Concreto resfriado - trabalho de conclusão de curso revisado FINAL (1)

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FACULDADE DE ENGENHARIA SÃO PAULO – FESP 
CURSO ENGENHARIA CIVIL 
 
 
Camila Caroline Damas 20631 
Camila Teixeira de Paula Silva 21502 
Danielly Braga Roma 21622 
Karoline Mariana Gonçalves Freitas 21623 
Thiago Moraes Pires 20630 
 
 
 
MÉTODOS DE RESFRIAMENTO DE CONCRETO 
GELO X NITROGÊNIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2019 
 
 
FACULDADE DE ENGENHARIA SÃO PAULO – FESP 
CURSO ENGENHARIA CIVIL 
 
 
Camila Caroline Damas 20631 
Camila Teixeira de Paula Silva 21502 
Danielly Braga Roma 21622 
Karoline Mariana Gonçalves Freitas 21623 
Thiago Moraes Pires 20630 
 
 
 
MÉTODOS DE RESFRIAMENTO DE CONCRETO 
GELO X NITROGÊNIO 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso de graduação 
apresentado na Faculdade de Engenharia São 
Paulo – FESP, como exigência parcial para 
obtenção do título de Engenheiro Civil. 
 
Orientador: Prof. Paulo César Nunes de Aquino 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2019 
 
 
 
[FICHA CATALOGRÁFICA] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
[FOLHA DE APROVAÇÃO] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
[EPÍGRAFE] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
i 
 
[RESUMO] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ii 
 
[ABSTRACT] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iii 
 
[LISTA DE ILUSTRAÇÕES] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iv 
 
[LISTA DE TABELAS] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
Ao longo dos anos, tem se tornado cada vez mais importante o estudo térmico 
em tecnologia do concreto, devido as grandes obras de infraestrutura, o aumento das 
aplicações de concreto de alta resistência e as crescentes exigências de durabilidade 
prescritas em normas (ERN, HELENE, 2003). 
Em 1900, era considerado como concreto de grandes massas o concreto 
ciclópico, em que eram colocadas pedras de mão no concreto normal. E não haviam 
cuidados em relação a seleção dos materiais, como agregados e cimento, sendo o 
último com elevado consumo. Eram realizados poucos metros cúbicos por dia, e não 
se dava muita importância ao processo de cura. Porém, com a necessidade do 
aumento das barragens em relação à altura e volume, foi preciso aperfeiçoar os 
métodos de construção e dar maior atenção na seleção e proporcionamento dos 
materiais (PETRUCCI, 1998). 
As primeiras utilizações de concreto massa convencional em barragens 
brasileiras remontam do início do século XX, período de crescente industrialização no 
país, em que as barragens do tipo gravidade foram construídas. Os progressos em 
projetos e métodos construtivos que ocorriam no exterior logo foram absorvidos pela 
tecnologia brasileira, tanto para o concreto convencional, como mais tarde, para o 
concreto compactado com rolo (KUPERMAN, CIFU, 2006). 
No início da década de 1960, na construção da usina hidrelétrica Jupiá, em 
decorrência dos problemas apresentados, foram implementadas soluções avançadas 
para a época, como a logística de concretagem de grandes volumes, a descoberta e 
mitigação da reação álcali-agregado, a adição de materiais pozolânicos, estudos de 
tensões de origem térmica, experiências com a pré-refrigeração de concretos, 
implantação de controle de qualidade dos materiais e concretos, entre outras. Essas 
aplicações e o aperfeiçoamento seguiram nas construções das usinas hidrelétricas de 
Ilha Solteira, Itumbiara, Água Vermelha, São Simão, Itaipu, Tucuruí, entre outras 
(KUPERMAN, CIFU, 2006). 
A Foto 1 ilustra a barragem de Itaipu em fase de construção, obra que se tornou 
referência nos estudos de barragens devido as suas dimensões, com 7.919 metros 
de extensão e altura máxima de 196 metros, e que consumiu 12,3 milhões de metros 
cúbicos de concreto. 
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Foto 1 – Barragem de Itaipu em fase de construção 
Fonte: Página Itaipu Binacional na Internet (2009). 
A origem do concreto massa se deu nas construções das barragens, mas 
apesar de sua abordagem ter se desenvolvido em obras para concretos de grandes 
volumes, seus conceitos permeiam pelas obras de concreto que tenham grandes 
dimensões e/ou com elevados consumo de cimento, isso inclui também a utilização 
de concretos com maiores resistências (MARQUES FILHO, 2011). 
A preocupação nesses casos é a grande concentração de calor proveniente da 
hidratação do cimento, que apresentam dificuldade em se dissipar para o meio. Para 
minimizar esse efeito são utilizadas algumas técnicas desenvolvidas pela tecnologia 
do concreto, como o resfriamento. 
Os métodos de resfriamento têm como objetivo reduzir a temperatura de 
lançamento do concreto, a fim de minimizar as tensões de origem térmica e evitar a 
fissuração. 
Neste trabalho, o objetivo é comparar os dois métodos de resfriamento, a 
substituição da água de amassamento por gelo e a utilização de nitrogênio líquido no 
concreto, dado que não há estudos que apresentem comparações entre essas duas 
técnicas em relação à logística, custo por m³, mão de obra, equipamentos, matéria 
prima e eficiência no processo. Sendo assim, se torna necessário o conhecimento das 
técnicas de resfriamento, como ferramenta para auxiliar na escolha do método em 
cada tipo de obra e região, considerando as suas vantagens e desvantagens. 
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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
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A crescente demanda gerada pela humanidade por infraestrutura adequada 
resultou na necessidade da construção de grandes empreendimentos, colocando o 
concreto no patamar dos materiais mais consumidos no mundo (PEDROSO, 2009). 
As propriedades do concreto que se destacam frente a outros materiais são a 
sua versatilidade e durabilidade, além do seu baixo custo, sendo assim, em 
empreendimentos com volumes significativos, o concreto têm sido eleito como o 
material principal (MARQUES FILHO, 2011). 
Nessas aplicações onde o volume é expressivo, a geração de calor provocada 
pela hidratação do cimento eleva a temperatura do concreto, o que pode vir a gerar 
processos de fissurações que comprometem a durabilidade e a segurança das 
estruturas. Portanto, cuidados especiais devem ser tomados, e por isso, é tratado 
como algo específico e fora do convencional, no meio técnico é denominado como 
concreto massa (MARQUES FILHO, 2011). 
 
2.1 Concreto Massa 
O American Concrete Institute (ACI) define como concreto massa qualquer 
volume de concreto com dimensões grandes o suficiente que requeiram medidas a 
serem tomadas perante a geração de calor, provocada no processo de hidratação do 
cimento, e a consequente, fissuração proveniente das variações volumétricas (ACI, 
2005). 
Segundo Metha e Monteiro (1984) estruturas de concreto massa são aquelas 
de grande volume de material, tais como vigas, pilares, estacas de grandes obras, 
comportas, barragens, que requeiram meios especiais para combater a geração de 
calor e a mudança de volume devido à retração com o resfriamento. 
Nas definições apresentadas, é notável a preocupação da geração de calorprovocada pelo uso do cimento. Isso porque, quando os grãos do cimento entram em 
contato com a água, eles se hidratam, e essa reação de hidratação é um processo 
exotérmico, portanto, libera calor, conhecido como calor de hidratação, que é uma 
característica intrínseca do material. Porém, quando tratamos de estruturas de 
grandes dimensões e volumes, essa geração de calor no interior da peça gera um 
gradiente de temperatura em relação aos bordos externos (COELHO, et al, 2014). 
A diferença de leitura de temperatura entre dois pontos de um volume de 
concreto, dividida pela distância entre os mesmos, é denominado de gradiente 
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térmico, e expresso no sistema internacional em ºC/m (CARLSON, 1937 apud ERN; 
HELENE, 2003). 
Na Figura 1apresentamos um gráfico característico que representa essa 
variação da temperatura na estrutura de concreto massa com o tempo. 
 
Figura 1– Variação da temperatura na estrutura com o tempo 
Fonte: ERN, HELENE (2003). 
Sendo assim, a estrutura terá dificuldade de dissipar esse calor, pois a 
superfície externa irá perder calor para o ambiente e resfriar mais rápido que o seu 
núcleo (ERN; HELENE, 2003). 
Nessas condições, se o concreto não puder se movimentar livremente irá 
produzir elevadas tensões de origem térmica decorrentes desse processo de 
hidratação do cimento, e encontrará dificuldade em se dissipar para o meio 
circundante. A preocupação é que durante o arrefecimento da temperatura do 
concreto, podem surgir tensões de tração que, se forem superiores à resistência à 
tração do material podem provocar fissurações (KUPERMAN, 2005). 
Essa retenção de calor se dá devido o concreto apresentar baixa condutividade 
térmica, e por isso, retém o calor gerado causando o aumento de temperatura e a 
expansão do concreto. Sendo assim, peças com mais de um metro de espessura tem 
dificuldade de trocar calor no sentido vertical, dado que em seu centro há condições 
adiabáticas (MONTE JÚNIOR, et al, 2016). 
Esse acréscimo de temperatura atinge o seu máximo entre as idades de 18h e 
48h após a concretagem, isso irá variar em decorrência de alguns parâmetros de 
dosagem, geometria, e condições ambientais em que a peça estará exposta (ERN; 
HELENE, 2003). 
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A Foto 2 ilustra um evento de concretagem de um bloco principal de fundação 
de grande dimensão e volume, no empreendimento The Lake Gramercy Park, 
localizada em Barueri/SP. 
 
Foto 2 – Concretagem do bloco principal do empreendimento The Lake Gramercy Park 
Fonte: Do próprio autor. 
Os parâmetros básicos que influenciam no estudo do concreto massa, em geral 
são: o tipo de cimento, que está atrelado ao calor de hidratação, ao consumo de 
cimento por m3 de concreto, devido à elevação adiabática da temperatura do concreto, 
a litologia do agregado, atrelado a difusividade térmica, a temperatura ambiente, a 
temperatura de lançamento do concreto fresco, a geometria da estrutura de concreto, 
a altura das camadas de concretagem, o intervalo de lançamento das camadas de 
concretagem, a transmissão superficial de temperatura, como o tipo de cura e fôrmas 
e as propriedades mecânicas do concreto (FUNAHASHI, KUPERMAN, ROSSINI, 
2012). 
Nesse caso, se torna necessário realizar o estudo térmico, porque não significa 
que em todos os casos irá ocorrer fissuração, por isso, nesse tipo de projeto devem 
ser considerados princípios básicos que orientem a seleção de materiais, dosagens e 
práticas de construção para controlar a temperatura. E por meio de software baseado 
no método dos elementos finitos, simular a evolução tridimensional de temperaturas 
e tensões através de modelos matemáticos (FUNAHASHI, 2011). 
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A seguir, apresentamos um exemplo de estudo térmico em um bloco de 
fundação, por meio do software B4cast, que foi utilizado para simular as evoluções de 
temperaturas e tensões que ocorreriam num modelo tridimensional de elementos 
finitos. Na Figura 2 é apresentada a malha de elementos finitos e na Figura 3 as 
isotermas de uma das seções estudadas, em que é evidente que no centro as 
temperaturas são mais elevadas em relação às bordas externas. 
 
Figura 2 – Malha de elementos finitos de um bloco de fundação 
Fonte: FUNAHASHI, KUPERMAN, ROSSINI (2011). 
 
Figura 3 – Simulação térmica em uma das seções do bloco – 152 horas após o inicio da 
concretagem 
Fonte: FUNAHASHI, KUPERMAN, ROSSINI (2011). 
 
 
 
2.2 Propriedades térmicas do concreto 
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Para analisarmos o concreto massa é necessário entendermos suas 
propriedades térmicas, pois elas que irão ditar o comportamento do material quanto a 
sua liberação de calor para o meio. Sendo essas propriedades: massa específica (ρ), 
condutividade térmica (k), difusividade térmica (δ), calor específico (c) e coeficiente 
de dilatação térmica (α). 
Massa específica (ρ) - é a relação entre a massa de um corpo sobre o volume 
que esse corpo ocupa. Sendo assim ela mede o grau de concentração de massa em 
determinado volume. Esta propriedade depende dos seguintes fatores: teor de água 
e de finos, agregados utilizados na mistura, índice de vazios e temperatura do 
concreto. Quanto maior a quantidade de água menor será a massa específica. Já a 
temperatura do concreto está relacionada com o aumento da massa específica. 
Condutividade térmica (k) – é a capacidade do material de conduzir calor, 
sendo definido como a relação entre o fluxo de calor através de uma espessura 
unitária, sobre uma área unitária também podendo ser relacionada com o gradiente 
térmico (COUTO, 2018). De acordo com Khan (2001), os principais dependentes 
desta propriedade são: a composição do concreto, teor de umidade, características 
mineralógicas do agregado, densidade e temperatura do concreto. Vale ressaltar que 
quanto maior a condutividade térmica maior será a temperatura do concreto. De 
acordo com Furnas (1997), podemos obter este valor através da Equação 1: 
 k = δ.c.γ (equação 1) 
Onde: 
k = condutividade térmica → [W/m/K)] ou [J/m/s/K)] 
δ= difusividade térmica → [m²/s] ou [m²/dia] 
c = calor específico → [J/kg/K)]; 
γ = massa específica → [kg/m³]. 
Difusividade térmica (δ) – representa a velocidade da variação de temperatura 
dentro de uma massa. Sendo assim ela pode ser vista como um índice da facilidade 
com a qual o concreto pode variar a sua temperatura (ABNT, 2012). De acordo com 
Capelo (2014), ela também indica a facilidade com que o concreto suporta variações 
de temperatura e expressa sua capacidade de difusão de calor em todas as direções. 
Ela depende do teor inicial de umidade da mistura, do grau de hidratação do cimento 
e da exposição á secagem. Pode ser obtida através da Equação 2: 
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 𝛿 = ௞
௖ఘ
 (equação 2) 
Onde: 
K = condutividade térmica; 
c = calor específico; 
ρ = massa específica do concreto. 
Calor específico (c) - é a expressão da capacidade de armazenamento de calor 
de determinado material. Corresponde à quantidade de calor necessária para elevar 
um grau de temperatura de uma unidade de massa. Tem como dependentes: 
temperatura do ambiente, massa específica do material, teor de umidade, dimensão 
máxima do agregado. De acordo com Andrade (1997), o calor específico aumenta 
com o aumento da temperatura, com a diminuição da massa específica e com 
aumento da umidade. 
2.3 Fatores de influência na temperatura 
Por possuir alto calor de hidratação devido à reação exotérmica, que ocorre 
devido a mistura entre a água e o cimento, a elevação da temperatura do concreto 
gerada nessa reação pode ocasionar fissuras e patologias na peça em que o concreto 
está sendo aplicado. Alguns fatores podem influenciar em como irá ocorrer à liberação 
do calor gerado nessa reação. 
 De acordocom Carneiro, et al (2011), os principais fatores são: temperatura 
do ambiente, consumo de cimento, exposição ao sol, processo de cura do concreto, 
temperatura de lançamento do concreto, tipo de cimento e os materiais utilizados. 
Segundo a NBR 7212 (ABNT, 2012) a temperatura de lançamento do concreto 
deve estar entre 5°C a 30°C, caso seja maior que esses valores ela poderá elevar a 
temperatura do próprio concreto, o que irá propiciar fissuração por origem térmica. 
Já com relação ao consumo de cimento, quanto menor o consumo adotado 
menor será a temperatura ocasionada pela reação exotérmica do concreto. Segundo 
Gambale (2010), o cimento é a única fonte geradora de calor, por conta disso a análise 
de seu consumo é de suma importância. 
Outro fator que influencia na temperatura do concreto é a exposição ao sol que 
o mesmo está condicionado. De acordo com Carneiro, et al (2011), o calor absorvido 
externamente pode fazer com que a temperatura final do material seja acima do que 
foi esperado e previsto. Por isso, em casos onde ocorra exposição do material a 
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mesma deve ser levada em consideração ou procurar uma maneira de proteger a 
peça concretada. 
O processo de cura do concreto é uma das maneiras de se aliviar a temperatura 
da peça. Porém, esse processo proporciona um alívio na camada superficial da 
estrutura concretada. Sendo assim, a temperatura interna não obtém grande variação 
durante esse processo. 
A temperatura de lançamento do concreto é indispensável quando se está 
analisando o concreto massa, pois essa temperatura quando somada a temperatura 
gerada pela reação de hidratação do cimento pode ocasionar valores indesejáveis na 
estrutura analisada (CARNEIRO, et al, 2011). 
O tipo de cimento utilizado influência no calor gerado na hidratação do concreto. 
Segundo Couto (2018), cimentos com maiores teores de aluminato de cálcio e silicato 
tricálcico possuem maior calor de hidratação. 
 
2.4 Métodos de resfriamento 
Quando lidamos com concreto massa as altas temperaturas no seu interior 
podem causar fissurações por meio da elevação da tensão máxima de tração (MEHTA 
& MONTEIRO,1994). 
A análise e determinação das tensões do concreto decorrente da temperatura 
podem ser feita por meio da utilização da fórmula das tensões máxima, uma vez que 
as tensões de tração dependem diretamente dos gradientes de temperatura. Pode-se 
fazer a análise apenas para a seção vertical que vem da base da peça passando pelo 
seu centro de massa, é justamente nesse ponto que se apresenta o maior gradiente 
de temperatura (ARAÚJO,2013 apud KUPPERMAN 2005). 
A tensão máxima pode ser calculada por meio da Equação 3: 
 σct = Kr Ec (t) α ΔT (equação 3) 
Onde: 
Kr = Grau de restrição expresso em (%); 
Ec = Módulo de elasticidade expresso em (GPa); 
α = Coeficiente de expansão térmica expresso em (°C-1); 
ΔT = Variação de temperatura expresso em (°C); 
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Avaliando as variáveis que interferem no cálculo de tensão máxima, segundo 
Metha e Monteiro (2008), a variação de temperatura é o fator que pode ser alterado 
com maior facilidade. Visto que em obras de grande porte, o concreto utilizado deve 
possuir características de alto desempenho. 
2.4.1 Métodos de resfriamento com gelo 
 O método mais usual para resfriamento do concreto é a utilização de gelo. 
Segundo Metha e Monteiro (1994), o uso de gelo é considerado o mais eficiente, pois 
o mesmo absorve cerca de 317 Btu/kg quando ele se altera para o estado líquido. 
 O primeiro registro de utilização desse método foi no início da década de 1940, 
na construção da Barragem de Norfork pela empresa Corps of Engineers (METHA & 
MONTEIRO, 2008). 
Com relação a mistura do gelo a mesma pode ocorrer de duas maneiras: 
mistura no balão de mistura ou dentro do caminhão betoneira. Estudos de casos 
mostram que o mais usual é se acrescentar o gelo no próprio caminhão betoneira 
(FUNAHASHI, 2010). 
 O método constitui em despejar gelo em raspas ou moído no caminhão 
betoneira enquanto o mesmo está na usina, a fim de estabilizar a temperatura no 
trajeto. Para isso é realizado um estudo da quantidade de gelo a ser adicionada de 
acordo com o traço do concreto (KUPERMAN, et al, 2010). Por meio do estudo 
térmico, determina-se qual a temperatura que o concreto tem que estar no momento 
do lançamento. 
 Sendo assim, deve-se considerar o prazo do trajeto a ser realizado pelo 
caminhão betoneira, pois o concreto deve estar 100% homogeneizado antes da 
conclusão da mistura (METHA & MONTEIRO, 1994). Além disso, caso o trajeto seja 
extenso pode ocorrer aumento da temperatura do material o que acarreta em perda 
de eficiência do método. 
 
 
 
2.4.2 Métodos de resfriamento com nitrogênio 
O resfriamento com nitrogênio apresenta maiores dificuldades operacionais 
(FAUSTO, et al, 2009), além de ser um material de alto custo. Sendo assim, esse 
método é mais utilizado em obras de grandes volumes. 
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O nitrogênio pode ser misturado após a mistura do concreto ou durante a 
mistura do concreto. Segundo Fausto, et al, (2009), o segundo método é mais eficaz 
pois reduz o consumo de nitrogênio e aumenta o ganho de tempo de operação. Para 
isso, o nitrogênio líquido é injetado durante a operação de mistura do concreto no 
próprio tambor do misturador da usina de concreto. 
Deve-se levar em conta a pressão de aplicação do nitrogênio. Com pressões 
menores do que 4kgf/cm² pode acontecer a gaseificação do nitrogênio antes que ele 
entre em contato com a mistura de concreto, o que acarreta em perda de eficiência. 
E com pressões maiores que 11kgf/cm² pode ocorrer a gaseificação no nitrogênio em 
contato com ar ou com as partes metálicas do caminhão betoneira, enquanto o jato 
de nitrogênio se mistura no ambiente (FAUSTO, et al, 2009). 
 
2.5 Efeitos provocados pela temperatura 
Conforme mencionado anteriormente, temperaturas elevadas durante o 
processo de hidratação do concreto podem acarretar fissuras, deformação térmica 
oriunda das tensões de tração e compressão no interior da peça, em função da 
superfície perder calor com maior facilidade, tendendo a encurtar, e o núcleo a liberar 
calor pela massa, por estar na fase de aquecimento. 
De acordo com Metha e Monteiro (2008), durante a concepção do projeto dos 
elementos estruturais, admite-se a possibilidade de fissuração devido aos ciclos 
térmicos e de umidade, porém com um detalhado estudo, as fissuras podem ser 
limitadas e controladas, já que a preocupação principal tanto no projeto, quanto na 
construção das estruturas de concreto massa, é de que a estrutura concluída 
permaneça monolítica, livre de fissuras. 
Fissuras são aberturas que afetam a superfície do elemento estrutural 
tornando-se um caminho rápido para a entrada de agentes agressivos à estrutura. De 
acordo com Figueiredo (1989), o termo fissura é utilizado para designar a ruptura 
ocorrida no concreto sob ações mecânicas ou físico-químicas. 
Segundo a NBR 6118 (ABNT, 2014), as fissuras são consideradas agressivas 
quando sua abertura na superfície do concreto armado ultrapassa os seguintes 
valores: 
a) 0,2 mm para peças expostas em meio agressivo muito forte (industrial e 
respingos de maré); 
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b) 0,3 mm para peças expostas a meio agressivo moderado e forte (urbano, 
marinho e industrial); 
c) 0,4 mm para peças expostas em meio agressivo fraco (rural e submerso). 
O posicionamento das fissuras nos elementos estruturais, a abertura, trajetória 
e espaçamento, podem indicar a causa ou as causas que motivaram o aparecimento 
desta patologia. Em sua pesquisa sobre as fissuras de concreto armado, Dal Molin 
(1988), detectou as principais causas de fissuras e as suas respectivas incidências, 
apresentada na Figura 4. 
 
Figura 4 – Tipos e incidência de fissurasem concreto armado. 
Fonte: DAL MOLIN (1988) 
Outras condições patológicas podem ser encontradas de acordo com a 
intensidade das deformações térmicas, como: 
Trincas: aberturas maiores de 0,5 mm, conforme apresentado na Foto 3; 
Rachaduras: possuem aberturas acentuadas e profundas, maiores que 1 mm, 
conforme apresentado na Foto 4; 
Fendas: São aberturas superiores a 1,5 mm de espessura, podendo abrir a 
peça de um lado ao outro, conforme apresentado na Foto 5. 
 
 
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Foto 3 – Exemplos de fissuras e trincas. 
Fonte: MAPA DA OBRA (2016) 
 
 
Foto 4 – Exemplo de rachadura. 
Fonte: MAPA DA OBRA (2018). 
 
TRINCA 
FISSURA 
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Foto 5 – Exemplo de fenda. 
Fonte: JUHANI VIITANEN 
Fissuras derivadas de elevadas temperaturas, podem ocasionar redução da 
capacidade de resistência global dos elementos estruturais, como fundações, vigas-
paredes, pilares-parede e lajes maciças. Fator que tende a reduzir a durabilidade do 
concreto, já que possibilita a entrada de agentes agressivos com celeridade, sendo 
que em certas dimensões, pode-se comprometer a vida útil dos elementos estruturais 
do empreendimento, podendo até seccionar uma peça, em função do alto calor de 
hidratação gerado pela matriz cimentícia, já em outros casos, onde ocorre o controle 
adequado do gradiente térmico através dos métodos de resfriamento, as fissuras 
térmicas podem ser moderadas, não agravando os problemas patológicos 
decorrentes deste fenômeno, apresentando leves fissuras na superfície, que 
facilmente podem ser tratadas (MOURA; SANTOS; ACWEB). 
A ocorrência de gradiente térmico elevado durante o processo de hidratação 
do concreto pode ocasionar desequilíbrio sistêmico da microestrutura do concreto, 
tanto pelas questões de estabilidade da etringita, composto químico mineral de sulfato 
de cálcio e alumínio hidratado, que reage nos primeiros instantes do contato entre o 
cimento e a água, com a formação acicular (agulhas), responsáveis pelo fenômeno 
da pega e desenvolvimento da resistência inicial, o trissulfoaluminato de cálcio 
hidratado, que após alguns dias da hidratação, dependendo da relação alumina-
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sulfato do cimento Portland, pode se tornar instável e se decompor para formar o 
monossulfoaluminato hidratado, que tem a forma de placa hexagonal, microestrutura 
perfeita de um concreto hidratado, porém em temperaturas acima de 65°C, a etringita 
não é uma fase estável, por não se decompor, conforme apresentado na Figura 5, 
imagens de análise em microscópio eletrônico de varredura (METHA & MONTEIRO, 
2008). 
 
Figura 5 – Cristais prismáticos de etringita em pasta de cimento pozolânico. 
Fonte: Página Federal Highway Administration na Internet (2006). 
Essa neoformação da etringita em altas temperaturas no processo de cura, 
juntamente com a exposição à alta umidade durante o processo de serviço, pode 
desencadear um quadro de etringita tardia, fenômeno que pode promover expansão 
e consequente fissuração, e como resultado temos a ruptura e lascamento do material 
do elemento estrutural (MELO, 2010). 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 ESTUDOS DE CASO 
3.1 Concreto resfriado com gelo 
3.2 Concreto resfriado com nitrogênio 
 
4 VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS MÉTODOS AVALIADOS 
 
5 CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Commitee 207. Guide to Mass Concrete. 
ACI 207.1R-05. ACI, 2005. 
COELHO, et al. Influência das propriedades térmicas do concreto massa na 
análise da temperatura em estruturas de grandes dimensões. In: Blucher 
Mechanical Engineering Proceedings. vol. 1, num 1.São Paulo, 2014. 
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