Artigo avaliação da trabalhabilidade

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Mostra científica de Engenharia Civil 
Universidade do Estado de Mato Grosso 
Campus Eugênio Carlos Estieler 
 
______________________________________________________ 
¹ e-mail: isabelanaia@outlook.com 
² e-mail: mikaelekuriki@gmail.com 
³ e-mail: danylaurini@hotmail.com 
 4e-mail: pauladepaulatgaa@gmail.com 
 5e-mail: andreiafernandes@fisica.ufmt.br 
 
 
 
AVALIAÇÃO DA TRABALHABILIDADE DO CONCRETO DE ALTO 
DESEMPENHO COM E SEM O USO DE SÍLICA ATIVA 
 
𝐈𝐬𝐚𝐛𝐞𝐥𝐚 𝐍𝐚𝐢𝐚 𝐓𝐚𝐥𝐡𝐚𝐜𝐨𝐥𝐢𝟏 
𝐌𝐢𝐤𝐚𝐞𝐥𝐞 𝐒𝐢𝐥𝐯𝐚 𝐊𝐮𝐫𝐢𝐤𝐢𝟐 
𝐃𝐚𝐧𝐢𝐞𝐥𝐞 𝐋𝐚𝐮𝐫𝐢𝐧𝐢𝟑 
𝐏𝐚𝐮𝐥𝐚 𝐝𝐞 𝐏𝐚𝐮𝐥𝐚 𝐒𝐨𝐮𝐬𝐚 𝐞 𝐒𝐢𝐥𝐯𝐚𝟒 
𝐀𝐧𝐝𝐫é𝐢𝐚 𝐅𝐞𝐫𝐧𝐚𝐧𝐝𝐞𝐬 𝐝𝐚 𝐒𝐢𝐥𝐯𝐚𝟓 
 
 
Resumo 
A evolução da sociedade estimulada pelos avanços da tecnologia tem proporcionado 
crescimentos ascendentes no mercado da construção civil, o desenvolvimento do setor tem 
instigado o incremento de pesquisas científicas na área. A partir de diversos estudos a 
respeito dos materiais construtivos, hoje é possível ter um maior controle e conhecimento 
sobre as propriedades dos materiais de tal forma que promove o descobrimento de novos 
materiais e o aprimoramento de outros. O concreto de alto desempenho (CAD) surgiu a 
partir dessa perspectiva, não é um material totalmente novo, foi originado com base na 
otimização do concreto convencional acrescido de aditivo e adição, sendo que suas 
características remetem a um concreto com ganhos de resistência à compressão e maior 
durabilidade em relação ao convencional. Ainda, no mercado, existem diversas adições que 
podem ser introduzidas no momento de sua mistura e colaboram para melhora no 
desempenho, uma delas é a sílica ativa, adição que é comumente utilizada para esse fim. 
Assim, a avaliação das características da mistura quanto a trabalhabilidade são de extrema 
importância para conformação com as normas pertinentes além de que permite um maior 
controle da qualidade da mistura. Esse estudo, tem por finalidade avaliar o abatimento do 
concreto, comparando concretos com três teores de adição de sílica ativa (0, 5 e 10%). Os 
resultados permitiram apontar que ao aumentar o teor de sílica ativa na mistura houve 
perda de abatimento de 270 mm para 100 mm e 40 mm respectivamente de acordo com o 
teor de adição, originando misturas extremamente secas. 
 
Palavras-chave: Concreto de alto desempenho; Sílica ativa; Trabalhabilidade; Abatimento 
tronco de cone. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
A construção civil impulsiona a economia de qualquer país, proporcionando 
emprego e renda para milhares de pessoas, nesse sentido, o desenvolvimento de 
tecnologias e técnicas diferenciadas são fundamentais para mitigar gastos desnecessários e 
promover maior sustentabilidade. Desse modo, é fundamental o incentivo a estudos que 
contribuam com o constante desenvolvimento de materiais que tragam benefícios ao setor. 
Esse aprimoramento fomentou também um controle tecnológico mais rigoroso na 
dosagem de concreto, de forma que se pode desenvolver concretos com características 
superiores ao convencional, exemplo disso é o concreto de alta resistência (CAD), obtido a 
partir da dosagem do concreto convencional com o emprego de aditivo e adições na 
mistura, onde suas características principais não é apenas elevação da resistência a 
compressão, mas também alta durabilidade. Para Cordeiro (2001) a denominação do CAD 
remete a um concreto com menor permeabilidade, maior resistência ao desgaste e abrasão 
e assim, consequentemente, aumento de durabilidade. 
A obtenção de altas resistências à compressão está ligada a um maior controle dos 
parâmetros que envolvem tanto os processos que antecedem quanto os que ocorrem na fase 
posterior a dosagem do concreto. De maneira geral, para Aitcin (2000) a alta resistência é 
possível quando se reduz a relação água/aglomerante que proporciona uma mistura 
extremamente seca, fator esse que faz com que o CAD necessite de um aditivo para 
proporcionar maior trabalhabilidade e uma adição para reduzir os espaços da 
microestrutura do concreto que seriam vazios ou ocupados pela água. 
Assim, o estudo de adições ao concreto de alto desempenho tem chamado grande 
atenção no campo científico, devido ao empenho em entender as características dos 
materiais que podem ser empregados em misturas de concreto e também com o intuito de 
melhorar a eficiência no seu comportamento. A sílica ativa, por sua vez, é uma das adições 
mais comuns no mercado para incorporação em concreto CAD, devido sua eficácia na 
mistura, que de acordo com os estudos de Talhacoli (2018) proporciona aumento de 
11,09% de resistência à compressão em relação ao concreto convencional e quanto a 
durabilidade permitiu avanço de um concreto normal para um concreto durável. 
Dessa forma, a avaliação das características quanto a trabalhabilidade do concreto é 
de extrema importância para garantir segurança na qualidade da mistura, devido a 
necessidade do concreto se adequar com as normas vigentes, e por ser uma medida levada 
em consideração no momento da especificação para compra do concreto. Esse trabalho tem 
 
 
por intuito verificar essas características a partir da dosagem de um traço de referência e 
outro com adição de sílica ativa, comparando-as e avaliando-as. 
 
1.1 Concreto de alto desempenho 
 
O concreto de alto desempenho (CAD) possui em suas propriedades combinações 
que não são encontradas no concreto convencional como desempenho e uniformidade. 
Dentre as características desse material estão a altas resistências mecânicas em longo 
prazo, facilidade no lançamento e compactação impedindo a segregação, elevada 
resistência à compressão em curto prazo, baixa permeabilidade e durabilidade 
(AMERICAN CONCRETE INSTITUTE – ACI, 1991). 
Segundo Mehta e Monteiro (1994) ainda não existe um acordo na literatura técnica 
quanto à resistência do concreto, todavia o concreto de alto desempenho é caracterizado 
por resistência maior que 40 Mpa. Nesse tipo de dosagem a relação é baixa de 
água/cimento, resultando na sua alta resistência característica. Geralmente na obtenção 
desse tipo de concreto são usados adições e aditivos. 
O CAD surgiu nos anos 60 em Chicago nos Estados Unidos, naquela época e até a 
algum tempo atrás era denominado como concreto de alta resistência, devido à fabricação 
visar apenas resistência à compressão. Embora, atualmente essa denominação foi deixada 
de lado, pelo fato de que o concreto de alto desempenho possui diversas outras 
características (SILVA, 2010). 
Vasconcelos (1992) aborda que o concreto de alto desempenho foi introduzido no 
Brasil no ano de 1988 por Epaminondas Melo de Amaral Filho, utilizando-se de sílica 
ativa. O material apresentava outras propriedades preferíveis além da resistência como a 
reduzida permeabilidade que evita a corrosão da armadura e reduz a carbonatação, 
trabalhabilidade, aderência e maior durabilidade. 
O concreto de alto desempenho é a inovação tecnológica dos concretos comuns, 
desenvolvido através de estudos e pesquisas aplicadas e resultado da introdução de adições 
mineral e aditivo químico. A descoberta da ação revolucionária dos aditivos 
superplastificantes que possibilitam a redução da água em relação ao cimento é uma das 
causas para o aumento da resistência à compressão dos concretos (AÏTCIN, 2000). Esse é 
um material que tem variadas aplicações, atendendo a expectativas quanto à estética, 
durabilidade e desempenho estrutural, além de proporcionar uma relação direta de 
custo/benefício (LIBORIO, 2002). 
 
 
Segundo Mendes (2002) estudos mais elaborados sobre o CAD têm sido 
desenvolvidos por vários países nos últimos 20 anos, com o objetivo de proporcionar ao 
corpo técnico informações quanto as suas propriedades, subsidiando a adaptação de 
normas. Com as devidas alterações, o concreto é utilizado para várias obras e em grande 
escala, tornando-se o segundo material maisusado no mundo, perdendo apenas para a água 
(MONTEIRO, 2003). 
A consolidação e futuro do concreto de alto desempenho não dependem apenas de 
estudos a respeito de concreto, mas também sobre aditivos e adições que proporcionem 
melhorias a estrutura da pasta e sua interação com os agregados. Nesse sentido os 
superplastificantes são produtos químicos que podem ser adicionados ao concreto em 
teores que não ultrapassem 5% em relação a massa do cimento, propiciando a obtenção de 
altas resistências com reduzida quantidade de água (HELENE, 1997). 
 
1.2 Fatores que afetam a resistência a compressão 
 
De acordo com Mehta e Monteiro (1994) a resistência é conceituada como a 
capacidade de resistir à tensão sem ruptura, sendo uma das propriedades mais importante 
para o concreto, dessa forma é muito especificada em projetos estruturais. A resistência à 
compressão no concreto se destaca em relação aos outros esforços como flexão e tração. 
Embora o concreto na prática sofra diversos tipos de esforços o de compressão 
uniaxial é o mais relevante, além da maior facilidade de ser ensaiado em laboratório. A 
resistência à compressão no 28° dia é determinada por meio de ensaio padrão de 
compressão uniaxial, aceita de modo universal como índice geral de resistência do 
concreto no país, de acordo com a NBR 5739/1997 (SILVA, 2010). 
 Estudos relacionados aos agregados são fundamentais na fabricação do concreto de 
alto desempenho, pois estes são caracterizados como o elo frágil da mistura, quando o 
concreto atingir altas resistências (HELENE, TUTIKIAN, 2011). Os agregados são 
componentes que limitam a resistência à compressão do concreto, em relação ao CAD é 
indicado a utilização de agregados graúdos de dimensões menores, pois quanto mais 
elevada for a resistência a compressão que se deseja atingir, menor o tamanho do agregado 
graúdo (ABCP, 1999). 
 
 
 
 
 
1.2.1 Trabalhabilidade 
 
As mais variadas tecnologias desenvolvidas na elaboração de um concreto, 
referem-se geralmente a ele endurecido, pois quando este se encontra em sua fase plástica 
interessa apenas à fase construtiva. Verifica-se que as propriedades do concreto fresco e 
endurecido estão intimamente ligadas e não é possível produzir concreto de elevada 
qualidade se o concreto em alguma dessas fases não estiver com suas propriedades 
satisfatórias. A mais importante das características é a trabalhabilidade que engloba 
princípios fundamentais no concreto fresco (ABCP, 2000). 
Torres (1956) aborda que o entendimento de trabalhabilidade é mais subjetivo do 
que física. O componente físico mais relevante é a consistência, e este quando empregado 
ao concreto, revela propriedades intrínsecas da mistura fresca que tem relação com a 
mobilidade da massa e a coesão dos elementos, resultando em níveis de rendimento 
adequados. 
Os teores de água do concreto nesse estado possuem grande importância para o 
sucesso do concreto. Quando se têm uma mistura seca o resultado é um adensamento 
inadequado e um excesso nos custos, devido ao consumo de energia. Quando a mistura é 
muito úmida pode-se haver segregação e baixa qualidade, sendo que em geral um excesso 
de água na mistura é menos prejudicial que sua falta (POPOVICS, 1972). 
De acordo com Mehta e Monteiro (1994) o concreto de alto desempenho no geral 
possui baixa relação a/c, em torno de 0,25 e no máximo de 0,40, exigindo o uso de aditivos 
superplastificantes para proporcionar o aumento da trabalhabilidade e resistência ao 
concreto. Percebe-se desse modo que a trabalhabilidade é envolta por várias considerações 
relacionadas à natureza da obra e aos métodos executivos que são adotados. 
Dessa maneira, um concreto que se adequa a peças de grande porte e pouco 
armadas não podem ser os mesmos para peças delgadas e muito armadas, além disso um 
concreto com perfeito adensamento com vibração é diferente de um com adensamento 
manual, dificilmente se atingirá níveis satisfatórios entre um e outro (TORRES, 1955). 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS 
Com o objetivo de averiguar o comportamento do CAD, quanto a sua 
trabalhabilidade, realizou-se um estudo experimental visando avaliar o desempenho da 
mistura de concreto com e sem o emprego de sílica ativa. Os ensaios foram realizados no 
 
 
Instituto Federal de Mato Grosso, campus de Cuiabá, sob a orientação e supervisão do 
coordenador do laboratório de concreto. 
 Assim, a variável de resposta desse trabalho é a trabalhabilidade do concreto ainda 
em estado fresco, sendo obtido através do teste de Abatimento do tronco de cone, ou ainda 
conhecido como slump test, prescrito na NBR NM 67:1998 – Concreto – Determinação da 
consistência pelo abatimento do tronco de cone. Como variável independente e visando 
controlar a variável de resposta, utilizou-se os seguintes parâmetros: 
 
 Ensaiou-se 3 amostras (três traços) diferentes, os quais variavam apenas na 
proporção de sílica ativa na mistura (Tabela 01); 
 Foram substituídos teores de 0, 5 e 10% em relação à massa cimentícia para 
adições de sílica ativa e mantendo a mesma proporção pelo restante dos materiais 
na mistura, de acordo com Neville (2016) teores de sílica ativa menores que 5% 
não produzem ganhos consideráveis de resistências e fatores maiores que 10%¨não 
é mais tão eficiente. Desse modo adotou-se esses valores limites de variação com o 
intuito de avaliar a mistura de concreto sem nenhum tipo de adição e também o 
comportamento da mesma quando se incrementava teores diferentes da sílica ativa; 
 O fator água/aglomerante da mistura foi fixado em 0,35, a qual autores como 
Queiroga (1999) discorreu em sua pesquisa que em concreto de alto desempenho 
esse valor está em torno de 0,30, já para Aïtcin (2000) esse fator fica próximo a 
0,40. Assim, optou-se por um valor médio encontrado na literatura. 
 
Tabela 1 – Proporção de materiais na mistura de CAD 
 Caracterização Cimento Adição Areia Brita Aditivo Água/aglomerante 
Traço 01 Referência 1,00 - 1,70 2,30 0,8 0,35 
Traço 02 5% Sílica 0,95 0,05 1,79 2,42 0,8 0,35 
Traço 03 10% Sílica 0,90 0,10 1,89 2,56 0,8 0,35 
Fonte: Autores (2018) 
 
 Ainda, empregou-se os seguintes materiais na mistura: 
 Cimento CP II – F – 32, da Votorantin Cimentos; 
 Agregado miúdo, areia quartzosa natural média; 
 Agregado graúdo, brita 1 de origem granítica; 
 
 
 Adição sílica ativa; 
 Aditivo Superplastificante PLASTOL® 4685, da empresa Viapol. 
 
2.1 Método de ensaio 
 
O ensaio de abatimento do tronco de cone ou “slump test” como é conhecido, de 
acordo com Neville (2016) é bastante utilizado em obras por todo o mundo, sendo bastante 
útil para analisar a uniformidade da mistura. Esse ensaio foi realizado de acordo com as 
prescrições da NBR NM 67:1998 – Concreto – Determinação da consistência pelo 
abatimento do tronco de cone, e ainda seguindo as etapas que constam na Figura 1. 
 
Figura 1 - Etapas de ensaio do abatimento do tronco de cone 
 
 
Fonte: (ENGINEERING SOCIETY, 2018) 
 
 O pé foi posicionado no molde, objetivando mantê-lo estável, para posteriormente 
enchê-lo com a mistura de concreto até 1/3 da capacidade do molde e compactados 
com 25 golpes por uma haste, visando espalhar de forma uniforme o concreto; 
 O molde foi enchido novamente até 2/3 da sua capacidade e feito nova 
compactação com 25 golpes; 
 A mistura de concreto foi introduzida até que houvesse um acumulo de material na 
camada superior do molde, iniciando-se então o espalhamento com mais 25 golpes; 
 A superfície foi então rasada através de movimentos rotantes da haste de 
adensamento de forma a tirar o material que ficou acumulado; 
 Sendo assim, o molde foi retirado de forma cuidadosa e verticalmente sem 
 
 
submeter o concreto a movimentos; 
 Após a retirada do molde, foi determinada a diferença entre a altura da massa de 
concreto e a altura do molde. 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
O traço de referência apresentou uma aparênciade fluidez (Figura 2), exibindo uma 
consistência dispersante, desagregada, com facilidade na trabalhabilidade. Neville (2016) 
explica que o principal fator que afeta a trabalhabilidade da mistura é a água. Entretanto, 
como a quantidade de água na mistura foi relativamente baixa (a/agl. 0,35), a fluidez desse 
concreto pode ser explicada devido à presença de aditivo superplastificante, visto que o 
abatimento do tronco de cone desse traço foi em torno de 270 mm, assim Neville (2016) 
observa que o aditivo superplastificante age como dispersante aumentando a 
trabalhabilidade da mistura com uma determinada relação água/cimento, levando o 
abatimento de 75 para 200 mm e mantendo a mistura coesa. Os corpos-de-prova foram 
adensados e moldados com grande facilidade. 
 
 
Figura 2 – Em A) o aspecto da mistura ainda na betoneira, em B) a consistência, em C) o abatimento do traço 
de referência 
 
Fonte: acervo pessoal (2018) 
 
O traço com 5% de Sílica Ativa (SA) exibiu uma mistura mais seca (Figura 3) com 
aparência mais densa, e um abatimento de tronco de cone em 100 mm. Os corpos-de-prova 
foram adensados e moldados com menor facilidade do que quando comparados com o 
traço de referência. 
 
 
 
Figura 3 – Em A) o aspecto da mistura ainda na betoneira, em B) a consistência, em C) o abatimento do traço 
de referência 
 
Fonte: acervo pessoal (2018) 
 
O traço com 10% de sílica ativa, apontou uma mistura ainda mais seca do que a 
com 5% de sílica, menor fluidez, um abatimento de 40 mm (Figura 4) e maior dificuldade 
para moldagem dos corpos-de-prova. A diferença de trabalhabilidade entre o traço de 
referência e o com adição de sílica permitiram observar que as misturas com sílica retêm 
mais água do que as que não possuem nenhum tipo de adição, esse processo também foi 
observado no trabalho de Sieg (2015) onde a mesma discorre que o emprego de sílica está 
condicionado aos aditivos, visto que a adição demanda de mais quantia de água para obter-
se uma mistura mais trabalhável. 
 
Figura 4 – Em A) o aspecto da mistura com 10% de SA ainda na betoneira, em B) a consistência da mistura 
com 10% de SA, em C) o abatimento do traço 03 
 
Fonte: acervo pessoal (2018) 
 
 
 
 
Os resultados apontaram para corpos-de-prova, excetos os do traço de referência, 
defeituosos, com uma grande quantidade de regiões de ninhos (Figura 5). Santos e 
Piovesan (2014) explica que a ocorrência de ninhos de concretagem se dá pelos vazios que 
a mistura apresenta devido à dificuldade de penetração da massa durante o lançamento e 
adensamento, sendo que sua origem pode estar atrelada também a falta de trabalhabilidade 
do concreto. 
 
Figura 5 – Em A) o lote com ninhos de concretagem nos corpos de prova em análise, em B) os nichos criados 
por falta de trabalhabilidade 
 
Fonte: acervo pessoal (2018) 
 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
De acordo com esse estudo pôde-se avaliar o comportamento de traços de concreto 
de alto desempenho com três teores de substituição da massa cimentícia por sílica ativa (0, 
5 e 10%), de forma que é possível concluir que quando se adiciona SA na mistura há a 
necessidade de maiores quantidades de aditivo para garantir a mesma trabalhabilidade de 
uma mistura padrão sem adição. 
Ao aumentar a porcentagem de SA no traço houve perda de abatimento e 
trabalhabilidade, de 270 mm (0% de sílica ativa) para 100 mm (5% de sílica ativa) e 40 
mm (10% de sílica ativa). 
Os corpos de prova, após serem submetidos ao processo de cura, apresentaram 
nichos de concretagem, pela falta de trabalhabilidade a mistura não conseguiu atingir todos 
os espaços vazios do corpo de prova, mesmo com o adensamento, isso se deve 
principalmente pela mistura extremamente seca, que mostrou necessitar de maiores 
quantidades de aditivo ou incremento de água na mistura, sendo que essa última influencia 
 
 
proporcionalmente na relação água/aglomerante e consequentemente na resistência final do 
concreto. 
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