Apostila Concreto

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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU 
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESISTÊNCIA MECÂNICA E DURABILIDADE DE CONCRETOS 
MODIFICADOS COM POLÍMEROS 
 
 
 
 
 
LUCAS EDUARDO LÉO RIBOLI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BLUMENAU 
2012 
 
 LUCAS EDUARDO LÉO RIBOLI 
 
 
 
 
 
 
 
RESISTÊNCIA MECÂNICA E DURABILIDADE DE CONCRETOS 
MODIFICADOS COM POLÍMEROS 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão do Curso de 
Engenharia Civil do Centro de Ciências 
Tecnológicas da Fundação Universidade 
Regional de Blumenau, como requisito parcial 
para obtenção de grau de Bacharel em 
Engenharia Civil. 
 
Orientador: Prof. Dr. Eng. Civil Lúcio Flávio 
da Silveira Matos 
 
 
 
 
 
 
 
BLUMENAU 
2012 
 
 RESISTÊNCIA MECÂNICA E DURABILIDADE DE CONCRETOS 
MODIFICADOS COM POLÍMEROS 
 
Por 
 
LUCAS EDUARDO LÉO RIBOLI 
 
 
 
Trabalho de Conclusão do Curso aprovado 
para obtenção do grau de bacharel em 
Engenharia Civil, pela Banca examinadora 
formada por: 
 
 
 
 
__________________________________________ 
 Presidente: Prof. Lucio Flavio da Silveira Matos, Dr. Eng., FURB - Orientador 
 
 
__________________________________________ 
Membro: Prof. Adilson Pinheiro, Dr. Eng., FURB - Coordenador 
 
 
__________________________________________ 
Membro: Abrahão Bernardo Rohden, M.sc Eng., FURB 
 
 
__________________________________________ 
Membro: Sheila Klein, M.sc Eng., FURB 
 
 
 
 
Blumenau, 10 de Julho de 2012. 
 
 AGRADECIMENTOS 
 
 
A Deus, pelo direcionamento e oportunidade do cumprimento de mais esta etapa, pela 
saúde, coragem, graça e confiança na vida. 
Aos meus pais, Alcy Riboli Filho e Márcia Luíza Léo Riboli, pelo amor e carinho, 
pela minha criação e ensinamento. 
Aos meus avós pelo exemplo de vida e também pelos valorosos ensinamentos. 
A minha noiva, Micheli Schreiber, por toda paciência, dedicação, amor, apoio e 
suporte em todos os momentos. 
Ao Sr. Matias Schreiber e a Sra. Evonette Schreiber por todo apoio, ajuda e dedicação. 
Ao meu orientador Professor Lúcio Flavio pela orientação e ensinamentos 
transmitidos. 
A todos os professores do curso de Engenharia Civil pelo conhecimento transmitido. 
Ao Sr. Adenir Bastos e Jonathan Bastos pelo auxílio, ajuda e apoio. 
A empresa Águia Química pela disponibilização do polímero. 
A todos amigos e familiares pelo incentivo e orações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 RESUMO 
 
 
Os concretos modificados com látex apresentam a mesma tecnologia de produção 
referente aos concretos tradicionais, pois além do cimento Portland, utilizam o látex como 
aglomerante juntamente com os outros materiais no processo de mistura do concreto 
modificado, sendo assim um material de fácil produção por se tratar da mesma tecnologia já 
utilizada para concretos tradicionais. Observa-se que, apesar da necessidade de materiais com 
maiores valores de resistência e durabilidade no Brasil, o concreto polimérico tem sido pouco 
utilizado, fato que se deve às estimativas de custo elevado e ao desconhecimento das 
metodologias de produção e propriedades desse material. A pesquisa experimental aborda o 
aperfeiçoamento da resistência mecânica e durabilidade do concreto em função da ação 
conjunta do látex acrílico como aglomerante entre os componentes do concreto. Inicialmente, 
o programa experimental foi desenvolvido tendo como objetivo o estudo da dosagem do 
polímero utilizado, visando a otimização da resistência mecânica e durabilidade. O estudo foi 
conduzido através da confecção de cinco traços, sendo um de referência, sem a adição de 
látex, e os outros com quatro percentagens de látex variando de 5 à 20% em relação à massa 
de cimento utilizada em todos os traços. A caracterização das propriedades do concreto no 
estado endurecido se deu através de ensaios de resistência à compressão axial, resistência à 
tração por compressão diametral e resistência química. Os resultados obtidos nos ensaios 
experimentais, para a resistência à compressão mostraram-se inferiores aos obtidos na 
literatura. Já os resultados encontrados para a resistência à tração por compressão diametral se 
mostraram equivalentes. Em relação ao ensaio de resistência química, todas as amostras 
confeccionadas com látex apresentaram durabilidade frente à solução ácida, obtendo-se assim 
a otimização do teor de polímeros com a adição de 15%. 
 
 
 
 
 
 
 
Palavras Chave: Cimento Portland, látex, aglomerante. 
 
 ABSTRACT 
 
 
Latex-modified concretes have the same production technology related to traditional 
concrete, besides Portland cement, the latex is used to binder together with other materials in 
the mixture of modified concrete, in such case, an easy material to produce whereas the same 
technology already used for traditional concrete. In despite of the need of higher strength and 
durability materials in Brazil, polymer concrete has been less used, due to the high cost 
estimates and the lack of production methods and properties of this material. The 
experimental research focuses on the mechanical strength improvement and concrete 
durability because of the action of acrylic latex as a binder between the concrete components. 
Initially, the experimental program was developed with the aim to study the dosage of the 
polymer used, to optimize the mechanical strength and durability. The study was conducted 
by making five traces, one as reference, without the addition of latex, and the other four latex 
percentages ranging from 5 to 20% in relation to the cement paste used in all traces. The 
hardened concrete properties characterization happened through resistance trails for axial 
compression, tensile strength by diametrical compression and chemical resistance. The results 
obtained in experiments, for the compression resistance were inferior to those obtained in the 
literature. Since the results for the tensile strength by diametrical compression proved 
equivalent. Regarding the chemical resistance test, all samples were prepared using latex 
durability against the acidic solution, thereby obtaining optimization of the amount of 
polymer with the addition of 15%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Keywords: Portland cement, latex, binder. 
 
 LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1– Microfotografia eletrônica de concreto modificado com látex e concreto 
convencional.............................................................................................................................19 
Figura 2– Modelo de formação de filme de polímero ..............................................................21 
Figura 3- Modelo de modificação ............................................................................................21 
Figura 4: Amostra de material utilizado conforme granulometria ...........................................28 
Figura 5: Agregado graúdo obtido após processo de peneiramento.........................................29 
Figura 6: Equipamento de ensaio Slump Test ..........................................................................33 
Figura 7: Execução do ensaio de resistência à tração por compressão diametral ....................34 
Figura 8: Corpos-de-prova antes do ensaio de resistência química..........................................34 
Figura 9: Ensaio de resistência química ...................................................................................35 
Figura 10: Resistência característica à compressão de acordo com o teor da adição aos 28 dias 
(MPa) ........................................................................................................................................38Figura 11: Execução do ensaio de resistência à compressão axial...........................................39 
Figura 12: Resistência à tração por compressão diametral de acordo com o teor da adição....40 
Figura 13: Comparação da resistência à tração por compressão diametral em relação à amostra 
referência ..................................................................................................................................41 
Figura 14: Relação das Resistências Mecânicas à Tração e Compressão ................................42 
Figura 15: Perda de massa das amostras submetidas ao ataque químico .................................43 
Figura 17: Ataque químico dos corpos-de-prova após o ensaio de resistência química ..........44 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Frações do agregado miúdo utilizado .....................................................................28 
Tabela 2: Especificações da resina acrílico-estirenada – Dados fornecidos pelo fabricante....29 
Tabela 3 – Composição das dosagens testadas por m³ de concreto .........................................31 
Tabela 4: Resultados do ensaio de resistência dos corpos-de-prova à compressão aos 28 dias.
..................................................................................................................................................37 
Tabela 5: Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral aos 28 dias, 
em MPa.....................................................................................................................................40 
Tabela 6: Efeito da solução de ácido muriático 30% sobre a perda de massa do concreto......42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO.................................................................................................................. 11 
1.1 APRESENTAÇÃO DO TEMA ........................................................................................ 11 
1.2 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA................................................................................ 12 
1.3 QUESTÕES DE PESQUISA ............................................................................................ 12 
1.4 HIPÓTESES...................................................................................................................... 12 
1.5 OBJETIVO........................................................................................................................ 13 
1.5.1 Objetivo Geral ................................................................................................................. 13 
1.5.2 Objetivos Especificos...................................................................................................... 13 
1.6 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA................................................................................. 13 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................................... 15 
2.1 EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS CONCRETOS POLIMÉRICOS ................................. 15 
2.2 CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÕES DOS CONCRETOS POLÍMEROS ..................... 15 
2.2.1 PIC (Concreto Impregnado por Polímero)...................................................................... 15 
2.2.2 PC (Concreto Polímero).................................................................................................. 16 
2.2.3 PMC (Concreto Modificado por Polímero) .................................................................... 16 
2.2.4 Polímeros mais usados .................................................................................................... 17 
2.2.5 Concreto modificado com látex (CML).......................................................................... 18 
2.2.6 Principio de Modificação do Látex ................................................................................. 20 
2.3 PROPRIEDADES DOS CONCRETOS MODIFICADOS COM LÁTEX ...................... 22 
2.3.1 Consistência/Trabalhabilidade ........................................................................................ 22 
2.3.2 Teor de Ar Incorporado................................................................................................... 22 
2.3.3 Tempo de Pega................................................................................................................ 23 
2.3.4 Resistência à compressão................................................................................................ 23 
2.3.5 Resistência a Tração........................................................................................................ 23 
2.3.6 Módulo de Elasticidade................................................................................................... 24 
2.3.7 Retração por Secagem..................................................................................................... 24 
2.3.8 Aderência a Armadura .................................................................................................... 24 
2.3.9 Permeabilidade/Absorção ............................................................................................... 24 
2.3.10Resistência a Ciclos Gelo/Degelo .................................................................................. 25 
2.3.11Resistência a Carbonatação / Permeabilidade a Cloretos............................................... 25 
2.4 DOSAGEM DOS CONCRETOS MODIFICADOS COM POLÍMEROS....................... 25 
2.5 PROCESSO PRODUTIVO............................................................................................... 26 
 
 
2.5.1 Mistura e Adensamento ...................................................................................................26 
2.5.2 Cura do Concreto ............................................................................................................ 26 
2.5.3 Limpeza dos Equipamentos ............................................................................................ 26 
3 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................. 27 
3.1 ESCOLHA E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS................................................ 27 
3.1.1 Materiais.......................................................................................................................... 27 
3.1.1.1 Cimento Portland do Tipo CP V – ARI........................................................................ 27 
3.1.1.2 Agregado Miúdo........................................................................................................... 27 
3.1.1.3 Agregado Graúdo.......................................................................................................... 28 
3.1.1.4 Polímero........................................................................................................................ 29 
3.1.1.5 Água.............................................................................................................................. 30 
3.2 MÉTODOS EMPREGADOS............................................................................................ 30 
Os métodos empregados foram divididos em dosagem, preparo, moldagem e cura................ 30 
3.2.1 Método de Dosagem do Concreto Modificado por Polímero ......................................... 30 
3.2.2 Preparo do Concreto........................................................................................................ 31 
3.2.3 Moldagem e Cura............................................................................................................ 31 
3.3 METODOLOGIA DOS ENSAIOS DO CONCRETO ..................................................... 32 
3.3.1 Ensaio Determinação da Consistência pelo Abatimento de Tronco de Cone -Trabalhabilidade do Concreto Fresco....................................................................................... 33 
3.3.2 Ensaio de Resistência à Compressão Axial .................................................................... 33 
3.3.3 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral ........................................... 33 
3.3.4 Resistência Química do Concreto ................................................................................... 34 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................................... 36 
4.1 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA MECÂNICA................................................................... 36 
4.1.1 Resistência à Compressão ............................................................................................... 36 
4.1.2 Resistência à Tração por Compressão Diametral............................................................ 40 
4.1.3 Relação das Resistências Mecânicas à Tração e Compressão ........................................ 41 
4.2 ENSAIO DE RESISTÊNCIA QUÍMICA......................................................................... 42 
5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES........................................................................ 46 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 47 
 11 
 1 INTRODUÇÃO 
1.1 APRESENTAÇÃO DO TEMA 
O concreto de cimento Portland é o material estrutural mais usado na construção civil, 
por sua versatilidade, facilidade de moldagem e benefícios como baixo custo e estética 
agradável. Estima-se que o consumo atual de concreto no mundo seja da ordem de 11 bilhões 
de toneladas métricas por ano (MEHTA; MONTEIRO, 2008). 
Devido à importância deste material na construção civil, o mesmo tem sido foco de 
diversas pesquisas, visando aperfeiçoar as características principais como resistência 
mecânica e durabilidade através da utilização da adição de polímeros nos componentes do 
concreto. 
A utilização de polímeros no concreto tem como objetivo principal maximizar 
qualidades relacionadas a porosidade do concreto, propiciando a sua diminuição e maior 
durabilidade e resistência mecânica, evitando patologias ocorridas com frequência, 
principalmente, em meios agressivos, o que acarreta desconforto visual além da degradação 
dos elementos estruturais. Apesar de ser um material relativamente novo, o concreto 
composto por polímeros possui ótima resistência mecânica, durabilidade e excelente 
desempenho, reduzindo a incidência das suas patologias e a consequente necessidade de 
manutenção. 
O emprego de materiais poliméricos em matrizes cimentícias ocorre através dos 
seguintes processos: 
• Impregnação por polímero: Se dá através de processos de secagem do elemento de 
concreto com ou sem pressão para a retirada da água e do ar dos vazios e imersão do 
elemento em solução polimérica até a saturação por impregnação; 
• Concreto polímero: O aglomerante utilizado junto aos agregados é a resina, material que 
substitui o cimento, sendo que este pode ser utilizado como agregado neste caso. O 
desempenho deste tipo de concreto depende exclusivamente do tipo de polímero utilizado 
e seu traço mediante os agregados de mistura. 
• Modificado por polímero: O polímero é aplicado na água de amassamento junto ao 
concreto. 
 12 
 Segundo BALLISTA (2003), os polímeros mais utilizados são os polímeros de látex, 
pois são materiais de dispersão em água em conjunto com a água de amassamento do concreto 
que se polimerizam após sua mistura e possuem a capacidade de evitar a coagulação. Outra 
vantagem na utilização do látex se dá através do controle da quantidade de proporções 
utilizadas facilitando a análise das quantidades na resistência à compressão e processos de 
cura rápida. Os látexes mais utilizados com cimento Portland são: Látex de resina epóxi; 
Copolímeros de estireno-butadieno (SBR); Copolímeros acrílicos; Acetato de polivinila 
(PVA); Copolímeros estireno-acrílicos; 
Neste trabalho se optou pelo uso da técnica do concreto modificado com látex. 
Segundo o AMERICAN CONCRETE INTITUTE – ACI, a utilização dessa técnica visa 
melhorar propriedades como ligação entre o concreto e o substrato, melhorar a resistência ao 
impacto, à penetração de água e sais dissolvidos e a ação de congelamento e degelo. 
O presente trabalho experimental inclui o estudo de um concreto modificado em que é 
utilizado o látex acrílico na sua composição, visando a otimização da resistência mecânica e 
durabilidade. 
1.2 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA 
Observa-se que, apesar da necessidade de materiais com maiores valores de resistência 
e durabilidade no Brasil, o concreto modificado tem sido pouco utilizado, fato que se deve as 
estimativas de custo elevado e ao desconhecimento das propriedades desse material. Também, 
existe pouca bibliografia em profusão sobre a metodologia de produção desses concretos, 
principalmente, sobre a dosagem e polímeros mais adequados a esse fim. 
1.3 QUESTÕES DE PESQUISA 
1) Qual o traço mais adequado ao concreto modificado com polímeros de látex? 
2) Como a adição de látex ao concreto pode incrementar a sua resistência mecânica? 
3) Como a adição de látex ao concreto pode melhorar a sua durabilidade? 
1.4 HIPÓTESES 
1) O traço será definido experimentalmente utilizando como parâmetros de referência a 
resistência à compressão em função da dosagem dos vários componentes; 
 13 
 2) O incremento da resistência mecânica se dá pela formação do filme polimérico 
gerada pela hidratação do cimento e pela coalescência das partículas de polímero, 
preenchendo os vazios da matriz de cimento, diminuindo a sua porosidade e 
consequentemente os vazios. 
3) A adição de látex diminui a absorção de água, permeabilidade e índice de vazios, 
dificultando a penetração de agentes agressivos; 
1.5 OBJETIVO 
1.5.1 Objetivo Geral 
 Definir a dosagem de látex em emulsão acrílica visando a otimização da resistência 
mecânica e durabilidade do concreto. 
1.5.2 Objetivos Especificos 
• Caracterizar os agregados; 
• Estudar as dosagens do concreto modificado com látex (acrílico), em termos de 
cimento: agregado: polímero: água; 
• Preparar dosagens experimentais no laboratório com a moldagem de corpos de prova 
cilíndricos; 
• Testar a resistência à compressão axial, tração por compressão diametral e resistência 
química dos corpos de prova, aos 28 dias de idade; 
• Analisar os resultados dos testes realizados. 
1.6 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA 
A monografia de TCC apresenta cinco capítulos cujo conteúdo é resumido a seguir: 
• Capítulo 1- Introdução: Abordagem do assunto escolhido com apresentação do 
problema e objetivos; 
• Capítulo 2- Revisão bibliográfica: análise das publicações correntes (artigos 
científicos), tipos de pesquisas e desenvolvimento. 
 14 
 
• Capítulo 3- Materiais e Métodos: Engloba a caracterização dos materiais e descreve 
os procedimentos de pesquisa e análise adotados. 
• Capítulo 4- Resultados e discussões: onde são apresentados e discutidos os resultados 
obtidos com base nos ensaios descritos no capítulo 3; 
• Capítulo 5- Conclusões e sugestões: resume as conclusões assumidas na análise de 
resultados e faz recomendações para futuras pesquisas de TCC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 15 
 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
2.1 EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS CONCRETOS POLIMÉRICOS 
Atualmente pode-se observar uma vasta gama de estudos relacionados à ciência dos 
materiais, a qual tem buscado a associação das propriedades de concretos de cimento Portland 
com diversos materiais como a sílica ativa, cinzas volantes, as escórias de alto forno, as fibras 
naturais e sintéticas,os superplastificantes e os polímeros. Da adição de polímeros, alguns 
resultados positivos têm sido encontrados relacionados às propriedades físicas, mecânicas e 
de durabilidade dos concretos conforme TORGAL (2009); AMERICAN CONCRETO 
INSTITUTE – ACI (1995). 
O emprego desses materiais tende a preencher certas deficiências, as quais são 
apresentadas na composição do cimento Portland, e tendem a gerar diminuição da resistência 
à tração na flexão, ataque de agentes agressivos, absorção de água, abrasão, etc. Visando 
combater as patologias apresentadas pelo concreto, novas tecnologias têm sido desenvolvidas, 
dentre as quais podemos citar a adição de polímeros a estas composições por apresentarem 
resultados satisfatórios (TEZUKA apud STORTE, 1992). 
2.2 CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÕES DOS CONCRETOS POLÍMEROS 
Segundo GORNINSKI (1996), uma das áreas de maior interesse relacionadas à ciência 
dos materiais é o desenvolvimento de compósitos de alto desempenho, produtos estes, 
resultantes da combinação inteligente de dois ou mais materiais. 
Nesse contexto, os concretos com compósitos poliméricos têm recebido atenção 
considerável pelo setor da construção civil nos últimos 60 anos. Os concretos compostos por 
compósitos poliméricos possuem em sua constituição a substituição total ou parcial do 
cimento Portland por resinas poliméricas. Conforme as propriedades e aplicações os mesmos 
são classificados em três categorias diferentes. 
 
2.2.1 PIC (Concreto Impregnado por Polímero) 
 
FOWLER apud Gorninski (1996) afirma que este tipo de compósito consiste em um 
concreto de cimento hidratado e curado, que quando recebe o monômero, polimeriza por 
 16 
 radiação ou catálise térmica. Este tipo de concreto apresenta resistência à compressão quatro 
vezes maior do que concretos convencionais, maior resistência à tração na flexão e ótima 
durabilidade. 
Este tipo de impregnação consiste na entrada forçada do polímero no concreto já 
endurecido de forma a preencher os vazios proporcionando assim, aumento da resistência e 
durabilidade através da diminuição da absorção e permeabilidade. 
 
2.2.2 PC (Concreto Polímero) 
 
Este tipo de concreto é caracterizado por não possuir cimento Portland como 
aglomerante, sendo que este pode ser usado como agregado ou filler. 
Conforme o AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), o concreto polímero 
como compósito constituído de uma matriz de polímero e fíller. Este compósito é preparado 
diante da mistura completa da matriz polimerizável e agregados. 
Por apresentar bom desempenho mecânico e resistência à oxidação, este tipo de 
concreto tem sido utilizado em reparos e reabilitações em concretos convencionais, 
pavimentações, obras e peças industriais, etc. 
 
2.2.3 PMC (Concreto Modificado por Polímero) 
O concreto modificado por polímero é resultado da formação de dois tipos de 
aglomerantes, o cimento Portland e um polímero. Geralmente os polímeros utilizados são 
apresentados na forma de resinas látex que podem ser na forma de emulsão, solução de 
polímeros ou na forma de monômeros solúveis que se polimerizam após a mistura. 
O polímero de maior uso é o látex que possui a capacidade de estabilizar os polímeros 
na presença de íons de cimento evitando assim o processo de coagulação. 
A formação da matriz aglomerante do PMC se caracteriza pela hidratação do cimento 
e pela coalescência das partículas de polímero formando assim um filme. 
 17 
 Diante disto, a matriz aglomerante é formada por duas fases, a matriz de cimento 
hidratado e o filme polimérico, o qual preenche parcialmente os vazios da matriz de cimento 
(OHAMA, 1987). 
Este tipo de concreto é caracterizado por apresentar ao longo do tempo o aumento das 
resistências mecânicas e durabilidade, melhoria das propriedades adesivas e diminuição da 
permeabilidade. 
 
2.2.4 Polímeros mais usados 
Segundo o AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), há muitos tipos de látex 
no mercado, mas aproximadamente 5% destes compósitos podem ser utilizados como 
aglomerantes hidráulicos, sendo que o restante, 95%, poderão coagular na combinação com o 
cimento. 
Algumas das formulações utilizadas com cimento portland são: 
• Acetato de polivinila (PVA); 
• Copolímeros acrílicos; 
• Copolímeros estireno-acrílico; 
• Copolímeros acetato de vinila-etileno (VAE); 
• Copolímeros cloreto de vinilideno-cloreto de vinila; 
• Copolímeros estireno-butadieno (SBR); 
• Látex de resina epóxi. 
 
 
 
 
 18 
 2.2.5 Concreto modificado com látex (CML) 
 
Em 1932 foi sugerida pela primeira vez a utilização de borracha sintética visando a 
modificação de concretos. (TEZUKA, 1988). 
Segundo TEZUKA (1979, 1988), os concretos modificados com látex apresentam a 
mesma tecnologia de produção referente aos concretos tradicionais, pois além do cimento 
Portland, utilizam também o látex como aglomerante juntamente com os outros materiais no 
processo de mistura do concreto modificado, sendo assim um material de fácil produção por 
se tratar da mesma tecnologia já utilizada para concretos tradicionais. 
A facilidade de mistura se dá por ser o látex um polímero de suspensão coloidal em 
água podendo ser adicionado normalmente sem a necessidade de novas tecnologias. Além 
disso, o processo de polimerização da mistura ocorre naturalmente por secagem ou por perda 
de água. 
As reações de hidratação que ocorrem nos concretos tradicionais e nos concretos com 
compostos poliméricos são as mesmas, sendo que, a matriz aglomerante é constituída de duas 
fases, a matriz de cimento hidratado e o filme polimérico, que por sua vez é responsável por 
preencher os vazios da matriz de cimento. 
Quando o látex é incorporado ao concreto, as suas partículas reduzem a quantidade de 
movimentação de água provocando o bloqueio dos capilares. 
Quando ocorre a fissuração, o filme de látex polimérico tem a função de restringir o 
processo de fissuração pois age de forma adesiva fechando os canais de fissurados. Esta ação 
pode ser observado na figura 1. 
 
 
 
 
 
 19 
 Figura 1– Microfotografia eletrônica de concreto modificado com látex e concreto 
convencional 
 
FONTE: AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995). 
Conforme o AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), a ação do filme 
polimérico e a redução da movimentação de água resulta no incremento de resistência à 
flexão. Da mesma forma, não há a movimentação de fluídos, o que acaba por maximizar a 
proteção a ataques de agentes químicos e resistência ao congelamento. 
Ainda segundo o AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), a otimização da 
mistura de látex ao concreto situa-se dentro das porcentagens de mistura de 5% e 10% do teor 
de sólidos por peso de cimento. Adições utilizadas em menor proporção não proporcionam 
mudanças significativas nas propriedades dos concretos modificados, o que também não 
beneficia a redução significativa da quantidade de água na mistura do compósito, visto que, os 
látex no estado fresco possuem propriedades plastificantes. 
Deve-se observar no entanto que o uso de materiais sólidos em excesso inviabiliza o 
processo de otimização da mistura pois pode causar elevada incorporação de ar, ou pode fazer 
com que o polímero compósito fique preenchido com agregados e cimento, descaracterizando 
o processo de modificação do concreto. 
Através de estudos realizados por BALLISTA (2003) e ROSSIGNOLO (2003), 
constatou-se que o tempo de trabalhabilidade do concreto modificado por látex é menor do 
que para os concretos convencionais. Devido a isto o intervalo entre o fim da mistura e o 
inicio do lançamento deste material deve ser abreviado. 
 20 
 Em relação à cura, diversas pesquisas relatam sobre o bom desempenho dos 
processos de cura úmida com intervalos de tempos menores do que em concretos 
convencionais, efeito este que ocorre em virtude da altaumidade nas primeiras idades, o que 
retarda a aglutinação do polímero presente na mistura. 
Conforme TEZUKA (1988), a cura úmida do concreto modificado por látex apenas 
nas primeiras 24 horas após a desmoldagem foi o processo que apresentou melhor 
desempenho das propriedades. 
 
2.2.6 Principio de Modificação do Látex 
O principio do processo de modificação do concreto se da a partir da hidratação do 
cimento e da formação do filme polimérico, conhecido como coalescência. Primeiramente 
ocorre o processo de formação do filme polimérico e após este processo inicia-se a hidratação 
do cimento. 
Conforme OHAMA (1987) apresenta as três etapas principais do processo de 
modificação, sendo descritas em etapas e ilustradas conforme figuras 2 e 3. 
 Primeira Etapa: “Quando o látex é misturado ao concreto ou argamassa de cimento 
Portland, suas partículas são dispersas uniformemente na pasta de cimento. Na pasta de 
cimento e polímero, o gel de cimento é gradualmente formado pela hidratação do cimento e a 
parte líquida é saturada com hidróxido de cálcio formado durante a hidratação, enquanto as 
partículas de polímero depositam-se parcialmente na superfície do gel já formado e das 
partículas ainda não hidratados de cimento” (OHAMA, 1987). 
Segunda Etapa: A partir do desenvolvimento do gel, as partículas do polímero 
confinam-se gradualmente nos poros capilares formando uma camada contínua que envolve o 
gel de cimento e as partículas não hidratadas. Após este processo as partículas aderem às 
camadas de silicatos formadas na superfície dos agregados e as partículas de polímero 
preenchem os macro poros existentes. 
Terceira Etapa: Como no processo de hidratação do cimento ocorrem processos de 
remoção de água bem como a evaporação natural do processo, as partículas de látex se juntam 
(coalescem) através de filmes e membranas, envolvendo o cimento hidratado dando formação 
a uma co-matriz que reveste os agregados alojando-se nos vazios. 
 21 
 Figura 2– Modelo de formação de filme de polímero 
 
FONTE: ROSSIGNOLO (2003) 
 
Figura 3- Modelo de modificação 
 
FONTE: ROSSIGNOLO (2003) 
 22 
 
 “Geralmente, a hidratação do cimento ocorre primeiro e como as partículas 
hidratadas de cimento se estabilizam e a mistura endurece, as partículas do látex concentram-
se nos espaços vazios” (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, 1995). 
 
2.3 PROPRIEDADES DOS CONCRETOS MODIFICADOS COM LÁTEX 
 
2.3.1 Consistência/Trabalhabilidade 
 
BALLISTA apud STORTE (1992), afirma que concretos modificados com látex, são 
caracterizados por possuir maior trabalhabilidade com relação a concretos convencionais, fato 
que se deve ao efeito dispersante dos componentes do látex que atuam quando combinados a 
àgua. As partículas poliméricas possuem ação plastificante, o que tende a aumentar 
consideravelmente a trabalhabilidade das misturas em função da relação água/cimento, 
promovendo benefícios como: 
• Redução da quantidade de água de amassamento; 
• Aumento da resistência mecânica referente a redução de água; 
• Melhor trabalhabilidade para uma mesma relação agua/cimento em relação a 
concretos convencionais; 
 
2.3.2 Teor de Ar Incorporado 
 
De acordo com (STORTE, 1992), os vazios preenchidos por ar dentro do concreto 
ocorrem através de bolhas de ar incorparado ou de vazios de ar aprisionado, provocando a 
diminuição nas propriedades de resistência mecanica. 
Frente a isto, a adição de látex tende a diminuir essa proporção pois possuem em sua 
composição agentes antiespumantes que já são comercializados misturados ao látex. Segundo 
afirma STORTE (1992), o teor de ar incorporado nos concretos de cimento e polímero são da 
ordem de 2%, valores próximos a proprorções de misturas convencionais. 
 23 
 2.3.3 Tempo de Pega 
 
Segundo o AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), o tempo de pega não deve 
ser confundido com o tempo de trabalhabilidade que pela ação do látex começa a formar 
filmes (coalescer) em poucos minutos, diferentemente da pega que é função da hidratação do 
cimento. 
Quando ocorre a formação da membrana sobre o concreto denominada coalescência 
do polímero, normalmente a superfície da mistura encontra-se muito seca, devido 
principalmente aos fatores ambientais como a velocidade do vento, umidade do ar e 
temperatura. 
Conforme o AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), o tempo disponivel para 
o lançamento do concreto, geralmente é de 15 a 30 minutos após a mistura, sendo que após 
este período a trabalhabilidade da mistura começa a ser afetada. 
 
2.3.4 Resistência à compressão 
 
A resistência à compressão é influenciada pelo traço da mistura referente ao teor de 
sólidos além do tipo de látex utilizado na mistura e a quantidade de monômeros presentes em 
sua composição. 
O aumento da resistência à compressão dos concretos com utilização de látex 
apresentou resultados pouco significativos e com até redução dos valores dessa propriedade 
frente à incorporação excessiva de ar. (TEZUKA, 1988). 
 
2.3.5 Resistência a Tração 
 
Segundo BALLISTA, (2003), em comparação aos concretos tradicionais, os concretos 
modificados por látex apresentaram aumento significativo dos valores de resistência à tração, 
fato que se deve a redução da relação agua/cimento, aos valores de resistência a tração de 
algumas variedades de látex e ao aumento da aderência entre a matriz do cimento e o 
agregado. 
 24 
 Nas pesquisas realizadas por TEZUKA (1979,1988) foram obtidos resultados de 
resistência a tração por compressão diametral entre 13 e 18% referente dos valores de 
resistência a compressão, valores estes superiores aos concretos convencionais, geralmente 
com valor de 10% abaixo da resistência à compressão. Já referente à resistência a tração na 
flexão, foram obtidos resultados entre 10 e 40% dos valores referentes aos convencionais. 
 
2.3.6 Módulo de Elasticidade 
 
O módulo de elasticidade do concreto modificado é de 80% do concreto convencional. 
 
2.3.7 Retração por Secagem 
 
Segundo o AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), quando os concretos 
modificados por polímero não são submetidos a processos de cura eficazes, ficam mais 
suceptíveis a retração inicial. 
 
2.3.8 Aderência a Armadura 
A aderência à armadura aumenta na proporção direta da taxa de polímero do traço e é 
maior em 154% da tensão de aderência de concretos convenciais. 
 
 
2.3.9 Permeabilidade/Absorção 
O filme polimérico que se forma durante o processo de cura preenche os vazios do 
concreto reduzindo a permeabilidade e a absorção de água. (AMERICAN CONCRETE 
INSTITUTE, 1995). 
 25 
 2.3.10 Resistência a Ciclos Gelo/Degelo 
Conforme o AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), a excelente resistência à 
permeabilidade e absorção da água faz com que danos gerados pela ação do gelo/degelo não 
ocorram. 
 
2.3.11 Resistência a Carbonatação / Permeabilidade a Cloretos 
 
OHAMA apud AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995) obteve estudos 
referente aos concretos modificados com látex estireno-butadieno expostos a gás carbônico e 
a soluções de dióxido de carbono onde os corpos de prova foram submetidos a testes e abertos 
para análise. O resultado mostrou que os ataques químicos foram de intensidade reduzida. 
No mesmo sentido foi conduzido por OHAMA (1987), testes de permeabilidade onde 
os corpos de prova foram submersos em soluções de sais por 28 e 91 dias, sendo obtidos 
resultados positivos referentes aos concretos modificados com o látex estireno-butadieno 
contra absorção e permeabilidade a cloretos. 
 
2.4 DOSAGEM DOS CONCRETOS MODIFICADOS COM POLÍMEROS 
 
Nos concretos modificados por látex ocorre a diminuição da quantidade de água 
referente a uma derterminada consistência/abatimento, sendo que a propriedade de dispersão 
do látex aumenta a fluidez e a consequente trabalhabildadeda mistura. A mistura terá suas 
propriedades afetadas no estado endurecido através de duas formas: 
• Quantidade de látex adicionado à mistura; 
• Quantidade de água retirada da mistura; 
Segundo ROSSIGNOLO (2003), as relações teor de sólidos/cimento, giram em torno 
de 0,15. Através de traços pilotos é possivel realizar o efeito das adições em misturas. 
 26 
 Segundo AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (1995), os cimentos utilizados na 
dosagem são os Cimentos Portland tipos I, II e III (ASTM). Para a aplicação em concretos 
devem ser especificados consumos mínimos de cimento que gira em torno de 390kg/m3. 
 
2.5 PROCESSO PRODUTIVO 
Em relação ao processo de fabricação dos concretos convencionais, o concreto 
composto por polímero difere apenas na adição de um componente, o látex. 
 
2.5.1 Mistura e Adensamento 
O lançamento do concreto deve ocorrer de 15 a 30 minutos para evitar fissuração. 
Além deste tempo deve ser usado retardador de pega. 
 
2.5.2 Cura do Concreto 
Segundo OHAMA (1987), o concreto polímero requer um metodo de cura diferente 
devido a adição de polímero. A otimização das propriedades se dá de forma a uma 
combinação de cura úmida por determinado número de dias e cura seca a temperatura 
ambiente. Já a otimização da resistência se dá através da hidratação de uma quantidade 
razoável de cimento em condições úmidas por certo período de tempo nos primeiros estágios 
de vida do concreto com a consequente temperatura ambiente em condições secas, buscando 
assim desenvolver a formação do filme polimérico devido à coalescência do látex. 
 
2.5.3 Limpeza dos Equipamentos 
 
Como o látex é um material aderente e de secagem rápida, os equipamentos devem ser 
limpos logo após o uso. 
 
 
 27 
 3 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
3.1 ESCOLHA E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS 
 
O presente capítulo apresenta os materiais utilizados na confecção do concreto 
modificado por polímero deste estudo, bem como suas caracterizações. Em seguida, são 
descritos os parâmetros adotados para mistura, moldagem e cura, assim como os ensaios 
realizados no concreto modificado por polímero. Por fim, são apresentadas as análises prévias 
desenvolvidas para determinação do traço da composição deste estudo. 
 
3.1.1 Materiais 
3.1.1.1 Cimento Portland do Tipo CP V – ARI 
Sendo esta pesquisa de TCC de curta duração e com a necessidade de obtenção de 
resultados quantificáveis nas primeiras idades de cura do concreto, optou-se pelo cimento 
portland CP V- ARI. 
Conforme informado pelo fabricante este tipo de cimento possui alta resistência inicial 
desde as suas primeiras idades podendo atingir as seguintes resistências: 28 MPa em 24 horas 
de idade, 39 MPa em 3 dias, 44 MPa em 7 dias e 51 MPa em 28 dias. 
Recomenda-se o uso deste material em obras em que seja necessário a desforma rápida 
de peças de concreto armado. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 
5733. 
3.1.1.2 Agregado Miúdo 
O agregado miúdo utilizado é a areia natural de mistura, essencialmente quartzosa, 
proveniente do Rio Itajaí-Açú, com granulometria de 0,075 mm a 2,4 mm. O agregado 
coletado foi colocado em formas metálicas e seco em estufa a uma temperatura média de 
100ºC. Após seco, o mesmo foi peneirado em peneiras com malha de aço, para se obter a 
granulometria separadamente conforme frações da areia da tabela 1. Após o processo de 
peneiramento, a areia foi lavada e novamente seca em estufa pelo período de 24 horas para 
seu pronto uso conforme ilustra a figura 4. 
 28 
 Tabela 1 – Frações do agregado miúdo utilizado 
Peneira (mm) % 
Utilizada 
 1,68 8 
1,18 27 
0,60 33 
0,15 20 
0,075 12 
Fonte: Autor 
 
Figura 4: Amostra de material utilizado conforme granulometria 
 
Fonte: Acervo - Autor 
3.1.1.3 Agregado Graúdo 
 
Para a produção do concreto modificado por polímero será utilizado brita número zero 
de basalto, de diâmetro de 4,8 mm, proveniente do município de Pouso Redondo. A massa 
unitária da brita compactada é de 1450 kg/m³. O material utilizado foi peneirado em peneira 
com malha de aço 25 mm, 19 mm, 12,7mm, 9,5 mm e 4,8mm. Posteriormente à separação 
granulométrica, o agregado foi lavado e seco em estufa com temperatura média de 100ºC pelo 
período de 24 horas. A figura 5 ilustra o agregado utilizado. 
 29 
 Figura 5: Agregado graúdo obtido após processo de peneiramento 
 
Fonte: Acervo – Autor 
 
3.1.1.4 Polímero 
O polímero empregado neste trabalho é um produto industrializado e possui base 
estirenada e de dispersão aquosa aniônica de um copolímero acrílico-estirenado conforme 
informado pelo fornecedor. A adição da emulsão polimérica consiste na substituição de parte 
da água de amassamento por 5%, 10%, 15% e 20% de emulsão em relação à massa de 
cimento. Na tabela 2 são discriminadas as especificações do polímero utilizado na produção 
do concreto modificado do presente trabalho. 
 
Tabela 2: Especificações da resina acrílico-estirenada – Dados fornecidos pelo fabricante 
Sólidos 48 a 50% 
Viscosidade Brookfield 6000 – 12000 cps 
pH 8,0 – 9,5 
Spindle 6/20 RPM 
Fonte: Águia Química (2012) 
 
 
 30 
 3.1.1.5 Água 
 
Foi utilizado água proveniente da rede pública. Neste caso, os seguintes limites 
máximos deveriam ser atendidos, conforme NBR 6118: 
• Matéria orgânica (expressa em oxigênio consumido) → 5mg/dm³ 
• Resíduos sólidos → 5000mg/dm³ 
• Sulfatos (expresso em íons SO4) → 300mg/dm³ 
• Cloretos (expresso em íons Cl) → 500mg/dm³ 
• Açúcar → 5mg/dm³ 
 
3.2 MÉTODOS EMPREGADOS 
 
Os métodos empregados foram divididos em dosagem, preparo, moldagem e cura. 
 
3.2.1 Método de Dosagem do Concreto Modificado por Polímero 
 
Para a dosagem do concreto modificado por polímero foi utilizado traço conforme 
tabela 3 utilizando 10 corpos de prova para cada traço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 31 
 Tabela 3 – Composição das dosagens testadas por m³ de concreto 
Materiais Referência Polímero 
5% 
Polímero 
10% 
Polímero 
15% 
Polímero 
20% 
Cimento (kg) 350 350 350 350 350 
Água (kg) 202,3 171,15 166,25 161 157,5 
Areia (kg) 900 900 900 900 900 
Brita (kg) 920 920 920 920 920 
Polímero (kg) 0 17,5 35 47,5 70 
A/C 0,578 0,489 0,475 0,460 0,450 
P/C 0,05 0,10 0,15 0,20 
Corpos de prova 
(unidade) 
10 10 10 10 10 
Fonte: Autor 
 
 
3.2.2 Preparo do Concreto 
 
O concreto foi preparado em laboratório conforme preconiza a NBR 12821 (ANBT, 
2009b). 
O equipamento utilizado para preparo da mistura foi uma betoneira convencional de 
120l. A mistura dos componentes foi feita colocando-se o agregado graúdo, 60% da água de 
amassamento, cimento e agregado miúdo. Visando uma melhor diluição e aproveitamento do 
polímero, o mesmo foi misturado junto de 35% da água de amassamento, sendo em seguida 
acrescentado junto ao material misturado em betoneira. O restante de 5% de água foi 
adicionado até que a mistura apresentasse homegeineidade e trabalhabilidade adequados 
sendo regulados pelo ensaio de abatimento do tronco de cone conforme item 3.3.1. 
 
3.2.3 Moldagem e Cura 
 
Foram moldados 10 corpos de prova para cada traço, totalizando 50 corpos de prova 
de dimensão cilíndrica, de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura. O processo de confecção 
seguiu os parâmetros estabelecidos segundo a NBR 5738 (ABNT, 2003). Primeiramente os 
 32 
 corpos de prova foram untados com uma camada fina de óleo diesel antes de sua moldagem. 
A moldagem se deu em duas camadas iguais de concreto, sendo o adensamento realizado 
manualmente utilizando-se uma barra de aço cilíndrica, sendo executados 12 golpes para cada 
camada. Após o adensamento, procedeu-se o acabamento dasuperfície do corpo de prova 
com colher de pedreiro. 
A desmoldagem ocorreu após o período de 24 horas, sendo efetuado em seguida um 
capeamento com a pasta do mesmo cimento utilizado na pesquisa. Para se obter a planicidade 
do corpo de prova foi utilizado colarinho metálico para aplicação da pasta. Após o processo 
de capeamento, o corpo de prova foi colocado com o capeamento para baixo em superfície 
plana por período de 24 horas, sendo após esse período, os colarinhos removidos e os corpos 
de prova colocados em processo de cura mista pelo período de 28 dias. 
A forma, como a cura é executada, tem influência direta nas propriedades dos 
elementos confeccionados com látex: “Normalmente, estes elementos requerem um método 
de cura diferente devido à adição do polímero. As propriedades quase ótimas dos sistemas 
modificados são alcançadas por uma combinação de cura úmida e cura seca, isto é, cura 
úmida por um determinado número de dias, seguida de cura seca à temperatura ambiente”. A 
resistência ótima é obtida alcançando-se uma quantidade razoável de hidratação do cimento 
sob condições úmidas nos primeiros estágios, seguido de condições secas, para promover a 
formação do filme de polímero devido à coalescência do látex (OHAMA, 1987). 
 
3.3 METODOLOGIA DOS ENSAIOS DO CONCRETO 
 
Para atingir os objetivos deste estudo, foram utilizados os seguintes ensaios: ensaio de 
determinação da consistência do concreto fresco pelo abatimento de tronco de cone; e, para o 
concreto endurecido: ensaios de resistência mecânica (resistência à compressão axial e à 
tração na compressão diametral) e ensaio de durabilidade por resistência química. 
 
 33 
 3.3.1 Ensaio Determinação da Consistência pelo Abatimento de Tronco de Cone - 
Trabalhabilidade do Concreto Fresco 
Este ensaio foi realizado em todos os traços do presente trabalho e ocorreu antes da 
moldagem dos corpos de prova, sendo executado conforme a NBR 7223 (ABNT, 1982). A 
figura 6 ilustra o equipamento de ensaio. 
Figura 6: Equipamento de ensaio Slump Test 
 
Fonte: Acervo – Autor 
 
3.3.2 Ensaio de Resistência à Compressão Axial 
 
Após o período de 28 dias de cura (úmida e seca), os corpos de prova foram ensaiados 
na prensa de compressão seguindo a norma NBR 5739 (ABNT, 2007b). O Ensaio procedeu-se 
em prensa automática. Os resultados foram gerados a partir de 7 amostras para cada traço. 
 
3.3.3 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral 
 
O ensaio de tração por compressão diametral conhecido também como ensaio de 
resistência à tração indireta consiste em posicionar o corpo de prova com o eixo horizontal 
entre os pratos da prensa sendo aplicada uma força até a sua ruptura por tração indireta 
(ruptura por fendilhamento). Foram ensaiados 2 corpos de prova para cada traço. 
A resistência à tração indireta é determinada no ensaio de compressão diametral 
prescrito na NBR 7222/2010. A figura 7 ilustra o ensaio de resistência à tração por 
compressão diametral sendo executado para um concreto com adição polimérica, o que não 
apresenta diferença aparente em relação ao convencional. 
 
 34 
 
 
Figura 7: Execução do ensaio de resistência à tração por compressão diametral 
 
Fonte: Acervo – Autor 
3.3.4 Resistência Química do Concreto 
Para cada traço estudado, avaliou-se a resistência química do concreto aos 28 dias de 
idade para um 1 corpo de prova de cada traço, através da perda de massa por imersão em 
solução aquosa de 30% de ácido muriático. O ciclo compreende em pesar o corpo de prova 
seco, colocar o corpo de prova em solução química por 3 dias, retirar da solução e pesar o 
corpo de prova. Depois de verificado o peso, colocar em estufa e pesar de 8 em 8 horas para 
verificação de perda de massa acompanhando o processo até que o peso se mantenha 
constante. Em análise a figura 8, que ilustra o aspecto visual dos corpos de prova antes do 
ataque químico, destaca-se a uniformidade dos corpos de prova para as diferentes amostras 
que não apresentam diferenças visuais frente à adição de polímeros em sua composição. 
Figura 8: Corpos-de-prova antes do ensaio de resistência química 
 
Fonte: Acervo - Autor 
 35 
 O início do ciclo de resistência ao ataque químico é ilustrado na figura 9. 
Figura 9: Ensaio de resistência química 
 
Fonte: Acervo – Autor 
 
 
 
 36 
 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Neste capítulo são apresentados os resultados dos ensaios de resistência mecânica e 
química obtida em laboratório através do presente estudo. 
Como forma de organizar os resultados para as diferentes composições dos corpos-de-
prova, os mesmos foram rotulados com as seguintes siglas: 
 0 = Para amostras produzidas com traço referência 0% de polímero (sem adição); 
 5 = Para amostras produzidas com adição de 5% de polímero em relação à massa de 
cimento; 
10 = Para amostras produzidas com adição de 10% de polímero em relação à massa de 
cimento; 
15 = Para amostras produzidas com adição de 15% de polímero em relação à massa de 
cimento; 
20 = Para amostras produzidas com adição de 20% de polímero em relação à massa de 
cimento; 
 
4.1 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA MECÂNICA 
4.1.1 Resistência à Compressão 
 
A tabela 4 apresenta os resultados parciais obtidos do ensaio e a resistência 
característica obtida dos 7 corpos de prova para as adições de polímero utilizadas no estudo 
para a idade de 28 dias do concreto. 
Visando a obtenção de um concreto coeso e de boa trabalhabilidade, optou-se por 
regular o slump do concreto do presente estudo buscando um concreto entre 25 a 50mm de 
slump como referência. A partir do valor de referência encontrado, foi regulado a relação a/c 
para os traços compostos por polímeros a fim de se reduzir para cada traço a quantidade de 
água acrescentada em virtude da quantidade de polímeros acrescentados para cada traço na 
forma de emulsão. 
Os valores do Coeficiente de Variação calculados no presente estudo correspendente a 
Tabela 4, identificam uma dispersão fraca dos resultados obtidos para os traços de 0%, 15% e 
20% de adição de polímero, ao passo que para as adições de 5% e 10%, a dispersão foi média, 
considerando-se a seguinte classificação da dispersão de acordo com os conceitos da 
estatística básica: 
 37 
 
• Fraca < 15% 
• Média > 15%; <30% 
• Forte > 30% 
 
Essa diferença de dispersão nos resultados, com dois valores insatisfatórios do CV, foi 
devida certamente a deficiências de compactação na moldagem dos corpos de prova. 
 
 
Tabela 4: Resultados do ensaio de resistência dos corpos-de-prova à compressão aos 28 
dias. 
Resultados do ensaio de resistência à compressão axial (MPa) Corpo de 
prova AMOSTRA 
0 
AMOSTRA 
5 
AMOSTRA 
10 
AMOSTRA 
15 
AMOSTRA 
20 
1 43 16 21 22 19 
2 43 17 24 26 21 
3 43 15 26 25 18 
4 35 17 15 21 19 
5 43 21 22 25 15 
6 37 16 18 22 14 
7 37 30 19 19 17 
Média (MPa) 40 19 21 23 18 
S (Mpa) 4 5 4 3 3 
CV% 9 28 18 12 15 
Resistência 
Característica 
aos 28 dias Fck 
(MPa) 
34 10 15 18 13 
Fonte: Autor 
A figura 10 ilustra a resistência característica obtida das amostras referentes à 
resistência à compressão axial apresentadas na tabela 4 para os compósitos referência (sem 
adição polimérica) e com adição polimérica e seus correspondentes teores. 
 
 
 
 
 
 
 
 38 
 Figura 10: Resistência característica à compressão de acordo com o teor da adição aos 
28 dias (MPa) 
 
Fonte: Autor 
Segundo os dados obtidos dos ensaios de resistência à compressão axial na tabela 4 e 
às resistências características apresentadas na figura 9, sobressaem duas conclusões muito 
importantes: 1) a adição de polímeros induziu de modo geral a uma acentuada redução da 
resistência à compressão, relativamente ao concreto convencionalde referência sem adição 
polimérica; 2) os maiores valores encontrados para a resistência foram aqueles com 0% 
adição (referência) e 15% de adição de polímero. 
O acréscimo da adição polimérica, conforme se apresentou na tabela 3 de dosagem, 
induziu a uma gradativa redução da quantidade de água da mistura, o que certamente é devido 
à formação do filme polimérico que, por sua vez, é responsável por preencher os vazios da 
matriz de cimento. Além disso, nota-se que esta redução gradativa de relação A/C não 
conduziu de forma consistente a um aumento da resistência à compressão, contrariando os 
conceitos convencionais, havendo até uma redução significativa do concreto com 0% de 
polímero para o concreto com adição de 5%, ou seja, uma queda para menos de 1/3 da 
resistência característica; no espectro dos concretos com adições poliméricas, a resistência 
subiu gradativamente até a adição de 15%, para descer a partir dessa porcentagem de relação 
polímero/cimento (P/C). 
Assim, foi observado que a composição de 15% de adição polimérica teve seu 
resultado próximo do valor ótimo da composição polimérica estudada, em termos de 
polímero/cimento (P/C), caracterizando-se, assim, no intervalo de 10% a 15% a otimização da 
porcentagem da resina e o ponto ideal de modificação de látex sobre a massa de cimento. 
 39 
 Em relação às amostras com 5% e 20% de adição polimérica, pode ser observado na 
figura 8 que foram composições que apresentaram menores valores de resistência à 
compressão axial. Dessa forma, as composições com essas porcentagens tenderam à menores 
resultados demonstrando que a adição destas proporções não possuem ação significativa 
frente à resistência mecânica. 
A figura 11 ilustra o ensaio de resistência à compressão axial sendo executado. Esta 
ilustração demonstra um padrão de ruptura do concreto com polímeros em tudo similar ao do 
concreto convencional. 
 
 
Figura 11: Execução do ensaio de resistência à compressão axial 
 
Fonte: Acervo - Autor 
 
No estudo de BALLISTA (2003), os valores encontrados para a resistência à 
compressão axial com as adições foram: 
• 0% = 23,76 MPa; 
• 10% = 31 MPa; 
• 20% = 24,48 MPa; 
Foi constatado que os valores encontrados pelo pesquisador supracitado foram mais 
elevados do que os do presente estudo, tendo até verificado um acréscimo da resistência dos 
 40 
 concretos com adições de polímeros em relação ao de referência, o que certamente foi devido 
ao tipo de polímero testado. 
 
4.1.2 Resistência à Tração por Compressão Diametral 
 
A tabela 5 apresenta os resultados individuais obtidos do ensaio e a média obtida das 
duas amostras para o ensaio de resistência a tração por compressão diametral. 
 
 
Tabela 5: Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral aos 28 
dias, em MPa. 
Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral aos 28 
dias (MPa) 
Corpo 
de 
prova AMOSTRA 0 AMOSTRA 5 AMOSTRA 10 AMOSTRA 15 AMOSTRA 20 
1 3,5 1,8 1,8 3,5 2,5 
2 3,6 2,2 2,2 3,2 3,0 
Média 3,6 2,0 2,0 3,3 2,7 
 
Fonte: Autor 
 
A figura 12 ilustra as médias obtidas referentes à resistência à tração por compressão 
diametral conforme valores apresentados na tabela 5 para os compósitos referência (sem 
adição polimérica) e com adição polimérica e seus correspondentes teores. 
 
Figura 12: Resistência à tração por compressão diametral de acordo com o teor da 
adição 
 
Fonte: Autor 
 41 
 Para os concretos com adição polimérica, o valor da resistência à tração por 
compressão diametral foi aumentado sobremaneira com a combinação de 15% de adição 
polimérica. No entanto a amostra referência apresentou uma melhor resistência à tração. 
Foi verificado que o ponto ideal de modificação, ocorreu com a adição de 15% de 
látex sobre a massa de cimento. O valor da amostra ensaiada se posiciona próximo ao valor da 
amostra referência (sem adição polimérica) conforme verificado na figura 13. 
 
Figura 13: Comparação da resistência à tração por compressão diametral em relação à 
amostra referência 
 
Fonte: Autor 
No estudo de BALLISTA (2003), os valores encontrados para a resistência à tração 
por compressão com 5% para cura mista aos 28 dias foi 3,8 MPa e para 10% foi 4,1 MPa. 
Assim, constatou-se que os valores encontrados pelo pesquisador anteriormente citado 
foram mais elevados do que os do presente estudo. Estes resultados devem-se ao fato tipo de 
polímero testado. 
 
4.1.3 Relação das Resistências Mecânicas à Tração e Compressão 
 
Nas pesquisas realizadas por TEZUKA (1979,1988) foram encontrados resultados de 
resistência à tração por compressão diametral entre 13 e 18% referente dos valores de 
resistência à compressão, que segundo o autor, valores estes, superiores aos concretos 
convencionais, geralmente com valor de 10% abaixo da resistência à compressão. 
A figura 14 ilustra o comparativo realizado entre a resistência de compressão e tração 
dos corpos de prova contendo 15% de adição polimérica. 
 42 
 
 
Figura 14: Relação das Resistências Mecânicas à Tração e Compressão 
 
Fonte: Autor 
Em análise à figura 14, foi observado que os resultados encontrados foram da ordem 
de 16,9% de resistência da tração por compressão diametral, em relação à resistência de 
compressão, coincidindo com os parâmetros encontrados por TEZUKA (1979,1988). 
 
4.2 ENSAIO DE RESISTÊNCIA QUÍMICA 
 
Foi determinada a resistência química dos corpos de prova expostos à solução de 30% 
de ácido muriático, o que resultou nos valores expressos na tabela 6. 
 
Tabela 6: Efeito da solução de ácido muriático 30% sobre a perda de massa do concreto. 
Identificação 
do corpo de 
prova; % 
Resina 
Solução 
Massa 
Inicial 
seca (g) 
Massa 
Final 
seca(g) 
∆ Massa 
(IA)Perda 
de Massa 
% 
0 Hcl 3505 3410 -95 2,79 
5 Hcl 3270 3205 -65 2,03 
10 Hcl 3400 3330 -70 2,10 
15 Hcl 3535 3470 -65 1,87 
20 Hcl 3210 3135 -75 2,39 
Fonte: Autor 
 Através da equação 1, determinou-se o IA (Índice de Alteração por perda de massa, 
%), sendo os resultados expressos na figura 15. 
 43 
 
 
IA = 
 Eq. 1 
 
Figura 15: Perda de massa das amostras submetidas ao ataque químico 
 
Fonte: Autor 
 As amostras compostas por polímeros e submetidas ao ataque da solução 30% de 
ácido muriático sofreram menor agressão em relação à amostra referência a qual teve perda de 
massa significativa. Segundo GORNINSKI (1996), os concretos de cimento Portland, quando 
submetidos ao ataque químico comumente têm grande perda de massa. 
 Além da perda de massa significativa para o concreto referência deste estudo, o ataque 
ao agente agressivo pode ser observado e comparado aos concretos com compostos 
poliméricos que além de sofrerem menor agressão, visualmente apresentaram melhor aspecto. 
Em função disto, é possível observar o resultado obtido referente à perda de massa 
para a amostra referência (A-0) sem adição de polímeros em comparação com as amostras 
com diferentes teores de polímeros, conforme a figura 17. 
Analisando os resultados apresentados na tabela 6 e na figura 17, foi observado que os 
corpos de prova imersos na solução de 30% de ácido muriático apresentaram valores 
máximos de perda de massa de 2,79%. Esse resultado está relacionado à amostra sem 
composição polimérica e indica a forte agressão pela falta de polímeros no composto. 
 44 
 Em uma análise geral dos resultados obtidos, observa-se que os concretos com 15% 
de polímero apresentaram melhor desempenho de resistência ao agente agressivo quando 
comparados com a amostra referência, fato que demostra a sua maior durabilidade em meio 
agressivo do que o concreto tradicional representado neste estudo pela amostra referência. 
Os resultados satisfatóriosencontrados para a amostra com 15% de polímero se devem 
provavelmente à incorporação do polímero incorporado ao concreto, ação que reduz a 
quantidade de água nas partículas provocando o bloqueio dos capilares. A composição 
apresentou menor relação de perda de massa na ordem de 1,87% resultando assim na 
otimização da adição. 
Dessa forma, por não haver a movimentação de fluídos devido à ação do filme 
polimérico formado durante o processo de cura, ocorre a maximização da proteção à agentes 
químicos. 
Após o encerramento do ciclo de resistência química da amostra referência e das 
amostras com adições poliméricas, foi observado que além da perda de massa apresentada 
pela amostra referência, a amostra com adição de 20% também apresentou a segunda maior 
perda de massa. O resultado encontrado contradiz a hipótese de quanto maior a quantidade de 
polímeros adicionado ao composto maior a resistência à reagentes químicos. 
A figura 17 ilustra o visual dos corpos de prova após o ataque químico e a 
durabilidade das amostras expostas ao reagente químico. Observou-se que mesmo não 
sofrendo um desgaste exterior e apresentando bom aspecto a amostra de 20% apresentou a 
segunda maior perda de massa conforme dados da tabela 6. 
Figura 167: Ataque químico dos corpos-de-prova após o ensaio de resistência química 
 
 
Fonte: Acervo - Autor 
 45 
 
 
A pesquisa realizada por ROSSIGNOLO (2003) apresentou resultados satisfatórios 
relacionados ao uso de polímeros frente à resistência química do concreto ao ataque de 
agentes agressivos. Em comparação ao estudo realizado pelo autor citado acima, os resultados 
encontrados no presente estudo foram equivalentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 46 
 5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 
 
O presente estudo teve como objetivo definir a dosagem de polímeros em emulsão 
acrílica visando a otimização da resistência mecânica e durabilidade do concreto. 
Com a adição polimérica, de um modo geral, houve uma acentuada redução da 
resistência à compressão, comparando-se ao concreto convencional de referência sem adição 
polimérica. A otimização do traço contendo adição polimérica ficou em torno de 15% de 
adição. 
Com o acréscimo da adição polimérica houve significativa redução da água de 
amassamento. A redução gradativa da relação A/C, não induziu o aumento da resistência 
mecânica, visto que nos concretos convencionais tem a tendência do aumento da resistência 
mecânica conforme a redução da relação A/C. 
Em relação à durabilidade dos concretos com adição polimérica, o traço contendo 15% 
de adição, apresentou eficiência em relação ao ensaio de resistência química, destacando-se 
em relação às amostras estudadas, pela menor perda de massa quando submetido ao agente 
químico. 
Com base nos resultados obtidos, o concreto contendo 15% de adição polimérica, pode 
ser considerado o ponto ideal de modificação de látex sobre a massa de cimento 
proporcionando a maior resistência mecânica e durabilidade entre as amostras poliméricas 
pesquisadas. 
Recomenda-se para futuras pesquisas a introdução de aditivos com intuito de reduzir a 
relação A/C, buscando uma combinação de melhores valores para a resistência mecânica. 
Seria ideal o uso e comparação com outras composições poliméricas na proporção de 15% 
buscando uma nova composição que ofereça melhorias quanto à resistência mecânica e 
durabilidade. 
 
 
 
 47 
 REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5733: Cimento Portland de 
alta resistência inicial. Rio de Janeiro, 1991. 5 p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738: Concreto - 
Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. Rio de Janeiro, 2003. 6 p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739: Concreto – Ensaios 
de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2007b. 9 p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas 
de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2007c. 221 p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados para 
concreto - Especificação . Rio de Janeiro, 2009a. 9 p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7222: Determinação da 
resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos - Especificação . 
Rio de Janeiro, 2010. 1 p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9935: Agregados - 
Terminologia . Rio de Janeiro, 2005. 4 p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12655: Concreto de 
cimento Portland – Preparo, controle e recebimento - Procedimento . Rio de Janeiro, 2006. 18 
p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12821: Preparação de 
concreto em laboratório - Procedimento . Rio de Janeiro, 2009b. 5 p. 
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE - ACI. State-of-the-art report on polymer-
modified concrete. ACI – 548.3R-95. 47p, 1995. 
 
 
 48 
 BALLISTA, L. P. Z. Avaliação de algumas propriedades de concretos estruturais com 
agregados graúdos reciclados modificados com látex estireno-butadieno. São Carlos. 
2003. 146p. Dissertação (Mestrado em Engenharia). Programa de Pós-Graduação em 
Engenharia de Estruturas – Escola de Engenharia de São Carlos. 
FOWLER, D. W. Polymers in concrete: a vision for the 21st century. Cement & Concrete 
Composites. V. 21, p. 449- 452, 1999 
GORNINSKI, J. P. Investigação do comportamento mecânico do concreto polímero de 
resina poliéster. Porto Alegre. 1996. 103p. Dissertação (Mestrado em Engenharia). Programa 
de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalurgia e de Minas – Universidade Federal 
do Rio Grande do Sul. 
MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: Microestrutura, Propriedades e 
Materiais. 3. ed. São Paulo: IBRACON, 2008. 674p. 
OHAMA, Y. Principle of latex modification and some typical properties of latex-
modified of latex-modified mortars and concretes. ACI Materials Journal, n.84,p.511-518, 
1987. 
ROSSIGNOLO, J.A. Concreto leve de alto desempenho modificado com sb para pré-
fabricados esbeltos – dosagem, produção, propriedades e microestrutura. São Carlos, 
2003. 197p. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de 
São Paulo. 
STORTE, M.; TEZUKA, Y. Látex estireno butadieno: aplicações em concretos de 
cimento e polímero. EPUSP. São Paulo, 1992. 9 p. 
TEZUKA, Y. Concreto de cimento e polímero. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
CIMENTO PORTLAND – ABCP. São Paulo, 1988. 26 p. 
TEZUKA, Y. Concretos Polímeros. INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS DO 
ESTADO DE SÃO PAULO – IPT. São Paulo, 1979. 37p. 
TORGAL, F. P.; JALALI, S. Resistência Mecânica e Durabilidade de Betões Modificados 
com Polímeros. Revista Construção Magazine, 2009. 6p.