Aula 11 Tecnologias em Concreto

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FFCL
PROFª MSC. TAYLA CASTILHO CRIADO
 O concreto neste final de século está se revelando um material
com características impressionantes, muitas limitações que
existiam até a alguns anos estão desaparecendo com as novas
tecnologias de concreto.
 Concreto de Alto Desempenho CAD / de Alta Resistência CAR
 Concreto Auto Adensável CAA
 Concreto de Pós Reativos CPR
 Concreto com Fibras
 Concreto Compactado com Rolo CCR
 Concreto Massa
 Concreto Pesado
 Concreto Leve Estrutural CLE
 Concreto Celular Espumoso
 Concreto Celular Autoclavado CCA
 Concreto com Polímeros
 Concreto Projetado
 Concreto com Retração Reduzida CRR
 Concreto com Retração Compensada CRC
 Concreto com Alto Teor de Cinzas Volantes HVFA
 Armaduras Especiais
 É dosado para se obter elevada resistência e
durabilidade;
 Resistências superiores a 40 MPa;
 Aumento da vida útil das obras;
 Proporciona:
 Desfôrmas mais rápidas;
 Diminuição da metragem e quantidade das formas;
 Maior rapidez na execução da obra.
 CAD - Concreto de Alto Desempenho
 Alta durabilidade;(ensaios específicos de durabilidade);
 Alta resistência.
 CAR - Concreto de Alta Resistência
 alta resistência;
 (NBR-8953, fck>50 MPa).
 Baixa relação água/cimento;
 Alto consumo de aglomerante (cimento + adições);
 Baixo consumo de água;
 Necessidade de aditivos SP;
 Trabalhabilidade é governada mais pelo SP, menos pela água;
 Freqüente uso de adições minerais ao cimento: (sílica ativa, argila 
calcinada)
 Agregados de boa qualidade.
 Maior resistência à compressão por custo, peso e volume;
 Diminuição peças estruturais
 Mais espaços livres;
 Redução peso estruturas;
 Redução deformações imediatas;
 Redução fluência;
 Aumento durabilidade,
 Menor permeabilidade;
 Redução volume de concreto;
 Maior rapidez de execução.
E-Tower – PILARES 
c/ fck 125 MPa
(42 andares, 162 m)
 Dificuldade de aplicação:
 maior coesão (sílica ativa);
 perda de abatimento;
 Controle qualidade mais apurado;
 Necessidade de cura, devido ao baixo consumo de água;
 Alto calor de hidratação - consumos cimento até > 500 kg/m3;
 Retração
CIMENTO
 ACI 363R-92 primordial que varie pouco;
 No Brasil - CP V mais utilizado.
AGREGADOS
 Seleção é importante;
 Miúdos - arredondados, sem impurezas e sem muitos finos;
 Graúdos- evitar grãos lamelares.
ADIÇÕES MINERAIS
 Adição ou substituição de parte do cimento;
 Aumentam resistência mecânica e durabilidade;
 Aumentam coesão, diminuem segregação e exsudação;
 Reduzem retração, porosidade e permeabilidade.
ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE
 Sem SP, impraticável A/C < 0,4;
 Compatibilidade com o cimento é vital;
 Provável necessidade de inibidores de hidratação para
maior tempo de eficiência do SP, ampliando o prazo de
aplicação e adensamento do concreto.
CIMENTO
 ACI 363R-92 primordial que varie pouco;
 No Brasil - CP V mais utilizado.
AGREGADOS
 Seleção é importante;
 Miúdos - arredondados, sem impurezas e sem muitos finos;
 Graúdos- evitar grãos lamelares.
Self-Consolidating Concrete – SSC
 Desenvolvido no Japão década de 80, para resolver
problemas da dificuldade de adensamento do concreto
e minimizar mão de obra.
 CAA – concreto que preenche cada espaço das formas
exclusivamente através de seu peso próprio, sem
necessidade de qualquer forma de compactação ou
vibração externa.
 Indicado para concretagens de peças densamente
armadas, estruturas pré-moldadas, fôrmas em alto
relevo, fachadas em concreto aparente, painéis
arquitetônicos, lajes, vigas, etc.;
 É obtido pela adição de aditivos superplastificantes,
que proporcionam maior facilidade de bombeamento,
excelente homogeneidade, resistência e durabilidade.
 A ponte Akashi-Kaikyo, inaugurada em 1998, com 1991
metros de vão livre, consumiu nas ancoragens 290.000m3
de concreto auto-adensável.
 Os motivos da utilização de CAA nesta obra foram a
velocidade de execução, dispensa de adensamento, o qual
seria muito difícil para este volume e a qualidade final do
concreto.
 O termo concreto auto-adensável (CAA) identifica uma
categoria de concreto que pode ser moldado em fôrmas
preenchendo cada espaço vazio através exclusivamente de
seu peso próprio, não necessitando de qualquer tecnologia
de compactação ou vibração externa;
 Auto-adensabilidade do concreto fresco é a capacidade de
preenchimento dos espaços vazios e o envolvimento das
barras de aço e outros obstáculos pelo material,
exclusivamente através da ação da força gravitacional,
mantendo uma adequada homogeneidade.
 Para que um concreto seja considerado auto-adensável, 
deve apresentar três propriedades fundamentais: 
 Fluidez; 
 Coesão ou habilidade passante; 
 Resistência à segregação. 
 Fluidez: capacidade do concreto auto-adensável de fluir
dentro e através da fôrma preenchendo todos os espaços.
 Coesão ou habilidade passante: capacidade de escoamento
pela fôrma, passando por entre as armaduras sem
obstrução do fluxo ou segregação;
 Resistência à segregação: capacidade do concreto em se
manter coeso ou fluir dentro das fôrmas, passando ou não
através de obstáculos.
 Concreto Auto-adensável (CAA) é um material
referenciado como uma evolução tecnológica dos concretos
tradicionais, fruto da pesquisa aplicada e resultado da
introdução conjunta, no elenco das matérias primas básicas
do concreto, de adições minerais, adições de fílers e
aditivos químicos;
 O desenvolvimento destes materiais, principalmente com a
descoberta da extraordinária ação de dispersão dos aditivos
superplastificantes e a ação coesiva dos modificadores de
viscosidade tem impulsionado esta tecnologia.
 Os materiais utilizados para produção de CAA são, em teoria, os
mesmos utilizados para a produção de concretos convencionais,
porém com maior adição de finos, quer sejam adições minerais
ou fílers e de aditivos plastificantes e superplastificantes e por
vezes, aditivos modificadores de viscosidade;
 Os aditivos superplastificantes permitem que se alcance alta
fluidez nas misturas;
 Os aditivos modificadores de viscosidade oferecem aumento na
coesão, prevenindo-se com isto a exsudação e segregação no
concreto.
 A elevada resistência à segregação aliada à fluidez
apresentada pelo CAA permite ainda a eliminação de
defeitos macro, bolhas de ar e falhas de concretagens, que
são diretamente responsáveis pelas perdas no desempenho
mecânico do concreto e na durabilidade da estrutura.
 O Concreto auto-adensável é indicado para utilização em obras
convencionais onde se quer maior velocidade de concretagem,
redução de custos e melhor qualidade do concreto:
 Lajes de pequena espessura ou lajes nervuradas;
 Fundações executadas por hélice contínua;
 Parede diafragma;
 Estações de tratamento de água e esgoto;
 Reservatórios de águas e piscinas; 
 Pisos, contrapisos, lajes, pilares, muros, painéis; 
 Obras com acabamento em concreto aparente; 
 Locais de difícil acesso; 
 Peças pequenas, com muitos detalhes ou com formato não-
convencional onde seja difícil a utilização de vibradores; 
 Fôrmas com grande concentração de ferragens. 
 Concretagem mais rápida
 Possível produção fck de até 90MPa.
 Ausência de vibração reduz a mão-de-obra no canteiro
 Melhor acabamento final da superfície (lajes e pré-fabricados).
 Maior durabilidade por ser mais fácil de adensar.
 Grande liberdade de formas e dimensões e peças de seções 
reduzidas.
NBR 15823 (2010)
 Estabelece como requisitos para o CAA no estado fresco as
 seguintes propriedades:
 Fluidez ou habilidade de preenchimento.
 Viscosidade plástica aparente em fluxo livreou confinado.
 Habilidade passante em fluxo livre ou confinado.
 Fluidez ou habilidade de preenchimento: NBR 15823
 Capacidade do CAA de fluir dentro da forma e preencher todos
 os espaços.
 Propriedade avaliada pelo espalhamento em fluxo livre
doconcreto no método do cone de Abrams.
Habilidade passante: NBR 15823
 Capacidade do CAA de fluir dentro da forma, passando por entre
os embutimentos, sem obstrução do fluxo ou segregação.
 Avaliada pelo método do anel J com fluxo livre do concreto, ou
pelo método da caixa L com fluxo confinado do concreto.
Viscosidade plástica aparente do concreto: NBR 15823
 Propriedade relacionada com a consistência da mistura (coesão)
que influencia no comportamento ao escoamento.
 Quanto maior a viscosidade, maior a resistência ao escoamento.
 Avaliada pelo tempo de escoamento no método do cone de
abrams (t500), ou pelo funil V com fluxo confinado do concreto.
 Cimento: Qualquer tipo, maior finura mais indicado. Variações
no cimento afetam as propriedades do CAA.
 Adições: Redução do teor de argamassa. Maior coesão. Menos
calor. Benefícios quanto à durabilidade. Uso implica em aumento
do consumo do superplastificante.
 Adições mais utilizadas:
 Filer de calcário calcítico - é o mais indicado.
 Cinzas volantes - com finura de 500 a 600m2/kg.
 Sílica ativa - usual com fck acima de 60MPa. aumenta a
coesão e a demanda de superplastificante.
 Metacaulim aumenta a coesão e a demanda de
superplastificante.
ADITIVOS
 Superplastificantes a base de policarboxilato são os mais
empregados, em percentuais da ordem de 1 a 1,6% do peso de
cimento utilizado.
 Promotores de viscosidade ou modificadores de
viscosidade, produtos a base de polisacarídeos que formam
grandes reticulados que prendem água. Causam diminuição da
exsudação e o aumento da viscosidade da pasta evitando a
segregação dos agregados.
AGREGADO MIÚDO
 Todo tipo de agregado usado em concreto convencional pode ser
usado em CAA. Os naturais são preferíveis por possuírem grãos
arredondados.
AGREGADO GRAÚDO
 Preferível agregados graúdos com formato regular e dimensão
máxima característica (DMC) de 20mm. Em geral para o CAA
agregados graúdos com DMC<10mm gera composições mais
econômicas.
Ensaio de espalhamento do cone de Abrams (Slump flow test)
 Permite observar se está havendo segregação ou não.
 Variante t500- medição de tempo que o concreto atinge uma
marca de 500mm de diâmetro (2 a 5 segundos).
 Objetiva medir a fluidez simultaneamente com a capacidade do
concreto passar por obstáculos permanecendo coeso, verifica-se
a relação entre a altura H1 e H2, depois de realizada a
intercomunicação do CAA entre as partes.
 Avalia a habilidade do concreto em resistir ao bloqueio por
obstáculos sem segregar.
 Tempo que o concreto leva para escoar neste aparelho é uma
medida de fluidez do CAA em passar por espaços restritos.
 Ao preencher o funil novamente, aguardando-se 5 minutos, tem-
se informações importantes quanto a resistência à segregação.
 Fácil de executar, testa a habilidade passante do CAA. 
 O índice é a média de dois diâmetros ortogonais 
formados pelo espalhamento.
 Método para a avaliação da resistência à segregação.
 Corta-se o tubo preenchido e mede a segregação.
 A aplicação do CAA exige uma qualidade muito maior dos
equipamentos envolvidos bem como um controle mais rigoroso
de todo o processo de produção.
 O CAA pode ser um material altamente favorável, tornando-se
uma excelente opção.
 Materiais a base de cimento Portland com baixíssima porosidade 
e altíssima resistência à compressão (superiores a 200 MPa - 2 a 4 
vezes maior que os CAD comuns).
 Possuem importante resistência à flexão e uma ductilidade
extremamente alta, (250 vezes superior aos concretos
convencionais).
 Desenvolvidos na França pela Bouygues Construction Company.
 Propriedades obtidas a partir de:
 Massa mais homogênea
 Compacidade otimizada pela granulometria dos materiais
finos
 Melhor interface pasta/agregado
 Aumento da ductilidade pela adição de fibras de aço.
 Resistência superior à compressão e cisalhamento permitem
redução significativa do peso próprio dos elementos estruturais.
 Sem necessidade de armaduras para compressão ou o
cisalhamento.
 Melhor performance em sismos - Reduz cargas de inércia
(estruturas mais leves), possibilita maiores deflexões com seções
menores (maior absorção de energia).
 Maiores resistências à abrasão, fenômenos gelo/degelo e ataques
químicos.
 Significativas quantidades de cimento não hidratado no produto
acabado dá ao material um potencial de se autorecuperar de
fissuras.
 A sua finura possibilita acabamentos superficiais de alta
qualidade.
 Sua baixa e não interconectada porosidade diminui as
transferências de massas tornando inexistente a penetração de
líquidos, gases ou elementos radioativos.
 No CPR a areia fina utilizada se torna o agregado graúdo dos
concretos convencionais, o cimento Portland preenche a função
de agregado miúdo e a sílica ativa a função do cimento.
 Cimento Portland com baixo teor de C3A e baixa finura Blaine.
 Propriedades mecânicas comparadas ao concreto comum e de
alto desempenho.
 As fibras melhoram algumas deficiências do concreto:
 Minimizam a retração;
 Minimizam a microfissuração e permeabilidade;
 Aumentam a resistência ao choque (tenacidade);
 • Aumentam a ductilidade das peças.
 Fibras para concreto de:
 Aço
 Polímeros
 Polipropileno
 Nylon
 Poliéster
 Vidro
 Amianto
 Vegetais
 Adição de fibras prejudica as propriedades do concreto fresco.
 Adição de fibras deve ser considerada como um novo
agregado, para a composição da dosagem do concreto.
 Pouco efeito nas
propriedades mecânicas
estáticas.
 Algum efeito sobre:
 Compressão (até 25%)
 Tração simples (até 6%)
 Torção
 Cisalhamento
 Efeito sensível:
 Aumento da resistência à
tração na flexão;
 Melhoram as propriedades mecânicas dinâmicas.
 Minimizam fissuração;
 Diminuem a retração;
 Aumentam resistência à fadiga;
 Aumentam resistência ao impacto (tenacidade);
 Minimizam lascamento (spalling) em incêndios.
 Aumento da ductilidade e da tenacidade
 Material não rompe imediatamente após a primeira fissura
 Volume crítico de fibras – equilíbrio eficiência / trabalhabilidade
 Compatibilidade do comprimento das fibras com o
DMC dos agregados graúdos.
L > 2 DMC
AFLORAMENTO DAS FIBRAS
 Impossível garantir cobrimento adequado.
 Concretos expostos a água sofrem com a oxidação das fibras de
aço aparentes.
 Ocorre a ruptura do pequeno cobrimento.
 Bambu, coco, juta, malva, piaçava, sisal e celulose;
 Baixa durabilidade;
 Sofrem decomposição em meio alcalino;
 Medidas para minimizar a decomposição:
 Emprego de feixes;
 Proteção das fibras e matriz;
 Redução da alcalinidade da matriz.
 2 a 8 cm de comprimento, mais compridas mais eficientes, mas
ficam mais difíceis de misturar;
 0,4 a 1,5% do volume de concreto, traços com alto consumo de
cimento e baixo fator a/c;
 Reduz a retração;
 Diminui microfissuração e permeabilidade, aumenta
durabilidade.
Diferentes formatos,
dimensões e tipos de aço
Diferentes
performances
 Cuidados em peças expostas – corrosão das fibras
 Uso em concreto projetado – diminui a reflexão (perdas);
 Uso em pavimentos de concreto – aumenta tenacidade e
minimiza a retração.
 APLICAÇÕES:
 Produtos refratários, concretos aparentes ou ambientes
agressivos.
 Minimizam a retração – menos microfissuração – concreto mais
durável.
 Não degradam. Baixo módulo deelasticidade comparado com as
de aço.
 Fibras com comprimentos da ordem de 2 a 4 cm.
 Polipropileno - baixo custo, baixos E e resistência à tração.
 Nylon - custo mais alto, densidade similar a da água - não
segrega, resistência à tração e E superiores as de polipropileno.
 Poliéster - características melhores que as de polipropileno.
Comprimentos da ordem de 2 a 4 cm.
Comprimentos excessivos ou
excessos na dosagem tentem
a formar “ninhos”.
 Fibras de polipropileno em conjunto com fibras de aço,
 utilizadas em anéis de túneis para melhorar o desempenho em
incêndios - minimizam o lascamento.
 Possuem Módulo de Elasticidade e resistência à tração maiores
que as fibras de polímeros.
 O vidro comum sofre ataque do meio alcalino do cimento, as
fibras precisam ter composição química especial ou ser
revestidas por polímeros.
 Tipo AR ou Álcali Resistente, tem composição química
especial.
 Possuem +- 16% de óxido de zircônio (ZrO2) na sua
composição.
 Tipo E são fibras de vidro comum, revestidas com
polímeros para não sofrer ataque do meio alcalino.
 UFPR. Tecnologias em Concreto.92p.NotasdeAula.