamental para assegurar o alto
desempenho do concreto na estrutura. A escolha criteriosa dos materiais e
procedimentos de execução já foi destacada nos itens anteriores. A NBR 16655
(1996) fixa as condições exigíveis para o preparo, controle e recebimento do
concreto.

A determinação da consistência do concreto pelo abatimento do troco
de cone (slump test) e a ruptura de amostras para obtenção da resistência à
compressão são os parâmetros mais utilizados no controle de um concreto.

O tamanho e forma dos corpos-de-prova influenciam na resistência
determinada. No Brasil são utilizados basicamente moldes metálicos cilíndricos
medindo150 mm de diâmetro por 300 mm de altura e de 100 mm x 200 mm.

Com o advento do concreto de alta resistência foi conveniente reduzir
as dimensões do tradicional cilindro de 150 mm x 300 mm, tendo em vista a sua
adequação às cargas máximas das prensas hidráulicas utilizadas normalmente.
Por exemplo, para romper um concreto de 50 MPa numa prensa de ensaio,
utilizando corpos-de-prova de 150 mm x 300 mm, é necessária uma força de 880
kN, aproximadamente.

O uso de corpos-de-prova cilíndricos de 100 mm x 200 mm, afirmam
Valois (1994) e Ferrari et al. (1996), facilita e agiliza o controle de resistência,
tornando o processo mais econômico, sem prejuízo nos resultados. Estudos de
Agnesini e Silva (1994) indicam a utilização de corpos-de-prova de 75 mm x 150

32
mm para concretos com diâmetro máximo do agregado de 9,50 mm
(microconcretos) e, para concretos com brita 1 (Dmax £ 19,0 mm), o emprego de
cilindros de 100 mm x 200 mm é recomendado.

Vários autores sugerem uma correlação entre os valores de resistência
obtidos para amostras de 100 mm x 200 mm e 150 mm x 300 mm. Moreno (1990)
encontrou valores de resistência 1% maiores para os corpos-de-prova de 100 mm
x 200 mm. Neville (1997) afirma que dimensões de 100 mm x 200 mm tendem a
apresentar valores de resistência e de desvio padrão um pouco maiores do que
os de 150 mm x 300 mm. No entanto este valor deve ser pequeno, provavelmente
na ordem de 3%. De acordo com um estudo realizado por Giammusso et al.
(2000), existe uma equivalência entre os resultados dos ensaios com corpos-de-
prova com dimensões 150 mm x 300 mm e 100 mm x 200 mm.

Quando é realizado o ensaio de compressão o prato da prensa entra
em contato com a superfície do topo do corpo-de-prova que, em virtude do
processo de moldagem, apresenta imperfeições e não é perfeitamente plana.
Nessas circunstâncias, surgem concentrações de tensões e a resistência é
diminuída (ACI 363, 1991, Neville, 1997). Para evitar este problema é essencial
que as superfícies sejam planas. O capeamento dos topos com argamassa de
enxofre ou de cimento, o esmerilhamento das faces e o uso de capeamentos não
aderentes, como placas de neoprene e caixa de areia, são os meios utilizados
para tal finalidade.

O capeamento com argamassa de enxofre (enxofre com cimento, areia
quartzosa moída ou argila calcinada), desde que sua espessura seja menor que
2,0 mm, pela facilidade de aplicação, baixo custo, boa aderência e elevada
resistência nas primeiras horas de idade, tem sido o método mais utilizado nos
ensaios de compressão axial (Bucher e Rodrigues, 1983). Neville (1997) afirma
que o capeamento com mistura de enxofre é satisfatório para concretos com
resistência de até 100 MPa. Segundo Bucher e Rodrigues (1983), não há
restrição para o uso do enxofre para níveis de resistência à compressão