Adição de Cal hidratada no concreto e seus efeitos

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UFSM 
Dissertação de Mestrado 
 
EFEITOS DA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA EM 
CONCRETOS COM ALTOS TEORES DE ADIÇÃO 
MINERAL NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS E NA 
SOLUÇÃO AQUOSA DOS POROS DO CONCRETO 
 
 
Márcia Dal Ri 
 
 
 
PPGEC 
 
 
 
 
Santa Maria, RS, Brasil 
 
 
 
2002 
 
 
 
 
 
2
 
 
EFEITOS DA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA EM 
CONCRETOS COM ALTOS TEORES DE ADIÇÃO 
MINERAL NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS E NA 
SOLUÇÃO AQUOSA DOS POROS DO CONCRETO 
por 
Márcia Dal Ri 
 
 
 
Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Civil, Área de Concentração em 
Materiais de Construção, da Universidade Federal de Santa Maria 
(UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de 
 Mestre Em Engenharia Civil. 
 
 
 
 
PPGEC 
 
 
 
 
Santa Maria, RS – Brasil 
 
 
2002 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3
 
 
Universidade Federal De Santa Maria 
Centro de Tecnologia 
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil 
 
 
A Comissão Examinadora, abaixo assinada, 
aprova a Dissertação de Mestrado 
 
EFEITOS DA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA EM 
CONCRETOS COM ALTOS TEORES DE ADIÇÃO 
MINERAL NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS E NA 
SOLUÇÃO AQUOSA DOS POROS DO CONCRETO 
 
elaborado por 
Márcia Dal Ri 
 
 
como requisito parcial para a obtenção do grau de 
Mestre em Engenharia Civil 
 
COMISSÃO EXAMINADORA: 
 
Prof. Dr. Antônio Luiz G. Gastaldini (orientador)- UFSM/RS 
 
 
Prof. Dr. Geraldo Cechella Isaia – UFSM/RS 
 
 
Profa. Dra. Denise Dal Molin – URGS/RS 
Santa Maria, 15 de agosto de 2002. 
 
 
 
 
 
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Agradeço, inicialmente a Deus, 
pois sem ele nada seria possível, agradeço também 
 a todas as pessoas que de alguma forma, 
 contribuíram para que este trabalho fosse concluído. 
 E principalmente a minha família 
 que em todos os momentos me deu apoio e compreensão. 
 
 
 
 
 
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RESUMO 
Dissertação de Mestrado 
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil 
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil 
 
 
EFEITOS DA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA EM CONCRETOS COM 
ALTOS TEORES DE ADIÇÃO MINERAL NA PENETRAÇÃO DE 
CLORETOS E NA SOLUÇÃO AQUOSA DOS POROS DO CONCRETO 
 
Autora: Márcia Dal Ri 
Orientador: Prof. Dr. Antônio Luiz G. Gastaldini 
Santa Maria, 30 de junho de 2002 
 
A principal forma de degradação das estruturas é a corrosão da armadura, seja 
devido à ação de íons cloreto ou à carbonatação. A substituição do cimento 
por grandes quantidades de adições minerais resulta em diminuição dos teores 
de hidróxido de cálcio na solução dos poros e num aumento da velocidade de 
carbonatação. Este trabalho teve por objetivo verificar o efeito da adição de 
cal hidratada, com o intuito de repor àquela consumida pelas reações 
pozolânicas, em misturas binárias e ternárias compostas com altos teores de 
adições minerais, cinza volante, cinza de casca de arroz e escória de alto 
forno, na penetração de cloretos e composição da solução aquosa dos poros do 
concreto Foram investigadas 11 misturas aglomerantes, sendo uma de 
referência, e as demais contendo cinza volante, cinza de casca de arroz e 
escória de alto forno. Os níveis de resistência foram definidos em função das 
relações água/aglomerante 0,35, 0,45 e 0,55, e tempo de cura, 28 e 91 dias. 
Posteriormente, foram construídas as curvas de Abrams que possibilitaram 
uma análise em dois níveis de resistência, 40 MPa e 55 MPa. Os ensaios 
realizados foram resistência à compressão axial, penetração de cloretos 
segundo a ASTM C 1202 e composição da solução aquosa dos poros. Da 
análise dos resultados obtidos, constatou-se redução na penetração total de 
cloretos para todas as misturas com adição, variando de acordo com o tipo e 
teor de substituição da adição, comparadas àquela de referência, tanto para 
igualdade de relação a/ag quanto para os mesmos níveis de resistência, 40 
MPa e 55 MPa. Verificou-se redução na condutividade específica das misturas 
aglomerantes investigadas, em relação àquela de referência. Para todas as 
misturas investigadas, a adição de cal hidratada resultou num aumento nos 
valores de resistência à compressão, permeabilidade a cloreto e condutividade 
da solução aquosa dos poros. 
 
 
 
 
 
6
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
RESUMO ...................................................................................................... viii 
ABSTRACT .....................................................................................................ix 
LISTA DE TABELAS ....................................................................................... x 
LISTA DE FIGURAS ..................................................................................... xii 
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ....................................................... xiv 
INTRODUÇÃO ............................................................................................... 1 
CAPÍTULO I 
CORROSÃO DAS ARMADURAS POR CLORETOS, MECANISMO DE 
PENETRAÇÃO............................................................................................... 5 
1.1 - Introdução .............................................................................................. 5 
1.2 – Corrosão das armaduras por cloretos ................................................... 6 
1.3 –Mecanismo de penetração de íons cloretos.......................................... 14 
CAPITULO II 
EFEITOS DAS ADIÇÕES MINERAIS NA DURABILIDADE DO CONCRETO 
FRENTE A CLORETOS................................................................................ 19 
2.1 - Efeitos das adições minerais na estrutura da pasta.............................. 23 
2.2 - Efeitos das adições minerais na composição da solução aquosa dos 
poros.............................................................................................................. 26 
2.3 - Efeito das adições minerais na relação Cl-/OH- e na retenção de 
cloretos.......................................................................................................... 29 
 
 
 
 
 
7
 
CAPITULO III 
INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL ............................................................. 33 
3.1 - Introdução ............................................................................................ 33 
3.2 - Metodologia da pesquisa............. ........................................................ 35 
3.3 - Ensaios de caracterização dos materiais ............................................ .37 
3.3.1 - Cimento........ ..................................................................................... 37 
3.3.2 - Pozolana ........................................................................................... 40 
3.3.3 - Cal Hidratada .................................................................................... 42 
3.3.4- Agregados ...........................................................................................43 
3.3.5 - Superplastificante ...............................................................................43 
3.4 - Dosagem dos concretos ....................................................................... 45 
3.4.1 - Cura e preparação dos corpos de prova ........................................... 48 
3.5 – Sequência de ensaios ......................................................................... 49 
3.5.1 - Resistência à compressão ....... ........................................................ 49 
3.5.2 - Penetração de cloreto ....................................................................... 50 
3.5.3 – Relação iônica Cl-/OH-.......................................................................50 
3.5.4 – Solução aquosa dos poros ............................................................... 51 
CAPITULO IV 
ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ......................................... 54 
4.1 - Introdução ............................................................................................ 54 
4.2 - Análise dos resultados de resistência à compressão .......................... 55 
4.3 – Análise dos resultados de penetração de cloreto ............................... 63 
4.3.1 – Análise da penetração média de cloretos............ ............................ 68 
4.3.2 - Análise da penetração total de cloretos para resistência de 40 MPa, 
aos 91 dias.................................................................................................. 71 
4.3.3 - Análise da penetração total de cloretos para resistência de 55 MPa, 
aos 91 dias ................................................................................................ 73 
4.3.4 – Relação Cl-/OH-. ............................................................................... 79 
4.4- Análise dos resultados da solução aquosa dos poros ...........................80 
4.5 -Integração dos resultados ..................................................................... 84 
 
 
 
 
 
8
 
4.5.1 - Resistência à compressão versus penetração de cloreto ..................84 
4.5.2 - Penetração de cloreto versus cloretos retidos................................... 86 
4.5.3 – Penetração de cloretos versus solução aquosa dos poros................87 
CONCLUSÃO .............................................................................................. 89 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIAS .............................................................. 93 
 
 
 
 
 
 
 
9
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
TABELA 1.1 – Teor limite de cloretos (Andrade, 1992 citado por Forte, 
1995)........................................................................................8 
TABELA 3.1 – Características físico/químicas do cimento...........................38 
TABELA 3.2 – Características físicas das pozolanas.....................................38 
TABELA 3.3 – Dados granulométricos do cimento e pozolanas...................39 
TABELA 3.4 – Composição química do cimento e pozolanas.......................39 
TABELA 3.5 – Denominação, teor de pozolana e cal para as diferentes 
misturas investigadas.............................................................41 
TABELA 3.6 – Características físicas dos agregados miúdo e 
graúdo....................................................................................44 
TABELA 3.7 – Quantidade de material utilizado por m3 de 
concreto..................................................................................46 
TABELA 3.8 – Idades de ensaio e tamanho dos corpos de prova.................48 
TABELA 3.9 – Condutividade equivalente de íons aquosos numa 
concentração infinita em 250C...............................................53 
TABELA 4.1 – Resistência à compressão e índice médio de resistência 
aos 28 e 91 dias......................................................................56 
TABELA 4.2 – Constantes de Abrams para os resultados de resistência à 
compressão aos 28 e 91 dias..................................................59 
 
 
 
 
 
10
 
TABELA 4.3 – Relação água/aglomerante e consumo de cimento para 
igualdade de resistência de 40 MPa, aos 91 
dias.........................................................................................61 
TABELA 4.4 – Relação água/aglomerante e consumo de cimento para 
igualdade de resistência de 55 MPa, aos 91 
dias.........................................................................................61 
TABELA 4.5 – Penetração total e índice médio de penetração de 
cloretos...................................................................................64 
TABELA 4.6 – Penetração de cloretos em concretos baseado nos 
resultados obtidos no teste da ASTM C 1202........................67 
TABELA 4.7 – Constantes de Abrams para os resultados de penetração 
de cloretos aos 28 e 91 dias...................................................67 
TABELA 4.8 – Penetração de cloretos total para igualdade de resistência de 
40 MPa, aos 91 dias...............................................................72 
TABELA 4.9 – Penetração de cloretos total para igualdade de resistência de 
55 MPa, aos 91 dias...............................................................75 
TABELA 4.10 – Alcalinidade, teor de cloreto retido e relação iônica Cl-/OH-
, aos 91 dias........................................................................75 
TABELA 4.11 – Análise da solução aquosa dos poros, para relação a/ag 
0,55, aos 91 dias.................................................................... 81 
TABELA 4.12 – Na2Oeq, condutividade e condutividade relativa para 
relação a/ag 0,55, aos 91 
dias........................................................................................ 82 
 
 
 
 
 
11
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
FIGURA 1.1 – Corrosão do aço induzida por cloretos. (HANSSON, 1995, 
citado por HANSSON et al, 1998)........................................11 
FIGURA 1.2 – Taxa de corrosão do aço em função do tempo de vida útil da 
estrutura. (ANDRADE, 1992 citado por FORTES, 
1995)......................................................................................12 
FIGURA 3.1 – Difração de raio X da cinza de casca de 
arroz.......................................................................................42 
FIGURA 4.1 – Resistência à compressão versus relação 
água/aglomerante, aos 28 dias...............................................58 
FIGURA 4.2 – Resistência à compressão versus relação 
água/aglomerante, aos 91 dias...............................................59 
FIGURA 4.3 – Consumo de cimento para resistência à compressão de 40 
MPa, aos 91 dias....................................................................62 
FIGURA 4.4 – Consumo de cimento para resistência à compressão de 55 
MPa, aos 91 dias....................................................................62 
FIGURA 4.5 – Penetração de cloretos versus relação a/ag, aos 28 dias, para as 
diferentes misturas.................................................................65 
FIGURA 4.6 – Penetração de cloretos versus relação a/ag, aos 91 dias, para as 
diferentes misturas.................................................................65 
FIGURA 4.7 – Índice médio de penetração de cloretos, aos 28 e 91 
dias.........................................................................................70 
 
 
 
 
 
12
 
FIGURA 4.8 – Penetração total de cloretos para igualdade de resistência de 
40 MPa...................................................................................73 
FIGURA 4.9 – Penetração total de cloretos para igualdade de resistência de 
55 MPa...................................................................................74 
FIGURA 4.10 – Teores de cloreto totais retidos no concreto.........................77 
FIGURA 4.11 – pH das misturas investigadas ..............................................81 
FIGURA 4.12– Condutividade específica, em ohm-1, para relação a/ag 
0,55, aos 91 dias....................................................................82 
FIGURA 4.13 – Condutividade específica, em %, para relação a/ag 0,55, aos 
91 dias....................................................................................83 
FIGURA 4.14 – Correlação entre penetração de cloretos e resistênciaà 
compressão em igualdade de relação a/ag, aos 91 
dias.........................................................................................84 
FIGURA 4.15 – Penetração de cloretos em igualdade de resistência à 
compressão, aos 91 dias.........................................................85 
FIGURA 4.16 – Correlação entre penetração de cloretos, em Coulombs, e o 
teor de cloretos totais retidos, para as misturas sem adição de 
cal hidratada...........................................................................86 
FIGURA 4.17 – Correlação entre condutividade específica e penetração 
de íons cloretos, aos 91 dias, sem adição de cal 
hidratada.................................................................................87 
FIGURA 4.18 – Correlação entre condutividade específica e penetração 
de íons cloretos, aos 91 dias, com adição de cal 
hidratada.................................................................................88 
 
 
 
 
 
 
 
13
 
 
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 
 
 
 
a/ag - Relação água/aglomerante (cimento + pozolana), em massa 
a/c - Relação água/cimento, em massa 
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ARI – Cimento Portland de alta resistência inicial 
BaCl2 – Sulfato de bário 
BaSO4 – Cloreto de bário 
C3A – Aluminato tricálcico 
C3S – Silicato tricálcico 
C/S – Relação cálcio/sílica 
Ca2+ - Íons cálcio 
CA – Cinza de casca de arroz 
CaO – Óxido de cálcio 
CaSO4 – Sulfato de cálcio 
CCA – Cinza de casca de arroz 
CH – Hidróxido de cálcio 
Cl – Íons cloreto 
Cl- - Íons cloreto 
Cl-/OH- - Relação iônica entre cloretos e hidroxilas 
CO2 – Anidrido carbônico ou dióxido de carbono 
CP – Cimento portland 
C-S-H – Silicatos de cálcio hidratados 
Cu – Penetração unitária de cloretos 
 
 
 
 
 
14
 
CV – Cinza volante 
D10 – Diâmetro (µm) abaixo do qual encontram-se 10% das partículas 
D50 – Diâmetro (µm) abaixo do qual encontram-se 50% das partículas 
D90 – Diâmetro (µm) abaixo do qual encontram-se 90% das partículas 
fc – Resistência à compressão, em MPa 
Fe2+ – Íons ferro 
H – Moléculas de água (H2O) 
HCl – Ácido clorídrico 
IC – Índice de penetração média de cloretos 
ICu – Índice de penetração unitária de cloreos 
K+ - Íons potássio 
Na+ - Íons sódio 
NaCl – Cloreto de sódio 
Na2O – Óxido de sódio 
Na2Oeq – Equivalente alcalino em sódio 
NaOH – Hidróxido de sódio 
O2 – Oxigênio 
OH- - Íons hidroxila ou hidroxila 
pH – Potencial de hidrogênio ou hidrogeniônico 
REF – Concreto de referência, sem adição mineral 
SiO2 – Dióxido de silício 
SO42- - Óxido de enxofre 
UR – Umidade relativa do ar 
φ - Diâmetro 
 
 
 
 
 
 
15
 
 
CAPÍTULO I – COROSÃO DAS ARMADURAS POR CLORETOS, 
MECANISMO DE PENETRAÇÃO 
 
1.1 – INTRODUÇÃO 
 
 
O concreto é um material caracterizado por apresentar bom 
comportamento quando submetido a esforços de compressão. Entretanto, é 
baixa sua resistência à tração, sendo, por isso, associado ao aço, constituindo o 
concreto armado. O concreto e o aço são materiais de construção compatíveis, 
não apresentando problemas quanto à dilatação térmica e são largamente 
utilizados na construção civil. 
As armaduras de aço, estando em contato com o ar atmosférico e a 
umidade, voltam ao seu estado original, sofrendo corrosão metálica, que é a 
transformação de materiais metálicos, pela ação química ou eletroquímica do 
meio-ambiente. (AMPADU et al, 1999). 
O concreto protege a armadura sob dois aspectos: o físico e o químico. 
Quanto à primeira proteção é devida à barreira física proporcionada pelo 
cobrimento sobre a armadura, cuja eficiência depende da qualidade e 
espessura do cobrimento de concreto; a proteção química resulta do elevado 
pH existente na solução aquosa dos poros do concreto, permitindo, assim, a 
formação de uma fina película protetora, conhecida como camada de 
passivação. 
 
 
 
 
 
16
 
A destruição da camada passivadora pode ser devido à ação do dióxido 
de carbono (CO2) ou íons cloreto (Cl-), sendo que a presença simultânea de 
oxigênio e umidade, resulta no processo de corrosão da armadura. 
 
 
 
1.2 – CORROSÃO DA ARMADURA POR CLORETOS 
 
 
A vida útil de projeto entende-se pelo período de tempo no qual se 
mantém as características das estruturas de concreto, sem exigir medidas 
extras de manutenção e reparo, isto é, após esse período que começa a efetiva 
deterioração da estrutura. A vida útil pode ser modificada pela ação de agentes 
agressivos, principalmente os íons cloretos, que provém tanto do meio 
externo, como podem estar presentes no seio do concreto, oriundos da água de 
amassamento, agregados ou de aditivos a base de cloretos. Outro agente 
agressivo é o CO2, responsável pela carbonatação do concreto, que causa uma 
diminuição da alcalinidade do concreto. 
Conforme WEE et al (2000), a resistência à compressão e relação a/ag 
são convencionalmente empregadas para descrever a qualidade do concreto. 
Atualmente são feitas identificações e avaliações independentes das 
propriedades que devem ser consideradas em estruturas expostas a ambientes 
marinhos. Permeabilidade a cloretos do concreto é uma propriedade intrínseca 
que precisa para ser avaliado, especialmente em construções de estruturas que 
podem estar expostas a meio-ambiente marinho. A corrosão, que é induzida 
 
 
 
 
 
17
 
por cloretos, em concreto armado, é a maior causa de deterioração prematura e 
degradação de estruturas de concreto. 
Segundo AL-MOUDI & MASLEHUDDIN (1993), o concreto protege a 
armadura fisicamente graças a impermeabilidade da estrutura, com o retardo 
de ingresso de agentes agressivos para o interior da estrutura. A proteção 
química é proveniente do elevado pH na solução aquosa dos poros, que forma 
um tênue filme de proteção, conhecido como camada de passivação. Sua 
integridade e qualidade de proteção depende da alcalinidade (pH). Bem 
hidratado o cimento Portland contém de 15 a 30 % de hidróxido de cálcio e 
outros álcalis, usualmente encontrados na solução dos poros, cujo pH está 
entre 13 e 13,5. 
Os poros do concreto de pequenas dimensões são ocupados pela fase 
aquosa do concreto, contendo componentes iônicos, como OH-, Na+, Ca2+,K+ e 
SO4 2-. 
De acordo com NEVILLE (1997), a camada de passivação na superfície 
do aço se forma logo após o início da hidratação do cimento, consiste de γ-
Fe2O3, firmemente aderente ao aço. Enquanto esta película de óxido estiver 
presente, o aço permanece intacto. 
AL MOUDI E MASLEHUDDIN (1993) afirmam que a corrosão das 
armaduras é devido, principalmente aos íons cloretos, e que as condições 
agressivas do meio-ambiente, caracterizadas por elevadas temperaturas, 
variação de umidade e presença de íons agressivos como sais de cloreto e 
sulfato, são entendidos como principais fatores contribuintes na deterioração 
da estrutura de concreto. Entretanto, a relação entre corrosão e concentração 
de cloretos no aço ainda não possui aceitação universal, AL MOUDI E 
MASLEHUDDIN (1993), JENSEN et al (1999). 
 
 
 
 
 
18
 
A tabela 1.1 apresenta o teor limite de cloretos proposto pelas diversas 
normas. Segundo FORTES (1995), um valor médio aceito para o teor de 
cloreto é de 0,4% em relação à massa de cimento ou 0,05% a 0,1% em relação 
à massa do concreto. 
De acordo com a Norma Brasileira, NBR-6118, o máximo teor de 
cloretos é de 500mg/l, em relação à água de amassamento do concreto. 
Na América do Norte, segundo NEVILLE (1997), o teor de íons cloreto 
no concreto armado é fixado em 0,15% da massa de cimento. 
TABELA 1.1- Teor limite de cloretos(ANDRADE, 1992 citado por 
FORTES, 1995). 
 
Norma 
 
Teor Limite de Cl− para 
concreto armado (% em 
relação a Massa de 
Cimento) 
EH − 88 0,40 
pr EN − 206 0,40 
BS − 8110/85 0,20 − 0,40* 
ACI − 318/83 0,15 − 0,30 − 1,00** 
 * O limite varia em função do tipo de cimento 
 ** O limite varia em função da agressividade ambiental 
 
HANSSON et al (1998) cita que os cloretos contidos na solução dos 
poros não podem ser usados sozinhos para medir a taxa de corrosão. Assim, 
enquanto um teor de Cl- mínimo contido pode ser necessário para iniciar o 
 
 
 
 
 
19
 
processo corrosivo, a taxa subsequente de corrosão é controlada por outros 
fatores, como resistividade, porosidade, pH, e disponibilidade de oxigênio. 
Parte dos cloretos combinam-se com o aluminato tricálcico (C3A) e 
formam principalmente o cloroaluminato de cálcio, conhecido por sal de 
Friedel (C3A.CaCl2.10H2O). Este sal se incorpora à fase sólida do cimento 
hidratado. Outra parte é fisicamente retida por adsorção à superfície dos poros 
de gel. Finalmente uma terceira parte fica dissolvida na fase aquosa dos poros, 
formando os cloretos livres, que penetram através do concreto, até alcançar a 
armadura, podendo desencadear o processo corrosivo (FORTES, 1995). 
A concentração de íons cloreto depende da concentração de outros íons 
presentes. Para um dado teor de íons cloreto, quanto maior a concentração de 
hidroxila (OH-), maior a quantidade de cloretos livres. Por esse motivo, 
considera-se que a relação Cl-/OH- influencia na evolução da corrosão, 
(NEVILLE,1997). 
Para THOMAS (1996), o risco de corrosão do aço aumenta com o 
aumento da relação Cl-/OH- presente na solução dos poros, sendo a relação 
crítica proposta de 0,61. 
O mecanismo de corrosão do aço, no concreto, só se desenvolve em 
presença de água, ou ambiente com umidade relativa elevada (U.R. > 60%). A 
corrosão só ocorre quando atendidas as seguintes condições básicas: 
existência de um eletrólito, deve existir uma diferença de potencial de eletrodo 
e presença de oxigênio.Assim, não há corrosão em concreto seco, nem 
tampouco em concreto totalmente saturado, devido não haver suficiente 
acesso de oxigênio. 
Para FORTES (1995), a corrosão é um processo desenvolvido de modo 
espontâneo como o de qualquer pilha eletroquímica onde existam um ânodo, 
 
 
 
 
 
20
 
um cátodo, um eletrólito e a presença de um condutor elétrico. A ausência de 
um desses elementos impedirá o início da corrosão ou cessará o processo, caso 
já esteja em andamento. 
Segundo NEVILLE (1997), a corrosão pode ser descrita como segue. 
Quando existe uma diferença de potencial elétrico entre dois pontos do aço no 
concreto, forma-se uma célula eletroquímica: com uma região anódica e uma 
região catódica ligadas pelo eletrólito na forma de água dos poros da pasta 
endurecida. Os íons Fe++, com carga elétrica positiva no ânodo passam para a 
solução, enquanto os elétrons livres,e- , com carga elétrica negativa, passam 
pelo aço para o cátodo, onde são absorvidos pelos constituintes do eletrólito e 
combinam com a água e oxigênio formando os íons de hidroxila, OH-. Estes 
íons se deslocam pelo eletrólito e combinam com os íons ferrosos formando 
hidróxido ferroso, que por outra oxidação se transformam em hidróxido 
férrico (ferrugem). As reações são as seguintes: 
Reações anódicas: 
 Fe → Fe++ + 2 e- 
Fe++ + 2(OH)-→ Fe(OH)2 (hidróxido ferroso) 
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4 Fe (OH)3 (hidróxido férrico) 
 
Reações catódicas: 
4 e- + O2 + 2 H2O → 4(OH-) 
A Figura 1.1 representa esquematicamente a corrosão do aço induzida 
por cloretos 
 
 
 
 
 
 
 
 
21
 
 
 
 Processo catódico redução do 
oxigênio 
2e- + H2O + ½ O2 → 2 (OH)- 
Processo anódico 
de dissolução do 
Água dos poros- eletrólito
Difusão de O2 
através do concreto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 1.1 - Corrosão do aço induzida por cloretos (HANSSON,1995, 
 citado por HANSSON et al,1998 ) 
 
O modelo de vida útil de estruturas de concreto armado proposto por 
TUUTTI (1982), consiste em duas fases, conforme mostra a Figura 1.2. A 
primeira fase corresponde ao tempo que os cloretos levam para penetrar no 
concreto em quantidade suficiente para despassivar a armadura. Este período 
depende da taxa de difusão dos íons cloreto, da diminuição dos cloretos 
ligados e a taxa de ingresso de íons cloreto. A segunda fase é o período de 
corrosão ativa e corresponde ao período de tempo em que os produtos da 
corrosão causam expansão e lascamento no concreto. A duração desse período 
é determinada pela taxa de corrosão e da capacidade do concreto em resistir as 
 
 
 
 
 
22
 
forças internas causadas pelos produtos da corrosão. A taxa de corrosão 
depende da taxa de ingresso de oxigênio, da resistividade elétrica do concreto, 
das condições do meio ambiente. 
 
 
Grau de 
Corrosão 
Grau máximo aceitável de corrosão
O2 ,Temp., UR
CO 2 , Cl - Tempo 
Iniciação Propagação
vida útil
tempo antes de reparar
FIGURA 1.2- Taxa de corrosão do aço em função do tempo de vida útil 
da estrutura (ANDRADE, 1992, citado por FORTES, 
1995) 
 
 
Para GENTIL (1987), a oxidação do aço ou ferrugem é acompanhada de 
um aumento de volume, que inicialmente gera microfissuras ou aumenta o 
número de microfissuras preexistentes presentes no recobrimento de concreto 
devido à cura inadequada. Estas microfissuras iniciais tornam a penetração de 
agente agressivo mais fácil, de tal forma a favorecer a corrosão do aço e 
finalmente leva ao lascamento do recobrimento de concreto. 
 
 
 
 
 
23
 
AL-AMOUUDI & MASLEHUDDIN (1993) citam que os íons cloreto 
ativam a superfície do aço, formando o ânodo, sendo o cátodo a superfície 
passivada. As reações são as seguintes: 
Fe++ + 2 Cl- → FeCl2 
FeCl2 + 2 H2O → Fe(OH)2 + 2 HCl 
 
HANSSON et al (1998) afirmam que a composição da solução aquosa 
dos poros em contato com a armadura é o principal responsável pela corrosão. 
Juntamente com a estrutura da pasta, estando relacionadas aos seguintes 
fatores: a) o Cl- contido e o pH da solução aquosa dos poros, controlam a 
agressividade química do ambiente do aço; b) a porosidade e distribuição do 
tamanho dos poros da pasta de cimento determinam a disponibilidade do meio 
corrosivo e c) a resistividade da pasta de cimento que determina a magnitude 
da corrosão fluindo de áreas anódicas, onde a corrosão está acontecendo, para 
as que permanecem passivas, áreas catódicas. 
DELAGRAVE (1996) relatou que o nível de pH da solução aquosa dos 
poros é o mais importante fator no controle da durabilidade das pastas de 
cimento sujeitas a ataques químicos. Este pode alterar a microestrutura e 
modificar a composição química das pastas. A porosidade total e a 
profundidade de descalcificação aumentam com a diminuição do nível de pH. 
 
 
 
 
1.3 – MECANISMO DE PENETRAÇÃO DE ÍONS CLORETO 
 
 
 
 
 
 
24
 
 
Os íons cloreto podem estar presentes no concreto tendo sido 
incorporados a mistura através de agregados contaminados, por água do mar 
ou água salobra, ou por aditivos a base de cloretos. Contudo o problema do 
ataque por cloretos geralmente surge quando os íons se originam do meio. Isso 
pode ser causado por sais descongelantes, pela água do mar em contato com o 
concreto, ou depositado sobre sua superfície na forma de gotículas, 
NEVILLE(1997). 
SANSON et al (2000) afirmam que o concreto é um material poroso, 
tendo um esqueleto rígido (sólido) e a fase liquida (aquosa). A fase liquida 
possui uma elevada carga iônica contida na solução aquosados poros, devido 
à presença de íons. No estágio inicial da hidratação, pode-se considerar que a 
fase liquida esteja no estado metaestável do equilíbrio termodinâmico com a 
fase sólida. Durante a vida útil da estrutura de concreto, a composição química 
da fase aquosa dos poros pode ser modificada, devido à penetração de íons 
externos e/ ou a ativação de íons já presentes na solução dos poros. 
Segundo TANG (1999), em geral, os íons cloreto estão presentes no 
concreto sob duas formas: cloretos livres e cloretos ligados. Os cloretos totais 
contidos no concreto são a soma dos cloretos livres e cloretos ligados, sendo 
que os cloretos livres contidos na solução possuem mobilidade e podem 
contribuir na concentração e na condutividade. Para PAPADAKIS (2000), 
existe uma boa correlação entre o teor C3A contido e a capacidade ligante de 
cloretos. Ele determina que a capacidade de ligar cloretos é fator determinante 
na resistência ao ingresso de cloretos. 
Os íons cloretos podem ser transportados no concreto através dos 
seguintes mecanismos: absorção capilar, difusão, permeabilidade ou migração 
 
 
 
 
 
25
 
de íons por ação de um campo elétrico. A cada um dos mecanismos e ações 
corresponde uma dimensão e distribuição ideal dos poros nos quais a 
penetração é maior. 
Os principais mecanismos de transporte de ions cloreto são a difusão e a 
migração. A difusão é o movimento de substâncias de zona de elevado 
gradiente de concentração para a zona de baixa concentração, enquanto 
migração é o carregamento de substâncias sobre a ação de um campo elétrico, 
TANG (1999). 
De acordo com DELAGRAVE (1996), os íons cloreto normalmente 
penetram no concreto por capilaridade ou difusão. Eles migram para o aço, 
destruindo a camada passivadora e podendo desencadear o processo corrosivo, 
podendo interagir com alguns hidratos da pasta de cimento. A lixiviação do 
cálcio tende a aumentar a porosidade, aumentando a difusão dos íons cloreto. 
O processo de difusão não depende somente da diferença de concentração 
entre a solução dos poros e a solução externa, mas também da microestrutura 
da pasta. 
O ingresso de íons cloreto diminui quando a porosidade é reduzida ou a 
tortuosidade do sistema de poros é aumentada. Assim, a composição e 
estrutura da pasta ou argamassa apresentam forte influência no ingresso de 
cloretos, JENSEN et al (1999). 
LI & ROY (2000) confirmam que a porosidade, diâmetro médio dos 
poros, e distribuição do tamanho dos poros nos materiais cimentícios são 
muito importantes para as características da microestrutura; influenciando uma 
série de propriedades dos materiais, como resistência à compressão, 
durabilidade e resistividade à difusão de íons. Essas propriedades são 
 
 
 
 
 
26
 
essencialmente afetados pela finura, relação a/ag, composição química e 
reatividade das adições minerais. 
Para WEE et al (2000), o mecanismo de transporte dos íons cloretos é 
melhor entendido como um processo de migração iônica (eletrolítico). 
Durante a condução eletrolítica, a condutividade do fluido dos poros é o maior 
responsável pelo processo condutivo, sendo governado pela concentração dos 
vários íons dissolvidos nele. Os principais íons que participam do processo 
condutivo são Na+,K+,Ca2+ e OH-. Deste modo, além dos íons cloretos 
presentes no meio, os íons presentes na solução dos poros participam do 
processo iônico de migração. 
A condutividade do Na+(50,11Ω-1m2mol-1) e K+ (73,52Ω-1m2mol-1), na 
fase aquosa, são menores se comparados à condutividade dos íons cloreto 
(76,34 Ω-1m2mol-1). O papel dos íons Ca+ (59,50 Ω-1m2mol-1) durante o 
processo de migração acredita-se ser desprezível devido a sua baixa 
concentração na solução dos poros. Os íons OH- (198,30 Ω-1m2mol-1) possuem 
alta condutividade se comparado aos outros íons. 
Para Prince & Gagné (2001), a variação na concentração de OH- altera a 
condutividade e o pH na solução, sendo que o aumento na concentração de 
OH- aumenta a intensidade de corrente. HANSSON et al (1998) confirmam 
que o aumento na concentração iônica da solução dos poros aumenta a 
condutividade, diminuindo assim a resistividade elétrica do concreto. 
Segundo AMPADU et al (1999), a resistividade do concreto aumenta 
com o tempo de cura e com a diminuição da relação a/ag. 
DELAGRAVE (1996) afirma que a relação a/ag não causa efeito no 
processo de deterioração por ataque químico, mas influencia na cinética deste 
 
 
 
 
 
27
 
processo. A redução da relação a/ag diminui a porosidade e causa um 
refinamento dos poros. 
Segundo NYAME (1985) apud KEARSLEY & WAINWRIGHT (2001), 
a adição de agregados a pasta, possuem duas influências sobre a 
permeabilidade: o volume de obstrução pode reduzir a permeabilidade, pois o 
agregado possui menor permeabilidade que a pasta; mas os efeitos da interface 
pasta agregado, por exemplo microfissuras, podem aumentar a 
permeabilidade. 
DELAGRAVE (1996) confirma que a presença de agregados tende a 
modificar a microestrutura da pasta de cimento na interface. A elevada 
porosidade e o aumento de portlandita contido na zona de transição, facilita o 
ingresso de agentes agressivos externos e aumenta a lixiviação do cálcio. 
Para NEVILLE (1995) apud KEARSLEY & WAINWRIGHT (2001), a 
permeabilidade do concreto dá indícios da facilidade com que os fluidos, 
gases e vapores penetram e se movem através deste e, por esta razão, é um 
bom indicativo da qualidade do mesmo. Segundo KEARSLEY & 
WAINWRIGHT (2001), se a porosidade é alta e os poros estão 
interconectados a permeabilidade também será alta, mas se os poros forem 
descontínuos a permeabilidade do concreto será baixa, apesar da porosidade 
ser alta. 
HANSON et al (1998) relatam que os fatores que podem afetar a 
corrosão induzida por cloretos são: a) a taxa de ingresso de cloretos do meio-
ambiente; b) a concentração de cloretos que o aço pode tolerar, antes que 
ocorra a despassivação da armadura; c) resistividade elétrica do concreto e d) 
a composição química do eletrólito (solução aquosa dos poros). 
 
 
 
 
 
28
 
 
CAPITULO II – EFEITOS DAS ADIÇÕES MINERAIS NA 
DURABILIDADE DO CONCRETO FRENTE A CLORETOS. 
 
2.1 – Introdução 
 
 
A durabilidade do concreto é definida, de acordo com o Comitê 201 do 
ACI (American Concrete Institute), como a sua capacidade de resistir à ação 
de intempéries, ataques químicos, abrasão ou qualquer outro processo de 
deterioração. Pode ser definida também como a capacidade que a estrutura 
possui de manter suas características estruturais e funcionais originais, pelo 
tempo de vida útil esperado, nas condições de exposição para qual foi 
projetada. 
Uma forma de agregar ganhos econômicos e ecológicos é introduzir na 
composição do concreto uma ou mais adições minerais. As principais adições 
minerais utilizadas são a cinza volante, resíduo da queima do carvão, visto que 
entre 30% a 50% da massa de carvão produzido volta a cava sob forma de 
cinza; escória de alto forno, subproduto da fabricação do ferro gusa, 
representando 50% do produto final; e cinza de casca de arroz, representando 
20% da produção de arroz. 
Estes resíduos possuem atividade hidráulica (escória) e/ou pozolânica 
(cinza volante e cinza de casca de arroz) por serem de origem silico-aluminosa 
e mineralógicamente amorfos, reagindo com a água e cal, podendo assim ser 
incorporados ao cimento. 
 
 
 
 
 
29
 
Segundo NEVILLE (1997), a pozolana é definida como um material 
silicoso ou sílico-aluminoso, que em si mesmo possui pouca ou nenhuma 
propriedade cimentante, mas numa forma finamente moída e na presença de 
umidade, reage quimicamente com hidróxidode cálcio, a temperatura 
ambiente, para formar compostos cimentantes. 
A utilização de pozolanas traz benefícios para diversas propriedades do 
concreto. Por se tratar de um material extremamente fino, sua adição 
proporciona um efeito físico através do tamponamento dos poros, diminuindo 
o volume de vazios, e um efeito químico, pela produção de C-S-H, através das 
reações pozolânicas. Contribui assim para uma menor porosidade, o que 
permite ganhos de resistência mecânica e proporciona um concreto com baixa 
permeabilidade, garantindo uma proteção à estrutura frente a agentes 
agressivos, que promovem a deterioração do concreto, ALVES (2000). 
Para MASLEHUDDIN et al (1990), existe uma crescente tendência, no 
mundo inteiro, pelo uso de adições minerais, principalmente, cinza volante, 
escória de alto forno e cinza de casca de arroz. Esses materiais foram 
inicialmente usados com o objetivo de preservação do meio-ambiente e 
diminuição do consumo de energia, mas tiveram evidência quando usados, 
pois promoveram durabilidade ao concreto. 
ROY (1986) apud MASLEHUDDIN et al (1990) relatam que a baixa 
capacidade de difusão de íons cloreto em concretos com a adição de pozolanas 
pode ser devido à baixa concentração de íons hidroxila na solução dos poros. 
A difusão de íons cloreto no concreto é fortemente influenciada pelo tipo de 
cimento e, tipo e proporção de pozolanas utilizadas. MASLEHUDDIN et al 
(1990) observaram, em misturas com 20% de cinza volante e 60% de escória 
 
 
 
 
 
30
 
de alto forno, menor penetração de cloretos e creditaram esse fato à 
diminuição da penetração devido ao refinamento dos poros. 
MANGAT & MOLLOY (1991), ao substituírem o cimento por 15%, 
20% e 25% de cinza volante e 20%, 40% e 60% de escória de alto forno, 
verificaram que o uso dessas adições minerais no concreto influenciam na taxa 
de corrosão, modificando a concentração de Cl- e a alcalinidade, ou seja, a 
concentração de OH- na solução dos poros. A taxa de corrosão foi 
significativamente reduzida para o teor de substituição de 60% de escória de 
alto forno. Observaram também que a resistividade do concreto aumenta com 
o aumento no teor de substituição das adições minerais. 
WEE et al (2000) realizaram ensaios com várias proporções e finuras de 
escória de alto forno e concluíram que a carga passante em concretos com esta 
adição diminui exponencialmente devido ao aumento da resistividade elétrica 
da mistura. A carga passante é controlada pela microestrutura e condutividade 
do fluido dos poros (especialmente íons OH-). Para adições de até 70% de 
escória de alto forno a resistividade elétrica aumenta, ou seja, diminui a 
permeabilidade a cloretos. Essa diminuição pode ser atribuída à densificação 
da microestrutura e diminuição da condutividade do fluido dos poros. 
Investigando misturas com teor de substituição de 20% e 40% de cinza 
volante, AMPADU et al (1999) verificaram significativa redução no 
coeficiente de difusão de íons cloreto, principalmente com elevadas idades. 
Obtiveram melhor resultado para um teor de substituição de 40%. 
BABU & RAO (1995) citam que a cinza volante demonstra pouca 
eficiência para pequenas idades, pois age somente como agregado fino (efeito 
filer), entretanto, para maiores idades aumentam sua eficiência devido às 
reações pozolânicas. Para eles a eficiência da cinza volante depende de suas 
 
 
 
 
 
31
 
características, físicas como forma, tamanho e distribuição das partículas, e 
químicas como composição química e mineralógica. 
ZHANG & MALHOTRA (1995) determinaram a penetração de cloretos 
aos 28 e 91 dias, em concretos compostos com 10% de cinza de casca de 
arroz, com relação a/ag 0,40. Aos 28 dias, observaram que o concreto de 
referência apresentou carga passante de 2175 C, enquanto que a mistura 
contendo cinza de casca de arroz apresentou 875 C. Aos 91 dias o concreto 
com cinza de casca de arroz apresentou carga passante de 360 C, inferior ao 
concreto de referência, 1975 C. Concluíram, portanto, que a cinza de casca de 
arroz apresenta excelente resistência à penetração de íons cloreto, com carga 
passante em Coulomb menor que 1000, tanto aos 28 como aos 91 dias. 
 
 
 
2.2 – Efeitos das adições minerais na estrutura da pasta 
 
 
A estrutura dos poros, ou seja, a porosidade total, forma e distribuição de 
tamanho dos poros, são uma importante característica microestrutural, uma 
vez que influencia nas propriedades mecânicas, durabilidade e resistividade 
iônica. 
A diminuição da taxa de corrosão, em concretos com adição de 
pozolanas, é atribuída à diminuição da permeabilidade, que retarda o ingresso 
de agentes agressivos. A adição de pozolanas resulta na transformação de 
grandes poros em poros menores, causando um refinamento dos poros. Esse 
refinamento ocorre devido às reações pozolânicas, ou seja, a reação do 
 
 
 
 
 
32
 
hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e a sílica amorfa, resultando em silicato de 
cálcio hidratado suplementar (C-S-H), de menor relação Ca/Si. Essa fase C-S-
H apresenta menor densidade que a primária, formada na hidratação do 
cimento, WEE et al (2000). 
As reações estão representadas a seguir: 
C3S + H → C-S-H (primário) + CH 
Pozolana + CH + H → C-S-H 
 
De acordo com METHA (1986) apud MASLEHUDDIN et al (1990), a 
ação das partículas de pozolanas aumenta a densidade da zona de transição por 
diversos mecanismos. Primeiro, a inclusão de finas partículas na mistura do 
concreto reduzem a porosidade. Segundo, as finas partículas servem de 
núcleos para a cristalização do hidróxido de cálcio, que ao invés de formar 
grandes cristais, formam numerosos pequenos cristais com orientação 
randômica. Terceiro, a reação química lenta que envolve a transformação de 
hidróxido de cálcio em silicato de cálcio hidratado. 
LI & ROY (1986),afirmam que a estrutura dos poros do concreto é 
essencialmente afetado pela finura, relação água/aglomerante, composição 
química e reatividade da pozolana. Com o aumento de substituição de cinza 
volante, a permeabilidade a cloretos é diminuída. 
WEE et al (2000) observaram que o volume de poros capilares 
diminuíram, devido à redução dos teores de Ca (OH)2 decorrente das reações 
pozolânicas. Como resultado a microestrutura do concerto se torna mais 
densa, tortuosa e descontínua se comparada a mistura somente com cimento. 
O efeito filer das partículas ultra-finas preenche os vazios da pasta e também a 
zona de transição pasta agregado, tornando a microestrutura mais densa. 
 
 
 
 
 
33
 
JENSEN et al (1999) verificaram que a adição de pozolana gera uma 
redução na porosidade, e aumento na tortuosidade do sistema de poros, 
reduzindo a conectividade dos poros capilares, diminuindo com isso o 
coeficiente de difusão. 
Para KAWAMURA & TORRI (1989) apud AMPADU et al (1999), a 
adição de cinza volante no concreto torna a microestrutura mais densa, e 
consequentemente, promove uma maior proteção física às barras de aço do 
concreto. AMPADU et al (1999) obtiveram uma correlação entre a 
resistividade elétrica e o volume total de poros. Contudo o coeficiente de 
correlação diminui com o aumento da adição de cinza volante, sendo a 
resistividade elétrica inversamente proporcional ao volume total de poros. 
ROY (1989) verificou que elevadas substituições de cimento por escória 
de alto forno, além de influenciar nas propriedades do concreto fresco, 
promovem alterações importantes para a microestrutura da pasta, como a 
diminuição do tamanho e distribuição dos poros, diminuindo assim a 
permeabilidade e aumentando a durabilidade. 
Para PLANT & BILODEAU (1989), a incorporação de adições (cinza 
volantee escória) diminui a porosidade do sistema, resultando em redução da 
permeabilidade a íons cloreto. Concretos com adição de cinza volante (25%) e 
escória de alto forno(50%) são menos permeáveis a cloretos, se comparados 
com o concreto de referência, (28 dias). 
PANDEY & SHARMA (2000) observaram que aos 91 dias de idade, os 
concretos contendo escória de alto forno e cinza volante apresentaram menor 
volume total de poros. Esse refinamento deve-se às reações pozolânicas e 
acarretam um aumento da resistência à compressão. 
 
 
 
 
 
34
 
De acordo com BACKER (1983) apud MASLEHUDDIN et al (1990), os 
concretos compostos com escória de alto forno apresentam menor penetração 
de cloretos do que os compostos com cinza volante. Isto porque a escória 
possui propriedades pozolânicas e hidráulicas, enquanto a cinza volante possui 
somente propriedades pozolânicas. 
HEIKAL et al (2000) verificaram que a adição de cal hidratada diminui a 
porosidade total, com a formação de uma estrutura mais densa, e acelera a 
taxa de hidratação do cimento. O efeito da adição de cal é de ordem física e 
química. Física, pois a finura do material funciona como filer, e química 
porque as reações com a fase aluminato produzem carboaluminato. As 
pozolanas reagem com a cal adicionada, formando C-S-H adicional, 
aumentando a resistência à compressão. 
 
 
 
2.3 - Efeitos das adições minerais na composição da solução aquosa dos 
poros 
 
 
Para HUSSAIN et al (1996), em concretos normais livres de 
carbonatação e contaminação por cloretos, o aço permanece passivado devido 
à elevada alcalinidade da solução aquosa dos poros. Contudo, a passivação do 
aço é rompida quando há uma quantidade suficiente de cloretos na solução dos 
poros. A passivação depende também da concentração de OH- na solução dos 
poros. 
 
 
 
 
 
35
 
WEE et al (2000) verificaram que a permeabilidade a cloretos do 
concreto depende basicamente de suas características microestruturais e da 
condutividade da solução aquosa dos poros. A concentração de OH- na 
solução dos poros depende do cimento contido na mistura e da alcalinidade, 
que depende do tipo e proporção da mistura utilizada no concreto. A 
influência do pH da solução aquosa dos poros na carga passante é governada 
pelo regime de cura e pelos íons OH- liberados das reações pozolânicas. 
PRINCE et al (1999), investigando os mecanismos que envolvem a 
penetração de cloretos no concreto, verificaram que a composição da solução 
aquosa dos poros tem grande influência. Os íons OH- contidos modificam 
notavelmente a intensidade da corrente, pois a mobilidade destes íons é 
aproximadamente duas vezes maior do que dos íons Cl-. Dois concretos com 
mesma relação a/ag podem ter diferentes medidas de intensidade de corrente, 
se suas composições forem diferentes. 
Para Prince & gagnéb (2001), a variação na concentração de OH- altera a 
condutividade e o pH da solução aquosa dos poros. O aumento na 
concentração de OH- gera um aumento na intensidade de corrente medida, e 
aceleram o processo de migração dos íons. Eles verificaram que não são 
somente os íons Na+, Cl- e OH- que participam do mecanismo de difusão, 
outros íons, principalmente Ca++ e SO4+, também participam do transporte de 
carga através do concreto. 
MEDHAT et al (2000) concluíram que ao se substituir parte do cimento 
por cinza volante, a concentração de álcalis (Na+ e K+) e íons hidroxila (OH-) 
na solução dos poros diminui significativamente. A magnitude desta redução 
depende de inúmeros fatores, incluindo a natureza da cinza volante, nível de 
substituição e idade. 
 
 
 
 
 
36
 
 HEIKAL et al (2000), ao adicionarem cal hidratada ao concreto com 
cimento pozolânico, verificaram que o aumento na adição de cal hidratada 
gera um aumento no teor de cal livre (Ca2+), ocasionando um aumento na 
condutividade. 
 CERVO (2001), ao realizar ensaios em concretos com a adição de 25% 
e 50% de cinza volante e cinza de casca de arroz, 8% de sílica ativa, concluiu 
que essas adições reduzem a quantidade de Ca2+, Na+ ,K+, SO4+e OH- na 
solução dos poros se comparados à mistura de referência, porém sem diminuir 
o pH para valores menores que 12,8. Para cinza volante o aumento no teor de 
substituição de 25% para 50%, resultou numa diminuição dos valores de Na2+, 
K+e OH-. Nos concretos contendo cinza de casca de arroz, o aumento no teor 
de substituição apresentou um notável decréscimo na concentração de Na2+ e 
K+. 
 Observou, também, que todas as misturas com adições minerais 
apresentaram menores valores de condutividade se relacionado à mistura de 
referência. Atribuiu este fato à diminuição no teor de álcalis na solução dos 
poros e às modificações na estrutura de poros das misturas aglomerantes, que 
tornam a estrutura mais densa, diminuindo assim a condutividade. Com o 
aumento no teor de substituição a condutividade também foi diminuída, 
devido ao maior consumo de CH, formando C-S-H adicional de menor relação 
C/S que fixam os álcalis, resultando numa menor quantidade desses íons livres 
na solução aquosa dos poros do concreto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37
 
 
 
2.3 - Efeitos das adições minerais na relação Cl-/OH- e na retenção de 
cloretos 
 
 
Para HUSSAIN et al (1996) a relação Cl-/OH- depende da alcalinidade da 
solução dos poros, sendo que essa relação diminui com o aumento da 
alcalinidade da solução dos poros. 
MANGAT & MOLLOY (1991) concluíram que a concentração de 
cloretos (Cl-/OH-) na solução dos poros é o mais seguro indicativo de 
corrosão, especialmente quando compara concretos com diferentes tipos e 
quantidades de adições minerais. 
AMPADU et al (1999) concluiram que ao adicionar cinza volante ao 
concreto, uma parte dos cloretos irá se ligar a sua fase aluminato, formando 
sais de Friedel, e a concentração de cloretos livres na solução aquosa dos 
poros será diminuída, diminuindo a difusividade. Se comparado ao concreto 
de referência o aumento na adição de cinza volante aumenta a quantidade de 
sais de Friedel e diminui o Ca(OH)2 contido, pois este é consumido pelas 
reações pozolânicas, gerando a diminuição do pH da solução aquosa dos 
poros, e consequentemente diminuição da relação Cl- / OH-. 
DHIR et al (1997) concluíram que a cinza volante possui elevada 
capacidade de reter cloretos, imobilizando os íons, promovendo uma elevada 
resistência ao ingresso destes. Isso pode ser atribuído à elevada proporção de 
alumina, e possível natureza amorfa dessa alumina, induzindo um aumento de 
formação de sais de Friedel. Ensaios realizados com teores de cinza volante de 
 
 
 
 
 
38
 
0, 17, 33, 50 e 67 % mostraram que a capacidade de reter cloretos aumenta 4 
vezes em relação ao concreto de referência, com o aumento de até 50% de 
substituição. Acima desse nível a capacidade de reter cloretos diminui, devido 
à instabilidade dos sais de Friedel ao baixo pH da solução dos poros. 
Para THOMAS (1996), os sais de Friedel permanecem estáveis em 
soluções básicas (pH>12), mas se tornam instáveis para menores valores de 
pH, geralmente ocasionados pela carbonatação. 
HUSSAIN et al (1996) concluíram que o tempo para o início da corrosão 
do aço, em concretos expostos a ambientes agressivos, depende do C3A 
contido na pasta. O tempo para o início da corrosão aumenta com o aumento 
do C3A contido, pois há uma maior retenção de cloretos e conseqüentemente 
menos cloretos livres. 
Para WEE et al (2000), os sais de Friedel, produtos da reação dos íons 
cloreto com a fase aluminato do cimento e adições, tendem a se depositar nos 
grandes poros (>60 ηm), causando uma diminuição no tamanho dos poros,tornando-os descontínuos e tortuosos, consequentemente restringindo a 
penetração de cloretos através do concreto. Observaram também diminuição 
do pH da solução dos poros em concretos com elevados teores de escória de 
alto forno. 
A capacidade de reter cloretos é influenciada, entre outros fatores, pelos 
álcalis contidos que possuem efeito inibidor. Esse fator é obscurecido pela 
forte elevação na concentração de íons OH- na solução dos poros, causando a 
diminuição da relação Cl-/OH-, reduzindo o risco da corrosão. A capacidade 
de retenção de cloretos diminui com o aumento dos sulfatos contidos, pois 
ocorre uma competição entre os sulfatos e os cloretos para reagirem com o 
C3A, CSIZMANDIA (2001). 
 
 
 
 
 
39
 
PAPADAKIS (2000) determinou a penetração de cloretos no concreto 
utilizando10%, 20% e 30% de cinza volante, com relação a/ag 0,50. Observou 
que todas as misturas utilizando substituição parcial de cimento por adições 
minerais apresentaram menor carga passante, e que a carga passante através 
das amostras foi inversamente proporcional ao teor de adição mineral. 
Observou, também, que as adições minerais aumentam a capacidade de 
retenção de cloretos, podendo ser atribuído à elevada quantidade de C-S-H 
contido, especialmente com baixa relação C/S, que pode ligar os íons Na+ e 
Cl-. Para ele a capacidade de reter cloretos é fator determinante da resistência 
ao ingresso de cloretos. 
THOMAS (1996) verificou que o uso de cinza volante aumenta a 
retenção de cloretos, reduzindo os cloretos livres na solução aquosa dos poros. 
Seu uso também reduz a alcalinidade do concreto e aumenta a relação Cl-/OH- 
na solução dos poros se comparados ao concreto de referência. 
SANSON et al (2000) verificaram que a presença de íons cloreto na 
solução aquosa dos poros destrói as condições de equilíbrio termodinâmico, 
existente entre a solução dos poros e a pasta. Com o objetivo de restaurar esse 
equilíbrio, ocorrem reações de precipitação/dissolução. Um exemplo é a 
reação de dissolução do hidróxido de cálcio Ca(OH)2, é iniciada quando a 
hidratação da pasta de cimento na solução dos poros, inicialmente com pH 
13,5, entra em contado com a solução externa de baixo pH. Os íons hidroxila 
na solução dos poros tendem a ser lixiviados do sistema de baixo potencial 
eletroquímico. Para reestabelecer o equilíbrio, o hidróxido de cálcio se 
dissolve, gerando íons Ca2+ e OH- na solução. Outro exemplo que pode 
ocorrer é a precipitação dos sais de Friedel. Numerosas estruturas de concreto 
estão expostas de certa forma a esta degradação química. 
 
 
 
 
 
40
 
DELAGRAVE et al (1996) estudaram a degradação de pastas de cimento 
sujeitas a soluções do tipo agressiva com pH de 4,5 e 8,5. A principal causa de 
degradação das pastas utilizadas no estudo foi a lixiviação do cálcio. Ao longo 
do tempo surgiu uma parcial descalcificação em pastas de cimento 
endurecidas. Isso pode ser explicado pelo fato das pastas de cimento serem 
instáveis a níveis de pH menores que aproximadamente 13. As pastas 
sofreram maior deterioração quando imersas em nível de pH 4,5 do que em 
pH de 8,5. BUIL et al (1990) apud DELAGRAVE (1996) verificaram que a 
grandeza na qual as pastas de cimento podem ser descalcificadas não depende 
somente da solubilidade dos hidratos, mas também, da difusividade do cálcio. 
A reação química entre a solução dos poros e os hidratos é extremamente 
rápida com a difusividade do cálcio. 
 
 
 
 
 
 
41
 
 
CAPÍTULO III – INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL 
 
3.1 Introdução 
 
 
Cada vez mais se busca uma forma de diminuir o risco de corrosão nas 
armaduras do concreto armado pelo menor custo, ficando a cargo dos 
pesquisadores descobrir diferentes formas de atingir este objetivo. 
A investigação experimental proposta neste trabalho teve como foco 
ampliar o conhecimento de engenheiros e pesquisadores quanto à durabilidade 
das armaduras inseridas no concreto com elevados teores de adições minerais 
e adição de cal hidratada de origem externa, esta última com o objetivo de 
repor o hidróxido de cálcio, consumido pelas reações pozolânicas. 
Assim investiga-se a influência da adição de cal hidratada, em concretos 
com elevados teores de adições minerais, como, cinza volante, cinza de casca 
de arroz e escória de alto forno, sobre a penetração de íons cloreto e a 
composição da solução aquosa dos poros. Realizaram-se os ensaios de 
penetração de cloretos, segundo o método da ASTM C 1202 e o ensaio de 
solução aquosa dos poros através do método proposto por LONGUET et al 
(1973). Verificou-se, também, a quantidade de cloreto retido e o pH dos 
concretos submetidos ao ensaio de penetração de cloretos. Em paralelo a estes 
ensaios, foi realizado o ensaio de resistência à compressão de acordo com os 
métodos de ensaio NBR 5738 e 5739 para as diferentes misturas, 
possibilitando assim uma análise conjunta dos resultados. 
 
 
 
 
 
42
 
Com o intuito comparativo, tornou-se necessário a investigação de um 
concreto sem adição, somente com cimento, sendo denominado concreto de 
referência, que serviu de parâmetro para os diferentes resultados obtidos 
quando utilizadas as pozolanas e/ou cal hidratada. Os teores de substituição de 
cimento por adição mineral foram, 50% para cinza volante e cinza de casca de 
arroz e 70% para escória de alto forno, nas misturas binárias. Para as misturas 
ternárias, 20% e 70% para cinza volante e escória de alto forno, 
respectivamente, e 50% e 20% para cinza volante e cinza de casca de arroz. 
Para cada mistura investigada, foi estudada outra com o mesmo teor de 
substituição de pozolana, porém com a adição da cal hidratada, totalizando 
assim onze misturas aglomerantes. 
Antes do início dos experimentos, tornou-se fundamental proceder uma 
investigação das características físicas e químicas de cada uma das adições 
minerais, cimento e cal hidratada. Neste capítulo são abordadas as 
caracterizações dos materiais constituintes dos concretos, as dosagens 
especificadas para os diferentes traços, os ensaios de laboratório e a coleta dos 
dados. 
 
 
 
3.2 Metodologia da pesquisa 
 
 
Para se alcançar os objetivos propostos pela pesquisa, tornaram-se 
necessárias a definição e quantificação das variáveis utilizadas no 
experimento, sendo estas relacionadas a seguir: 
 
 
 
 
 
43
 
As variáveis independentes inerentes à própria constituição do concreto, 
ou seja, as que determinam seu grau de compacidade ou relação sólido/espaço 
da pasta ao longo do tempo. São as seguintes: 
- Relação água/aglomerante (proporção de água em relação a quantidade 
de cimento + adição), em massa, igual a 0,35 ; 0,45 e 0,55. 
- Idade de ensaio: 28 e 91 dias para os ensaios de resistência à 
compressão e penetração de cloretos; 91 dias para determinação do pH, 
cloreto retido e solução aquosa dos poros. 
As variáveis intervenientes são aquelas que alteram o comportamento das 
variáveis independentes influindo, portanto, no resultado das variáveis 
dependentes. São aquelas que modificam as propriedades do material 
cimentício: 
- Tipo de adições minerais (utilizadas como substituição em massa de 
cimento): 
ƒ cinza volante; 
ƒ cinza de casca de arroz; 
ƒ escória de alto forno. 
Estas pozolanas foram escolhidas por serem as adições minerais mais 
abundantes e representativas da região sul do Brasil, com exceção da escória 
de alto forno, utilizadas em misturas binárias e ternárias. 
- Teor de adições minerais: Foram adotados limites superiores aos 
preconizados por normas ou recomendações. Assim nas misturas binárias 
contendo cinza volante e cinza de cascade arroz a substituição foi de 
50% e para escória de alto forno 70%. Nas misturas ternárias para escória 
de alto forno e cinza volante os teores de substituição foram de 70% e 
20%, respectivamente, e para cinza volante e cinza de casca de arroz 50% 
 
 
 
 
 
44
 
e 20%, respectivamente. Cada mistura aglomerante adotada foi 
investigada com e sem a adição de cal hidratada. 
- Teor de cal hidratada: Foram adotadas quantidades iguais àquelas 
liberadas pelas reações de hidratação do cimento, presente na mistura de 
referência, determinadas em pesquisas realizadas anteriormente. 
c) Variáveis dependentes: são aquelas que dependem das variáveis 
independentes ou intervenientes, são as seguintes: 
- Características do concreto: resistência à compressão axial, resistência à 
penetração de íons cloreto, cloreto retido, alcalinidade da mistura 
- Características da pasta: solução aquosa dos poros. 
 
 
 
3.3 Ensaios de caracterização dos materiais 
 
 
Para se alcançar o objetivo proposto pelo trabalho, determinar a 
influência da adição da cal hidratada em concretos com elevados teores de 
adições minerais, fez-se necessário coletar, preparar e caracterizar os materiais 
a serem utilizados. 
A seguir são apresentadas as características físicas e químicas dos 
materiais utilizados, seguindo os procedimentos normalizados pela ABNT ou 
normas estrangeiras. 
 
 
 
 
 
 
 
 
45
 
3.3.1 Cimento 
 
 
Foi empregado um cimento com menor teor de adições existente região, 
Portland de alta resistência inicial, CPV - ARI, segundo EB 2 - NBR 5733, 
por este apresentar maior teor de clinquer em sua composição, 
disponibilizando a incorporação de teores mais elevados de adições minerais. 
Foram realizados os seguintes ensaios, cujos resultados constam nas 
tabelas 3.1 e 3.4. 
 
- Massa específica: NBR 6474; 
- Finura # 0,075 mm: NBR 11579; 
- Área específica: NBR 7224; 
- Área específica BET: ASTM D-3663; 
- Tempo de início e fim de pega: NBR 11581; 
- Resistência à compressão: NBR 7215; 
- Análise granulométrica à laser: CETEC; 
- Análise química: NBR 5743; 5744; 5745; 5747; 7227; 9203. 
 
TABELA 3.1 – Características físico/mecânicas do cimento 
Cimento CPV – ARI 
Resistência à compressão (MPa) – 1 dia 18,1 
Resistência à compressão (MPa) – 3 dias 36 
Resistência à compressão (MPa) – 7 dias 39 
Resistência à compressão (MPa) – 28 dias 50,9 
 
 
 
 
 
 
46
Massa específica (kg/m3) 3120 
Finura # 0,075 mm 0,25 
Área específica (m2/g) – BET 1,8 
Tempo de início de pega (min) 160 
Tempo de fim de pega (min) 195 
 
TABELA 3.2 – Características físicas das pozolanas. 
Denominação Massa Específica 
(Kg/m3) 
Área 
Específica -
BET (m2/g) 
Área 
Específica 
Blaine m2/kg 
CV 2,24 350 - 
CCA 2,09 2300 - 
E 2,90 - 470 
Cal 2,33 - 900 
 
TABELA 3.3 – Dados granulométricos do cimento e pozolanas 
 φ Partículas 
Material Médio 
µm 
% 
≤ 3µ 
% entre 
3 e 30µ 
% 
≥ 50µ 
D10 D50 D90 
CPV-ARI 11,38 25,89 70,38 - 1,06 8,33 24,39 
CV 9,22 31,64 65,37 - 1,00 6,03 22,28 
CCA 11,25 21,38 72,41 0,14 1,63 8,29 25,82 
E 11,72 5,86 94,14 - 4,19 11,73 19,76 
CAL 17,6 12,29 7,16 0,47 2,03 16,27 34,29 
 
 
 
 
 
 
 
47
 
 
TABELA 3.4 – Composição química do cimento e pozolanas. 
Composição Teor em Massa % 
Química CPV – 
ARI 
CV CCA E CAL 
Perda ao 
fogo 
2,99 1,08 5,58 0,00 26,12 
SiO2 19,33 63,69 90,47 34,98 0,87 
Al2O3 4,74 26,33 0,89 13,06 0,37 
Fe2O3 3,01 3,88 0,94 1,11 0,16 
Cão 63,39 1,86 0,81 42,28 73,07 
MgO 1,79 1,01 0,54 6,01 0,37 
SO3 3,07 0,16 0,03 0,11 0,17 
Na2O 0,07 0,13 0,06 0,17 - 
K2O 0,85 1,23 1,55 0,40 - 
Eq.alc. Na2O 0,63 0,94 1,08 0,43 - 
 
 
 
3.3.2 Pozolanas 
 
 
As pozolanas utilizadas tiveram procedências de cidades do Rio Grande 
do Sul. A cinza volante, obtida da queima do carvão mineral, foi proveniente 
de uma usina termelétrica situada no município de Candiota/RS, e a cinza de 
 
 
 
 
 
48
 
casca de arroz, originada da queima da casca de arroz, foi fornecida por uma 
olaria da região de Santa Maria/RS. A escória de alto forno é proveniente de 
siderúrgica nacional, resfriada por processo úmido e moída na finura próxima 
a do cimento. 
A cinza volante e a cinza de casca de arroz foram moídas por uma hora 
em moinho de bolas de aço, e peneiradas na peneira # 0,075 mm para se 
transformar em cinza utilizável nas misturas. 
As pozolanas foram utilizadas em substituição parcial ao cimento, em 
massa. Para as misturas binárias compostas com cinza volante ou cinza de 
casca de arroz o teor de substituição foi de 50% e para escória de alto forno 
70%. Para as misturas ternárias contendo escória de alto forno e cinza volante 
o teor de substituição foi de 70% e 20%, respectivamente, e para cinza volante 
e cinza de casca de arroz 50% e 20%, respectivamente. Cada mistura 
aglomerante adotada foi investigada com e sem a adição de cal hidratada. 
Assim, foram moldadas 6 misturas binárias, 4 misturas ternárias e uma 
mistura de referência, sem adição de pozolanas, totalizando 11 misturas 
aglomerantes. 
A tabela 3.5 apresenta as denominações dadas às diferentes misturas, 
relacionadas com as porcentagens de substituição por parte do cimento 
 
TABELA 3.5–Denominação, teor de pozolana e cal para as diferentes 
misturas investigadas. 
Série A/Agl 
 C 
(%) 
C.V. 
 (%) 
C.C.A. 
(%) E (%) 
CAL 
(%) 
 0,35 100 
REF. 0,45 100 
 0,55 100 
 
 
 
 
 
49
 
 0,35 50 50 
V50 0,45 50 50 
 0,55 50 50 
 0,35 50 50 15 
V50c 0,45 50 50 15 
 0,55 50 50 15 
 0,35 50 50 
A50 0,45 50 50 
 0,55 50 50 
 0,35 50 50 18 
A50c 0,45 50 50 18 
 0,55 50 50 18 
 0,35 30 70 
E70 0,45 30 70 
 0,55 30 70 
 0,35 30 70 15 
E70c 0,45 30 70 15 
 0,55 30 70 15 
 0,35 30 50 20 
VA52 0,45 30 50 20 
 0,55 30 50 20 
 0,35 30 50 20 18 
VA52c 0,45 30 50 20 18 
 0,55 30 50 20 18 
 0,35 10 20 70 
VE27 0,45 10 20 70 
 0,55 10 20 70 
 0,35 10 20 70 18 
VE27c 0,45 10 20 70 18 
 0,55 10 20 70 18 
 
Os ensaios realizados com as pozolanas foram de acordo com as normas 
brasileiras e internacionais, como segue: 
- Massa específica: NBR 6474; 
- Área específica: NBR 7224; 
 
 
 
 
 
50
 
- Análise química: NBR 5743; 5744; 5745; 5747; 7227 e 9203; 
- Análise granulométrica a laser: CETEC 
FIGURA 3.1 – Difração de raio X da cinza de casca de arroz 
 
3.3.3 Cal hidratada. 
 
 
A cal hidratada utilizada foi uma cal calcítica hidratada de fornecedor 
nacional, cujas características químicas e físicas estão relacionadas nas tabelas 
3.2 , 3.4 e 3.5. 
 
 
3.3.4 Agregados 
 
 
 
 
 
 
51
 
O agregado miúdo utilizado foi uma areia natural, quartzosa, procedente 
do rio Arenal, Santa Maria/RS, tendo sido lavada e peneirada na # 6,3 mm, 
seca e devidamente armazenada. 
O agregado graúdo empregado foi uma pedra britada de rocha diabásica, 
proveniente de Itaara/RS, apresentando dimensão máxima característica de 19 
mm, sendo lavada e peneirada na # 19 mm, seca e armazenada. 
Foram determinadas as seguintes características dos agregados: 
- Massa específica do agregado miúdo: NBR 9776; 
- Massa unitária solta do agregado miúdo e graúdo: NBR 7251; 
- Composição granulométrica: NBR 7217; 
- Massa específica e absorção de água do agregado graúdo: NBR 
9937; 
- Índice de forma pelo método do paquímetro: NBR 7809. 
A tabela 3.6 apresenta as características físicas dos agregados.3.3.5 Superplastificante 
 
 
Os concretos com adições pozolânicas, dependendo do tipo e teor de 
substituição, necessitam de que sejam incorporados aditivos químicos às 
misturas para lhes conferirem uma trabalhabilidade mínima. Estes aditivos são 
classificados em plastificantes e superplastificantes ou superfluidificantes. 
Para este experimento foi utilizado um superplastificante de pega normal, à 
base de naftaleno, isento de cloretos, não cáustico, com teor de sólidos de 
 
 
 
 
 
52
 
32,5%, densidade de 1,18 g/cm3 e pH de 7,68, de acordo com as prescrições 
da EB-1763 Tipo S. 
 
 
TABELA 3.6 – Características físicas dos agregados miúdo e graúdo. 
 Porcentagem Retida acumulada 
Peneiras (mm) Brita 1 Areia média 
12,5 23 - 
9,5 75 - 
6,3 99 - 
4,8 100 1 
2,4 100 11 
1,2 100 31 
0,6 100 52 
0,3 100 79 
0,15 100 100 
Módulo de finura 6,75 2,74 
Dimensão máxima – 
mm 
19 4,8 
Massa específica – 
kg/dm3 
2,5 2,6 
Massa unitária – 
kg/dm3 
1,26 1,65 
Absorção de água - % 2,82 0,5 
Índice de forma 3 - 
 
Para cada mistura aglomerante e relação a/ag investigada, foram 
realizados ensaios de trabalhabilidade para a obtenção dos teores iniciais de 
superplastificante. Estes valores serviram de parâmetro para as moldagens 
definitivas, as quais deveriam apresentar para os ensaios de determinação da 
 
 
 
 
 
53
 
consistência pelo abatimento do tronco de cone (NBR 7223), valores entre 
65±10 mm. A quantidade de aditivo por m3 está apresentada na tabela 3.7. 
 
 
 
 
3.4 - Dosagem dos concretos 
 
 
Os concretos investigados foram dosados pelo método de substituição em 
massa do cimento por adições minerais e para a obtenção das curvas de 
Abrams de cada mistura individualmente, foi necessário um mínimo de três 
níveis de resistência. 
Fixou-se as relações a/ag em 0,35; 0,45 e 0,55, com proporções 
aglomerante : agregado de 1:3,0; 1:4,5 e 1:6,0 respectivamente. 
Utilizaram-se conceitos e procedimentos práticos propostos por 
HELENE e TERZIAN(1992) para o proporcionamento dos materiais. 
A porcentagem de argamassa, dada em massa de material seco, foi fixada 
em 53%, por ser o volume ótimo encontrado. 
 Como a substituição em massa do cimento Portland por adições 
minerais de menores massas específicas resulta num aumento no volume de 
pasta e, consequentemente, argamassa, foram corrigidos os traços originais, 
diminuindo-se a quantidade de areia, ou seja, retirando-se o volume 
correspondente de agregado miúdo à medida que se aumentava o teor das 
adições. Este procedimento foi adotado para evitar que teores mais elevados 
aumentassem excessivamente o volume de argamassa seca e com isto, 
 
 
 
 
 
54
 
também a demanda de água. O volume de argamassa de cada traço foi 
mantido constante para todas as misturas. 
Diferentemente do agregado miúdo, a quantidade de agregado graúdo foi 
mantida constante em 1.105 kg/m3, para todos os traços. 
 Após a correção dos traços, da definição do teor de superplastificante e 
da quantidade de água a serem empregados, procedeu-se a moldagem dos 
corpos de prova, sendo 8 para os ensaios de compressão axial e 2 para os 
ensaios de permeabilidade a cloretos. 
A moldagem dos corpos de prova foi efetuada após atingidos os valores 
limites pré-fixados para o abatimento do tronco de cone. O adensamento dos 
CPs foi realizado em mesa vibratória, com os concretos sendo lançados nos 
moldes em três camadas sucessivas. 
No total foram moldadas 11 misturas, cada uma com 3 relações a/ag, 
totalizando 33 traços, sendo 3 misturas de referência e as outras 30, misturas 
com adição de pozolanas, com e sem a adição de cal. 
Na tabela 3.7 estão apresentadas as quantidades de material por m3 de 
concreto, que foram utilizadas na moldagem. 
 
TABELA 3.7 – Quantidade de material utilizado por m3 de concreto. 
Mistura a/ag Aglom Cimento CV CCA Escória Aditivo Agreg. 
Miúdo 
 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 (kg/m3) kg/m3 
 0,35 588 588 0,6 658 
REF 0,45 427 427 --- 818 
 0,55 336 336 --- 910 
 0,35 588 294 294 6,5 559 
V50 0,45 427 214 214 3,0 746 
 0,55 336 168 168 2,0 853 
 0,35 588 294 294 24,9 559 
 
 
 
 
 
55
 
V50c 0,45 427 214 214 10,9 746 
 0,55 336 168 168 5,9 853 
 
 
 
 
 
TABELA 3.7 – Quantidade de material utilizado por m3 de concreto 
(continuação). 
 
Mistura a/ag Aglom Cimento CV CCA Escória Aditivo Agreg. 
Miúdo 
 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 (kg/m3) Kg/m3 
 0,35 588 294 294 64,2 534 
A50 0,45 427 214 214 24,4 728 
 0,55 336 168 168 11,0 839 
 0,35 588 294 294 103,4 534 
A50c 0,45 427 214 214 42,8 728 
 0,55 336 168 168 21,6 839 
 0,35 588 176 411 3,1 629 
E70 0,45 427 128 299 1,8 797 
 0,55 336 101 235 1,4 893 
 0,35 588 176 411 9,9 629 
E70c 0,45 427 128 299 6,7 797 
 0,55 336 101 235 3,5 893 
 0,35 588 176 294 118 27,9 509 
VA52 0,45 427 128 214 85 11,6 710 
 0,55 336 101 168 67 6,3 825 
 0,35 588 176 294 118 66,1 509 
VA52c 0,45 427 128 214 85 29,9 710 
 0,55 336 101 168 67 16,2 825 
 0,35 588 59 118 411 3,3 589 
VE27 0,45 427 43 85 299 1,0 768 
 0,55 336 34 67 235 --- 870 
 
 
 
 
 
 
56
 0,35 588 59 118 411 24,1 589 
VE27c 0,45 427 43 85 299 8,6 768 
 0,55 336 34 67 235 4,1 870 
Obs.: Quantidade de agregado graúdo: 1.14,50 kg/m3. 
 Abatimento do concreto 60 ± 15 mm. 
 
 
 
 
 
3.4.1 Cura e preparação dos corpos-de-prova 
 
 
Os corpos-de-prova foram mantidos nos moldes durante 24 horas. Após 
este período foram desmoldados e conservados em câmara úmida com 23±2ºC 
e 95% de umidade relativa. Para os ensaios de resistência à compressão axial, 
estes permaneceram dentro desta câmara até a data do ensaio, sendo então 
capeados e rompidos conforme prescrições da NBR 5738 e 5739. 
Para os ensaios de penetração de cloretos, os corpos-de-prova 
permaneceram na câmara úmida até 2 dias antes da data de ensaio, quando, 
para cada uma das misturas investigadas e relações a/ag adotadas, os corpos-
de-prova foram serrados com disco diamantado nas dimensões especificadas e 
colocados submersos em água até a data de ensaio (28 e 91 dias). 
As pastas moldadas para o ensaio de solução aquosa dos poros foram 
curadas imersas em água com cal até atingirem a idade de ensaio (91 dias). 
A tabela 3.8 apresenta as idades de ensaio e as dimensões dos corpos-de-
prova utilizados em cada ensaio. 
 
 
 
 
 
57
 
 
TABELA 3.8 – Idades de ensaios e tamanho dos corpos de prova. 
Ensaio Idade Corpos de Prova 
 Cronológica (cm) 
Permeabilidade a 
cloretos 
28 e 91 dias φ9,5x5,1 
Solução aquosa dos 
poros 
91 dias φ4x8 
Resistência à 
compressão 
28 e 91 dias φ10x20 
 
3.5 - Sequência de ensaios 
 
 
Foram realizados ensaios com o concreto (penetração de cloretos, cloreto 
retido, pH e resistência à compressão), e com a pasta (solução aquosa dos 
poros). 
 
 
 
3.5.1 Resistência à compressão 
 
 
Este ensaio foi realizado para determinar a resistência à compressão 
axial, que é uma das propriedades mais importantes do concreto. Os ensaios 
de resistência à compressão foram realizados segundo a NBR 5738 e NBR 
5739, sendo moldados quatro corpos-de-prova cilíndricos de 10x20 cm para 
cada idade de ensaio, 28 e 91 dias. A resistência final adotada, para cada 
mistura e idade, foi a média aritmética dos resultados quando o desvio padrão 
 
 
 
 
 
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mostrou-se menor do que 5%. Optou-se pelo maior dos quatro valores, quando 
o desvio padrão foi superior a este percentual. 
 
 
 
 
3.5.2 Penetração de cloretos 
 
 
Os ensaios de penetração