APS - Concreto de Alto Desempenho

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UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA 
Camilla Carvalho Souza Rocha – B52CJE-0 
Deborah Nara Lelis Barbosa – B523GB-2 
Italo Fernando de Souza Lima – A972AI-1 
Thayson Torres Lobato – B514BC-5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Concreto de Alto Desempenho 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GOIÂNIA 
2014 
 
 
 
Camilla Carvalho Souza Rocha – B52CJE-0 
Deborah Nara Lelis Barbosa – B523GB-2 
Italo Fernando de Souza Lima – A972AI-1 
Thayson Torres Lobato – B514BC-5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Concreto de Alto Desempenho 
 
 
 
 
Atividades Práticas Supervisionadas 
para complementação das atividades 
acadêmicas de graduação em 
engenharia civil apresentado à 
Universidade Paulista – UNIP. 
Professor: Alberto Boaventura 
 
 
 
 
 
 
GOIÂNIA 
2014 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
Página 
1. Introdução..........................................................................................................3 
1.1 Conceito.............................................................................................................3 
1.2 Histórico.............................................................................................................3 
2.0 Obtenção do concreto de alto desempenho......................................................6 
3.0 Utilizações do concreto de alto desempenho....................................................8 
4.0 Dosagem do concreto de alto desempenho....................................................10 
4.1 Cimento Portland.............................................................................................13 
4.2 Agregados........................................................................................................15 
4.3 Água.................................................................................................................16 
4.4 Aditivos químicos.............................................................................................16 
4.4.1 Superplastificantes...........................................................................................17 
4.5 Aditivos minerais..............................................................................................19 
4.5.1 Sílica ativa........................................................................................................20 
4.5.1.1 formas disponíveis da sílica ativa.........................................................22 
4.5.1.2 Os benefícios do uso da sílica ativa......................................................25 
4.5.2 Concretos com adição de sílica ativa....................................................28 
5. Escória de alto-forno........................................................................................30 
5.1 Características.................................................................................................32 
5.2 Escória de alto-forno granulada.......................................................................33 
5.3 Utilização da escória de alto-forno no concreto...............................................34 
6.0 Utilização da cinza volante no concreto..........................................................35 
6.1 Benefícios do uso da cinza volante.................................................................36 
6.2 Composição química da cinza volante............................................................37 
7.0 Principais propriedades do concreto no estado fresco e no estado 
endurecido..................................................................................................................37 
8.0 Conclusão........................................................................................................38 
9.0 Bibliografia.......................................................................................................39
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
A realização deste trabalho visa apresentar um estudo sobre o Concreto de 
Alto Desempenho (CAD), um concreto conhecido por suas excelentes 
características, como alta durabilidade, alta resistência e boa trabalhabilidade. 
O concreto foi inventado em meados do século XIX e os primeiros edifícios 
em concreto armado foram construídos há pouco mais de um século (SERRA, 
1997). Com o avanço tecnológico e das construções civis, houve também o avanço 
de estudos com intuito de aumentar a qualidade do concreto, surgindo assim, na 
Noruega, na década de 50 e utilizado no Brasil há cerca de dez anos, o Concreto de 
Alto Desempenho (CAD). 
O interesse na tecnologia desse concreto tem crescido bastante na última 
década devido às vantagens econômicas e estruturais que ele oferece e por ser um 
conceito de sustentabilidade dentro da construção civil. Essas vantagens são 
possíveis devido ao desenvolvimento de materiais cimentícios, adições 
suplementares e superplastificantes com alta resistência acrescidos em sua mistura. 
 
1.1 CONCEITO 
 
Concreto de Alto Desempenho (CAD), possui tecnologia avançada e 
características como alta resistência (> 30,0 MPa) e alta durabilidade, resistência 
química, pouca deformabilidade, o que possibilita desempenho incomparável, 
reduzindo o peso próprio das estruturas, a quantidade de armadura, a área de 
fôrmas e assim reduz também o custo de uma estrutura. Possui também outras 
características como maior impermeabilidade, coesão e boa trabalhabilidade devido 
uso de aditivos hiperplastificantes, habitualmente recebe adições de Sílica ativa ou 
Metacaulim. 
 
1.2 HISTÓRICO 
O concreto de alto desempenho surgiu em meados dos anos 60, Chicago – 
Estados Unidos. Era conhecido por concreto de alta resistência, uma vez que sua 
produção foi realizada visando apenas aumentar a resistência à compressão, porém, 
descobriu-se que o CAD possuía outras propriedades relevantes e aprimoradas 
como alta durabilidade e baixa porosidade. A utilização nos EUA de concretos de 
4 
 
“alta resistência” em edifícios altos passa a ocorrer de maneira mais significativa 
durante os anos 70, empregando-se, particularmente nos pilares, concretos cuja 
resistência era mais alta do que aquela dos chamados concretos usuais (AÏTCIN, 
1998). A tecnologia utilizada nestes casos ainda era a mesma dos concretos 
convencionais, a não ser pela seleção cuidadosa e controlada dos materiais 
constituintes. 
Concretos de 100Mpa+ são relativamente comum nos EUA. Vários dos 
arranha-céus mais altos do mundo estão localizados nos Estados Unidos, onde é 
empregado o concreto de alta resistência há tempos, desde os anos 90. Geralmente 
o Fck gira em torno de 100Mpa ou mais. Presentemente, o Willis Tower (antiga 
Sears Tower), com 445 metros de altura, é o arranha-céu mais alto nos Estados 
Unidos, e a quinta estrutura mais alta do mundo.), com 445 metros de altura, é o 
arranha-céu mais alto nos Estados Unidos, e a quinta estrutura mais alta do mundo. 
*Willis Tower é o edifício mais alto da cidade e dos Estados Unidos desde 1974, e o edifício mais alto 
do mundo entre 1974 e 1998; anteriormente conhecida como Sears Tower. 
 
5 
 
No Brasil, já é comum o uso de CAD em pilares de edifícios altos (E-Tower, 
SP; Edifício Banco de Tóquio, BA), pontes e obras de arte especiais, peças pré-
moldadas, pisos e pavimentos (pavimento da Ponte Rio-Niterói, RJ) e recuperações 
estruturais, entre outros. 
 
*Willis Tower é o edifício mais alto da cidade e dos Estados Unidos desde 1974, e o edifício mais alto 
do mundo entre 1974 e 1998; anteriormente conhecida como Sears Tower. 
 
 
*Ponte Rio Niterói 
 
 
6 
 
 
2. OBTENÇÃO DO CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 
 
 Basicamente, a tecnologia do CAD é obtida por meio da adição na dosagem 
do concreto de sílica ativa e aditivos superplastificantes para aumentar a 
trabalhabilidade, pois provoca quebra de tensão superficial da água, permitindo uma 
melhor distribuiçãodas partículas de cimento, evitando que se aglutinem formando 
flocos que retenham parte da água de amassamento em seu interio diminuindo a 
trabalhabilidade. A utilização de aditivos superplastificantes restringe-se a 
determinados limites, já que dosagens elevadas podem ocasionar efeitos 
indesejáveis sobre o tempo de pega, exsudação, segregação e conteúdo de ar 
incorporado. Nos concretos frescos, superplastificantes são indicados para aumentar 
a plasticidade sem adicionar mais água ou para reduzir o teor de água sem perder a 
plasticidade. 
 Os superplastificantes disponíveis no mercado são geralmente classificados, 
de acordo com sua composição química, em quatro categorias: 
 
1. Policondensado de formaldeído e melanina sulfonada (SMF), ou 
simplesmente melanina sulfonada 
 
2. Policondensado de formaldeído e naftaleno sulfonado (SNF), ou 
simplesmente naftaleno sulfonado 
 
3. Lignossulfonatos modificados (MLS) 
 
4. Copolímeros – como os poliacrilatos e poliestireno sulfonado. 
 
 Normalmente os CAD apresentam consumo elevado de cimento que provoca 
aumento do calor de hidratação (que pode ser amenizado com o uso de adições 
minerais como cinza volante, microssílica ou escória de alto forno) e elevado 
consumo de água (que pode ser diminuído com o uso de aditivos superplatificados). 
 O tipo de cimento muito influencia o concreto, sendo aconselhado usar 
aqueles que apresentem propriedades e características mais constantes e menor 
dispersão nos ensaios de resistência à compressão. Geralmente é usado o Cimento 
7 
 
Portland comum, e aqueles com elevados teores de C3S e C2S e com baixa 
quantidade dos outros compostos químicos fundamentais, devendo-se usar o 
cimento que proporcione maior trabalhabilidade e redução de água no concreto. Se 
for usada microssílica deve-se usar o cimento que proporcione a melhor reação 
pozolâmica quando se quer considerar a resistência em idades mais avançadas. 
Usa-se, geralmente, consumo de cimento de 400 kg/m³ e no máximo 600 kg/m³, não 
devendo ser ultrapassado este valor devido ao elevado custo com estabilização e 
até diminuição da resistência (alto calor de hidratação, retração acentuada, e 
outros). 
 A escolha dos agregados é fundamental para os CAD, pois deve ter a mesma 
ordem de grandeza da zona de transição pasta/agregado e da matriz de pasta de 
cimento, aconselhando-se agregados com resistência entre 120 e 140 MPa , não 
sendo aconselhados agregados de alta resistência (acima de 150 MPa) devido ao 
seu altíssimo módulo de elasticidade ser muito diferente do da pasta de cimento, 
ocasionando concentrações de tensões prejudiciais ao desempenho mecânico do 
concreto. Também é importante que as características físicas dos agregados 
contribuam de forma a minimizar o consumo de água sendo que o ideal é ser limpo, 
cúbico, britado, muito pouco liso (otimizar aderência) e angular (maior resistência 
mecânica), sendo que o tamanho e graduação dos agregados devem ser 
determinados pelo tipo de processo de moldagem utilizado e tamanho da estrutura a 
ser constituída. Deve-se usar intervalos de graduação nas areias e agregados 
graúdos para um melhor empacotamento entre as partículas: usar areia grossa com 
módulo de finura próximo a 3,0 para diminuir o tamanho dos agregados graúdos. 
Experiências mostraram que pode-se usar agregados graúdos maiores que 20 mm 
para CAD até uma determinada faixa de resistência a compressão (de 60 a 100 
MPa) , e de 10 a 12 mm para resistências maiores (ou iguais a 100 MPa ), embora 
os de menor tamanho melhorem a trabalhabilidade. A escolha do agregado vai 
depender da disponibilidade e do custo, porém, trabalhos realizado sobre a 
influência da composição mineralógica na resistência e propriedades elásticas do 
CAD concluíram que apresentam desempenhos distintos alguns tipos de calcário e 
diabásio comparando a alguns tipos de cascalhos e granitos que apresentaram 
resultados mais baixos. 
 
 
8 
 
*Classes dos diferentes tipos de concreto de alto desempenho 
 
 
 
 
3. UTILIZAÇÕES DO CONCRETO DE ALTO DE DESEMPENHO 
As principais aplicações do CAD na construção civil têm sido em edifícios de 
grande altura, plataformas submarinas, pontes, viadutos, pavimentos de rodovias e 
pisos industriais. Seu uso, principalmente em edifícios altos, proporciona estruturas 
mais esbeltas, redução significativa nas seções dos pilares com aumento da área útil 
dos pavimentos, diminuição do peso próprio da estrutura e, conseqüentemente, na 
carga das fundações, bem como aumento da velocidade de execução e redução na 
utilização de sistemas de formas (menor superfície de formas e maior rapidez na 
desforma). Além disto, apresenta elevado potencial ecológico devido à incorporação 
de vários resíduos industriais, como sílica ativa e/ou outras adições. 
Sua utilização nas estruturas não se justifica apenas pela elevação de suas 
propriedades mecânicas, mas principalmente pelo aumento da durabilidade, face à 
utilização de baixas relações água/aglomerante, que levam à diminuição da 
porosidade e, conseqüentemente, da permeabilidade do concreto, caracterizando-o 
como o material mais apropriado para garantir uma maior vida útil à estrutura e 
custos reduzidos de manutenção. 
O CAD é assim, apropriado para a crescente tendência da verticalização, com 
estruturas mais altas, esbeltas e arrojadas, de maiores vãos, localizadas em 
atmosferas densamente urbanas ou industriais carregadas de agentes agressivos. 
9 
 
Por todas estas qualidades, o CAD é um material que está sendo muito pesquisado 
e divulgado atualmente em diversos países, como Estados Unidos, Canadá, França, 
Suíça, Noruega, Austrália, Alemanha, Japão, Coréia, China e outros. 
 
Abaixo estão listadas várias formas de sua utilização: 
 
a) Como concreto impermeável: 
 
 Podemos dizer que um concreto com mesmas características de Fator 
Água/Cimento e consumo de cimento, dentro das condições básicas de concreto 
impermeável, com adição de Sílica ativa ou Metacaulim na ordem de 5 a 12%, 
podemos garantir uma impermeabilidade de 10 a 20 vezes superior. Isso aumenta a 
vida útil das estruturas, mesmo em ambientes extremamente agressivos. 
 
b) Com alta resistência ao ataque cloretos e sulfatos: 
 
 Altamente recomendável em estruturas expostas ao ataque de cloretos e 
sulfatos, por exemplo: estações de tratamento de esgoto, coletores de esgoto, 
estações de tratamento de água, obras marítimas, instalações portuárias, fábrica de 
adubos, etc. 
 
c) Com alta resistência inicial: 
Com facilidade se obtém resistências bastante elevadas em pequenas idades 
ou até em horas, normalmente utilizadas em estruturas emergenciais ou até em 
estruturas que se necessite dar um andamento acelerado no cronograma de obras. 
Indicado também para estruturas de pré-moldados, a qual se podem liberar as 
fôrmas rapidamente, aumentando a produtividade, além da vantagem da redução 
nominal das seções das peças. 
d) Com alta resistência 
 
Estruturas em concreto que até então eram calculadas com no máximo FCk 
40,0 MPa, com o surgimento das adições e aditivos especiais, hoje é possível se 
obter resistências acima de 100 MPa. 
10 
 
As maiores vantagens de estruturas em concreto, calculadas com resistências 
acima de 30 MPa, é que se pode projetar prédios mais altos, reduzir as seções das 
estruturas, algumas vezes em até 50%, ganhando-se espaço interno, reduzindo 
volume de concreto, gasto com fôrmas e armaduras, aumento dos vãos, aumento da 
durabilidade destas estruturas e ainda alívio em fundações, etc. 
 
e) Pavimentos de alta resistência 
 
Em indústrias pesadas, onde exige tráfego intenso de empilhadeiras pesadas 
ou ruas e avenidas, paradas de ônibus, corredor de trolebus, etc., os concretos de 
alto desempenho são extremamente viáveis, pois aumentam a resistência a 
abrasão, ou seja, resiste ao desgaste superficial devido aação abrasiva de areias, 
ou quaisquer outros elementos não desejáveis, que os veículos dotados de pneus 
com alta pressão exercem sobre estes. Ainda confere alta resistência a tração na 
flexão, superior aos concretos sem estas adições. É comum também sua utilização 
em pavimentos de aeroportos. 
 
f) Recuperação Estrutural / Reparos 
 
Um concreto de alto desempenho aplicado sobre uma superfície limpa, 
rugosa e úmida de um concreto velho, confere aderência perfeita. Já foram feitos 
vários consertos ou aplicações práticas com a técnica de concreto com sílica ativa, 
como reparos em pisos, envelopamento de vigas e pilares, muito bom para 
enchimentos de ninhos ou recobrimento de armaduras expostas, etc. 
 
4. DOSAGEM DO CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 
 
Inicialmente, para se obter concreto de alto desempenho, é necessário 
verificar o panorama dos agregados disponíveis, uma vez que a resistência à 
compressão do concreto não é mais, necessariamente, governada pela resistência 
da pasta matriz, como ocorre com os concretos convencionais. No CAD o que define 
a resistência à compressão do material é o agregado ou sua interface com a pasta. 
Desta maneira, o agregado graúdo deixa de ser considerado apenas um material 
inerte e se torna o fator limitante da resistência do CAD, que passa a ser controlada 
11 
 
pelas suas características físicas, mecânicas e mineralógicas. Como, por motivos de 
economia, os agregados graúdos empregados no concreto usualmente são os 
disponíveis nas jazidas próximas à obra, é fundamental que se conheça o 
desempenho dos agregados produzidos na região. 
O CAD em geral tem como característica essencial a baixa relação água 
cimento, entre 0,25, e no máximo em torno de 0,40, o que exige a utilização de 
aditivos superplastificantes, para propiciar aumento da resistência e trabalhabilidade 
ao concreto. Porém ainda não foi desenvolvido um procedimento sistematizado de 
aplicação geral à dosagem de concreto de alto desempenho. As razões para isso 
incluem o fato de que até agora foram construídas poucas estruturas com concreto 
de alto desempenho (em relação aos concretos convencionais) e cada estrutura 
envolve materiais específicos e especialmente selecionados. 
A dosagem do CAD é um pouco mais complicada do que a doconcreto 
convencional. Embora o CAD utilize os mesmos componentes básicos, podendo 
entrar mais alguns complementares: superplastificantes, sílica ativa e eventualmente 
aditivos retardadores de pega. 
O CAD exige condições de produção e execução rigorosas, que deveriam ser 
padrão também para concretos convencionais, o que pouco ocorre, na prática. 
Conhecer as características de aditivos e adições ajuda a entender porque tanta 
preocupação. A sílica ativa propicia maior compacidade ao concreto, melhorando a 
aderência entre a pasta e os agregados graúdos devido à sua extrema finura, com 
diâmetro médio em torno de 19 mm. 
O excesso de impurezas na água pode provocar problemas na resistência, 
assim como o uso inadequado de aditivos. A seleção dos materiais que vão ser 
usados na mistura deve ser bem cuidadosa, haja vista que os ingredientes 
adicionados de forma inadequada levam a perder o objetivo da dosagem, que é 
obter o concreto de alto desempenho. O concreto de alto desempenho deve ser 
produzido, transportado e lançado da mesma forma que o concreto usual. 
Quando as qualidades do cimento e do superplastificante estão sobre 
controle, os demais parâmetros críticos que devem ser verificados são a 
granulometria e a forma do agregado graúdo, assim como a granulometria da areia e 
seu teor de umidade. 
Os materiais cimentícios também deverão ser cuidadosamente controlados 
com a mesma atenção dispensada aos outros materiais mencionados. Qualquer 
12 
 
falta de qualidade num dos insumos usados causará problemas, pois, no preparo do 
concreto de alto desempenho a margem de segurança não é grande. 
Dois pontos são importantes a serem levados em consideração. Em primeiro 
lugar, com concreto de alto desempenho a resistência muitas vezes é necessária 
após 28 dias de idade; isso deve ser levado em conta na consideração do critério de 
resistência. Em segundo lugar, o que se necessita em um concreto de alto 
desempenho é um elevado módulo de deformação. Para esse fim, é essencial que 
se use um agregado com elevado módulo de deformação, mas também é importante 
que se escolha um material cimentício que resulte uma aderência particularmente 
boa entre as partículas de agregado graúdo e a matriz. 
Os especialistas recomendam que o CAD seja produzido em centrais de 
concreto, pois exige controle rigoroso da massa dos materiais. Se a central estiver 
fora do canteiro, a mistura pode ser feita com todos os componentes exceto o 
superplastificante, que deve ser adicionado na última hora por ter efeito por tempo 
limitado. Por isso, deve-se dedicar especial atenção ao tempo de transporte desde a 
saída da usina até o local de aplicação. 
O traço do CAD varia em função das especificações,da resistência, do tipo de 
armaduras, da dimensão dos agregados, entre outros detalhes. A qualidade do 
produto entregue às obras exige, por isso, controle bastante preciso dos seus 
componentes e ensaios laboratoriais, haja vista que cada obra exige um traço 
específico que irá depender da sua aplicabilidade. Para uma boa dosagem de CAD 
é necessário manter uma consistente e baixa relação água/cimento juntamente com 
uma mistura eficaz. O controle rigoroso de todas as fontes de água na mistura é 
crítica. Estes incluem: 
 
1- Água adicionada à mistura 
 
2- Partículas de sílica em suspensão na água da mistura 
 
3- Umidade dos agregados, pois interferem na relação água/cimento 
 
4- Outras fontes de água (transporte) 
 
Os concretos de alto desempenho possuem os seguintes materiais: 
 
13 
 
 
 
4.1. CIMENTO PORTLAND 
 
Cimento é uma palavra que vem do latim Caementum que significa união. A 
origem do cimento remonta a cerca de 4500 anos. Os grandes monumentos do 
Egito já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de gesso calcinado. O 
grande passo no desenvolvimento do cimento foi dado em meados de 1700 com a 
calcinação de calcários moles e argilosos. No inicio de 1800 o inglês Joseph Aspdin 
patenteou o Cimento Portland por apresentar cor e propriedades de durabilidade e 
rigidez similar às rochas da ilha britânica de Portland. 
O cimento Portland é um material pulverulento, aglomerante hidráulico, 
composto basicamente de silicatos de cálcio e aluminatos de cálcio que misturados 
à água se hidratam e, depois de endurecidos, mesmo que sejam submetidos 
novamente à ação da água não se decompõem mais. 
 Para a fabricação do cimento são empregados materiais calcáreos, como 
rocha calcárea e gesso, e alumina e sílica, encontradas facilmente em argilas e 
xistos. O processo de fabricação do cimento Portland consiste essencialmente em 
moer a matéria-prima, misturá-la nas proporções adequadas e queimar essa mistura 
em um forno rotativo até uma temperatura de cerca de 1450ºC. Nessa temperatura, 
o material sofre uma fusão incipiente formando pelotas, conhecidas como clínquer. 
O clínquer é resfriado e moído, em um moinho de bolas ou de rolo, até formar um pó 
bem fino (geralmente menor que 75 µm),com adição de um pouco de gesso, 
resultando o cimento Portland largamente usado em todo mundo. A mistura e 
moagem das matérias-primas podem ser feitas tanto em água quanto a seco, daí a 
denominação dos processos de via úmida e de via seca. 
Alguns materiais como areia, bauxita e minério de ferro, são adicionados 
como corretivos, cuja função é suprir de elementos que não se encontrem 
disponíveis nas matérias-primas principais. 
14 
 
Durante a queima ocorrem inúmeras reações de estado sólido entre as fases 
constituintes, reações envolvendo essas fases e a parte fundida do material e, ainda, 
a ocorrência de transformações mineralógicas emfunção do resfriamento, gerando 
os principais componentes do cimento, que quando hidratados fornecem as 
principais propriedades deste material. A última etapa de fabricação do cimento 
Portland constitui-seno resfriamento imposto aos nódulos produzidos, sendo de 
grande importância para a definição da reatividade e estabilidade das fases do 
clínquer. 
 
 
 
As reações químicas entre os silicatos e aluminatos a água são denominados 
de reações de hidratação do cimento e geram uma massa 
firme e resistente. Essas reações de dissolução e formação de novas fases ocorrem 
quase que instantaneamente, na medida em que se adiciona água ao cimento 
Portland. 
O C3S apresenta rápida hidratação, desprendendo uma quantidade média de 
calor, gera um gel de silicato de cálcio hidratado (C-S-H) e cristais de 
hidróxido de cálcio Ca(OH)(C-H). Este composto contribui para elevar a resistência 
inicial da pasta endurecida e aumentar sua resistência final. Já o C2S, que 
desprende uma quantidade pequena de calor durante sua lenta hidratação, também 
é responsávelpelo aumento de resistência nas idades avançadas e produz um 
volume menor de Ca(OH)2, em comparação com o C3S. Responsável pelas 
primeiras reações de hidratação, o C3A libera uma grande quantidade de calor para 
formar aluminatos hidratados. O C4AF também se hidrata rapidamente (semelhante 
ao C3A), mas exerce pouca influência sobre a resistência mecânica da pasta. 
Ressalta-se que um dos primeiros avanços no sentido de melhor compreender o 
15 
 
processo de hidratação do cimento Portland foi, inegavelmente, a análise em 
separado do comportamento exibido pelas diversas fases do clínquer em pastas 
hidratadas. 
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define o cimento 
Portland em tipos e classes de acordo com os seus componentes e propriedades. A 
classe do cimento caracteriza sua resistência mínima potencial aos 28 dias, sendo 
dividida em três níveis: 25 MPa, 32 MPa e 40 Mpa. 
 
 
 
 
 
Diversos autores dão opiniões diferentes acerca da escolha do melhor 
cimento Portland para concreto de alto desempenho; autores enfatizam que, para 
cada situação específica de projeto, todas as condições deverão ser avaliadas 
detalhadamente, desde as especificações de projeto, condições de cura e aplicação, 
cronograma de execução, e o que mais se fizer necessário para que o cimento 
escolhido seja o mais adequado, contribuindo, desta forma, para o aumento da vida 
útil da estrutura de concreto. 
Enfim, para a escolha satisfatória do cimento Portland utilizado na produção 
do concreto de alto desempenho, exigi-se conhecimento técnico e científico deste 
material. 
 
4.2. AGREGADOS 
 
16 
 
A escolha dos agregados é fundamental para os CAD, pois deve ter a mesma 
ordem de grandeza da zona de transição pasta/agregado e da matriz de pasta de 
cimento, aconselhando-se agregados com resistência entre 120 e 140 MPa , não 
sendo aconselhados agregados de alta resistência (acima de 150 MPa) devido ao 
seu altíssimo módulo de elasticidade ser muito diferente do da pasta de cimento, 
ocasionando concentrações de tensões prejudiciais ao 
desempenho mecânico do concreto. 
O tamanho e graduação dos agregados devem ser determinados pelo tipo de 
processo de moldagem utilizado e tamanho da estrutura a ser constituída. Deve-se 
usar intervalos de graduação nas areias e agregados graúdos para um melhor 
empacotamento entre as partículas: usar areia grossa com módulo de finura próximo 
a 3,0 para diminuir o tamanho dos agregados 
graúdos. 
A escolha do agregado vai depender da disponibilidade e do custo, porém, 
trabalhos realizado sobre a influência da composição mineralógica na resistência e 
propriedades elásticas do CAD concluíram que apresentam desempenhos distintos 
alguns tipos de calcário e diabásio comparando a alguns tipos de cascalhos e 
granitos que apresentaram resultados mais baixos. 
 
4.3. ÁGUA 
 
A água introduzida no concreto como um de seus componentes tem duas 
funções. Uma parte, denominada água de amassamento, contribui para garantir uma 
trabalhabilidade adequada. A outra permite o desenvolvimento das reações 
químicas no concreto, tanto de hidratação do cimento Portland, quanto reações 
pozolânicas com os aditivos minerais e/ou constituintes do cimento empregado. 
 Os mesmos requisitos de qualidade exigidos para água de concretos 
convencionais devem ser cumpridos no concreto de alto desempenho. 
 
 
4.4. ADITIVOS QUÍMICOS 
 
Os aditivos químicos são usados no concreto para se alcançar inúmeros 
objetivos como: promover consistência (superplastificantes), controlar o tempo de 
pega (retardadores) e produzir proteção contra a deterioração pelos ciclos gelo-
degelo (incorporadores de ar). 
17 
 
Deve-se ressaltar, que a ação dos superplastificantes é indispensável para a 
produção do CAD, visto que sem a aplicação destes não se consegue obter 
concretos trabalháveis com as baixas relações a/c requeridas. 
 
 
4.4.1. SUPERPLASTIFICANTES 
 
Aditivos Superplastificantes são usados para aumentar a trabalhabilidade, 
pois provoca a quebrada tensão superficial da água, permitindo uma melhor 
distribuição das partículas de cimento evitando que se aglutinem formando flocos 
que retenham parte da água de amassamento em seu interior diminuindo a 
trabalhabilidade. A utilização de aditivos superplastificantes restringe-se a 
determinados limites, já que dosagens elevadas podem ocasionar efeitos 
indesejáveis sobre o tempo de pega, exsudação, segregação e conteúdo de ar 
incorporado. Nos concretos frescos os superplastificantes são indicados para 
aumentar a plasticidade sem adicionar mais água ou para 
reduzir o teor de água sem perder a plasticidade. 
 Os tipos de superplastificantes mais comuns são: base de lignossulfonatos, 
base de malamina, base denaftalenoe base depolicarboxilatos. Têm sido utilizados 
com sucesso, individualmente ou em combinação. A dosagem dos 
superplastificantes pode ser muito elevada (até 3% da massa de cimento), a fim de 
alcançar a necessária funcionalidade. 
No mercado já existem os chamados superplastificantes de nova geração. 
São à base de policarboxilatos e éteres. Estes superplastificantes prolongam a 
trabalhabilidade do concreto, proporcionando o desuso de procedimentos antigos de 
avaliação de trabalhabilidade. Por exemplo, lançamento de apenas uma parte da 
dosagem, adições de superplastificantes comuns até obter a trabalhabilidade 
desejada.Dentre os superplastificantes, os lignosulfonatos são os mais conhecidos, 
produzindo concretos com resistência à compressão de cerca de 50,0a 60,0MPa. 
Inicialmente, esse produto era quase sempre usado para fluidificar o concreto 
comum no canteiro de obras imediatamente antes do lançamento. 
Uma das principais vantagens desses produtos, além da sua eficiência em 
fluidificar traços de concreto, era que eles podiam ser usados em dosagens muito 
mais altas do que os redutores de água anteriores, porque são produtos que não 
contêm impurezas. 
18 
 
O momento de colocação e a maneira como o aditivo é adicionado à mistura 
é fundamental para sua eficiência, e também para melhoria da consistência. O 
Superplastificante age mais efetivamente se for adicionado alguns minutos depois 
após a colocação da água de amassamento (MENDES apud HSU et al, 1999). A 
adição de superplastificante (parcialmente ou totalmente)na água de amassamento 
reduz sua eficiência, possivelmente devido à absorção pelos agregados durante a 
mistura, embora alguns fabricantes de superplastificantes orientem adicioná-los à 
água de amassamento. 
O superplastificante à base de policarboxilato atua de forma mais completa 
nas partículas de cimento. Somado à ação eletrostática conseguida pelo 
carregamento nas partículas de cimento de cargas de mesmo sinal, o policarboxilato 
possui longas cadeias laterais (“side chains”), responsáveis pelo chamado efeito 
estério.Essas longas cadeias laterais aumentam o espaço físico em um sistema de 
partículas de cimento, resultando em uma redução de água muito superior aos 
superplastificantes normais (acima de 40 %). 
 Outra grande vantagem adicional ao concreto que se deve às longas cadeias 
laterais do policarboxilato é a manutenção da trabalhabilidade por longos períodos. 
Com o início do processo de hidratação do cimento, perde-se o efeito da repulsão 
eletrostática do aditivo mas, através da presença das mesmas, consegue-se 
minimizar esse efeito. 
 Com sua química diferenciada, o policarboxilato se torna o produto ideal para 
certos tipos de aplicações, como o mercado de pré-moldados e permite fazer 
concretos auto-adensáveis ou Concreto Rheodinâmico®. Através do seu único 
desempenho consegue-se as seguintes vantagens: 
 
• Redução de água de até 45 % da água de amassamento 
 
• Deixa o concreto coeso porém trabalhável 
 
• Redução linear da água de amassamento 
 
• Possibilidade de se trabalhar com fatores a/c menores que 0,30 
 
• Minimiza a exsudação 
19 
 
 
• Efeito mínimo no tempo de pega do cimento 
 
• Grande manutenção da plasticidade 
 
• Compatibilidade com todas as bases químicas 
 
• Aumento das resistências à compressão iniciais e finais 
 
• Aumento da durabilidade estrutural 
 
• Permite a execução de concretos auto-adensáveis com dosagens relativamente 
baixas. 
 
 
4.5. ADITIVOS MINERAIS 
 
Os agregados minerais são compostos por uma mistura que pode reunir pó 
de quartzo, materiais metálicos, escória granulada de alto forno, sílica ativa, 
metacaulin, pigmentos e aditivos. O uso dessas adições tem proporcionado 
concretos cada vez mais resistentes e duráveis, com a simplicidade de apenas 
melhorar as propriedades já existentes no concreto tradicional. 
As adições minerais são partículas ultra-finas usadas para preencher os 
espaços entre de cimento. São chamadas ativas quando reagem quimicamente 
com os compostos hidratados do cimento e inertes quando provocam apenas efeitos 
físicos. As adições ativas podem ser divididas em quatro grupos: 
 
1) Materiais cimentantes secundários (cinza volante com alto conteúdo de cálcio 
e escória granular de alto forno); 
 
2) Pozolanas naturais (de origem vulcânica ou sedimentar); 
 
3) Pozolanas artificiais (cinza de casca de arroz e cinza volante: resíduo da 
combustão de carvão); 
 
20 
 
4) Pozolanas artificiais de alto desempenho (microssílica: pó subproduto da 
indústria de silíciometálico e de ligas metálicas de silício e ferro). 
 
O uso de adições minerais traz grande benefício à sociedade, por dar um 
destino a esses resíduos e, principalmente, por reduzir o consumo de energia e 
poluição do ar gerados pela produção do cimento, ao substituir grande parte desse 
produto na indústria da construção civil. 
 
4.5.1. SÍLICA ATIVA 
 
As dosagens de sílica ativa, geralmente empregadas no concreto de alto 
desempenho se encontram na faixa de 5 a 15% sobre a massa de cimento. 
Sílica Ativa é a terminologia brasileira aprovada pela ABNT adotada para a 
Microssílica ou Silica Fume. A sílica ativa (ou microsilica) é uma das substâncias 
químicas mais importantes quando se tem como objetivo deixar o concreto mais 
resistente e durável. Resistências superiores a 100Mpa são alcançadas usando 
essa substância, que além de elevar a resistência do concreto, ela também protege 
o aço da corrosão. Devido a esses e mais fatores, a sílica ativa vem sendo muito 
usada em locais que requerem altas resistências estruturais, alta resistência à 
abrasão e em estruturas expostas a condições comprometedoras. 
Existem dois métodos de incorporação de sílica ativa no concreto. O primeiro 
e mais utilizado é a substituição de parte da massa de cimento pela adição mineral. 
Desta maneira, é possível reduzir o consumo inicial de cimento, acarretando tanto 
benefícios de ordem técnica quanto econômica. O segundo método consiste na 
adição de um teor de sílica ativa à massa de cimento já especificada. Essa forma de 
uso resulta em aumentos significativos na resistência a compressão entre 3 e 28 
dias quando comparado com os concretos sem adição. 
O processo de fabricação ocorre a partir da produção de ferro-ligas e silício 
metálico, através da redução do quartzo pelo carbono. 
 No processo de fabricação do silício metálico, é gerado um gás (SiO) que, ao 
sair do forno elétrico oxida-se formando a sílica amorfa ( SiO2 ), que é captada em 
filtros de manga, em seguida armazenada em silos adequados e embalada em big-
bags e sacos de 15kg. 
 
21 
 
 
 
 
 
 
*Processo de fabricação 
 
 
As partículas de Sílica Ativa são esféricas, vítreas e possuem um diâmetro 
médio menor do que 1 µm, apresentando altíssima superfície específica e uma 
massa específica aparente baixa. O alto teor de sílica das partículas e o tamanho 
extremamente reduzido tornam este material bastante apropriado como adição em 
concretos e argamassas. O efeito pozolânico da sílica ativa, associado ao efeito 
microfíler, propicia uma melhora na microestrutura dos materiais a base de cimento, 
diminuindo a porosidade e permeabilidade, densificando a pasta de cimento e 
melhorando as características da zona de transição pasta-agregado, o que aumenta 
o desempenho dos concretos e argamassas, tanto sob o ponto de vista de 
durabilidade, como das propriedades mecânicas. 
22 
 
 
4.5.1.1. FORMAS DISPONÍVEIS DA SÍLICA ATIVA 
A sílica ativa está disponível comercialmente em diversas formas. Todas as 
formas apresentam aspectos positivos e negativos que podem afetar o desempenho 
técnico, o manuseio, a eficiência e o teor de adição nos concretos. As diversas 
formas comercializáveis de sílica ativa são descritas a seguir: 
• Natural: Pó extremamente fino, sem nenhum tratamento, coletado em filtros 
manga, após captação e filtragem. Podem apresentar dificuldades no transporte e 
manuseio, devido à sua extrema finura e baixa massa específica aparente (192 a 
300 kg/m³) (figura 2). Por outro lado, possui a vantagem da facilidade de mistura e 
dispersão das partículas no concreto. 
 
 * Sílica ativa – Natural 
 
 
• Densificada: As partículas de sílica ativa são compactadas (normalmente por 
ar comprimido) após a filtragem, tornando-se suficientemente densas para serem 
transportadas, pois ocupam um menor volume por peso (500 a 700 kg/m³), (figura 
3). Além disto, o processo de compactação reduz significativamente a nuvem de pó, 
comum na captação da sílica na forma natural. Seu uso, entretanto, no concreto 
pode apresentar maior dificuldade de dispersão na mistura. 
 
 
 
 
23 
 
* Sílica ativa – Densificada. 
 
 
• Sob forma de lama: Onde a sílica ativa é pré-misturada com água, 
geralmente em teores de 40 a 60% da massa, resultando em uma massa específica 
aparente de 1300 kg/m³ a 1400 kg/m³. Desta forma, elimina-se a formação da 
nuvem de pó, além de facilitar o bombeamento para o interior dos veículos de 
transporte. Possui como aspecto negativo a dificuldade de garantia da quantidade 
de água realmente empregada em relação aos sólidos, afetando a qualidade final da 
mistura, bem como o fato de se armazenar e transportar a metade da tonelagem em 
água. 
 
* Sílica ativa em forma de lama 
 
 
24 
 
• Pelotizada: similar à sílica ativa densificada porém é obtida com a adição de 
pequena quantidade de água suficiente para produzir micro-pelotas aglomeradas 
com massa específica aparente em torno de 700 kg/m³. Entretanto, as pelotas 
formadas são muito duras para serem quebradas facilmente durante o processo de 
mistura do concreto, o que a torna muito pouco utilizada. 
 
*Sílica pelotizada 
 
 
 
• Pré-misturada com cimento: adição de 6,5 a 8% de sílica ativa (natural, 
densificada ou pelotizada) sob a massa decimento. Possui como vantagem a 
facilidade de controle da dosagem e perfeita homogeneização dos materiais 
cimentantes,conforme figura 6. DAL MOLIN (1995) cita que, na época, o Canadá 
comercializava este tipo de cimento a um valor de 10-13% mais caro que ao do 
cimento Portland comum. 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
* Fabricação de sílica com cimento 
 
 
 
4.5.1.2. OS BENEFÍCIOS DO USO DA SÍLICA ATIVA 
A sílica ativa melhora as características tanto do tipo de concreto fresco 
quanto do tipo de concreto já endurecido. Sendo assim, os benefícios do uso da 
sílica ativa em concreto são muitos, como: 
• Redução da permeabilidade do concreto 
Para a formação de um concreto resistente ao ambiente mais agressivo, a 
propriedade mais importante é a permeabilidade. A reação entre sílica ativa e o 
hidróxido de cálcio aplicados no cimento hidrata e proporciona uma estrutura de 
poros mais densa e impermeável. Apesar de a porosidade total do concreto de sílica 
ativa ser similar ao do concreto Portland, o tamanho médio dos poros é muito mais 
fino, conduzindo a uma grande redução da permeabilidade. 
• Melhoria do desempenho mecânico do concreto 
A sílica ativa reage com a pasta de cimento para formar adicionais fortes de 
silicato de cálcio hidratado (CSH), oferecendo maior resistência. A sílica ativa reduz 
o vazamento de água e aumenta o vínculo entre a pasta de cimento e os demais 
agregados. Graças ao seu efeito pozolânico (reação com Ca (OH) 2), este elemento 
26 
 
contribui, portanto, para a melhoria da força e da rigidez do concreto, podendo ser 
aproveitada na redução do teor de cimento da mistura. Além da economia de custo 
benefício, isso irá restringir o total de calor de hidratação e pode melhorar o 
desempenho do concreto em termos de resistência química. 
• Redução dos custos em termos de diminuição das peças concretadas e 
conseqüentemente o ganho de espaços nas edificações 
 
• Redução das seções de peças comprimidas, aumento da área útil de 
estacionamentos ou aumento de vãos 
 
• Redução do peso próprio da estrutura 
 
• Redução do volume de concreto 
 
• Redução da área de fôrmas 
 
• Redução das fundações e aumento da vida útil 
 
• Redução do consumo de aço e do custo final da obra 
 
• Ausência de exsudação (eflorescência de água durante o lançamento e 
adensamento do concreto) 
 
• Aumento da resistência superficial: menos porosidade, o que possibilita o 
aumento a coesão superficial e mais resistência à abrasão. (Melhor desempenho do 
concreto em ambiente marítimo: obras localizadas numa região sujeita à forte ação 
da maresia, o que prejudica a durabilidade e resistência do concreto, normalmente 
decide-se pelo emprego da Sílica Ativa na obra, graças à diminuição da 
permeabilidade. Isso aumentará a proteção contra o ataque de agentes agressivos 
ao concreto porque irá agir ativamente com os hidróxidos alcalinos dissolvidos na 
água, neutralizando a reação álcalis-agregado (RAA). 
 
27 
 
Um exemplo real é o mostrado na revista SOLUÇÕES TECNOSIL, na edição 
de agosto e setembro de 2012, onde mostra reportagens sobre construções para 
copa de 2014 no Brasil, utilizando a tecnologia da sílica ativa. Uma dessas 
construções é o estádio Arena Fonte Nova na Bahia. Uma construção da SPE Fonte 
Nova Negócios, que pela decidiu empregar a tecnologia da sílica ativa, devido à 
obra estar em ambiente marítimo. “A Tecnosil está orgulhosa de fazer parte desse 
momento, como principal fornecedora de Sílica Ativa no Brasil, América latina e 
América Central, e nesta edição preparou uma ampla cobertura sobre os 
empreendimentos em andamento nas diversas cidades que sediarão a Copa do 
Mundo” – Trecho da reportagem onde o Diretor Comercial Alciro Gomes Rores 
deseja uma boa leitura. 
 
FICHA TÉCNICA: Nome oficial: Estádio Octávio Mangabeira. 
Localização: Salvador, Bahia. 
Construção e operação: SPE Fonte Nova Negócios e Participações (consórcio OAS/Odebrecht). 
Arquitetura: Setepla Tecnometal Engenharia. 
 
 
28 
 
*Obra concluída 
 
 
De forma geral, maior vantagem do uso do CAD é a capacidade de carga por 
unidade. Devido a essa propriedade esse concreto é comumente usado em pilares 
de edifícios altos, no qual se consegue reduzir áreas e volumes das peças dos 
andares mais baixos (onde geralmente o carregamento é maior, exigindo grandes 
seções), isto proporciona ampliação da área útil, reaproveitamento e rápida 
reutilização de fôrmas, menor taxa de armaduras (reduzindo custos), além do 
aumento da velocidade da construção em altura oriunda da desforma rápida, 
proveniente do ganho rápido de resistência, podendo antecipar o carregamento das 
peças em menores idades. 
 
4.5.2. CONCRETOS COM ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA 
A sílica ativa ao ser adicionada ao concreto atua de duas formas, em função 
das suas propriedades químicas e físicas. Devido ao alto teor de sílica com 
estrutura amorfa e à elevada superfície específica das partículas a sílica ativa possui 
efeito químico como material pozolânico de alta reatividade, reagindo rapidamente 
com o hidróxido de cálcio formado na hidratação do cimento. O composto resistente 
de silicato de cálcio hidratado, gerado na reação pozolânica, é semelhante ao 
29 
 
formado pela reação do cimento, que é o maior responsável pela resistência da 
pasta. 
O efeito físico (efeito microfíler) acontece pelo reduzido tamanho das 
partículas que se introduzem entre os grãos de cimento e se alojam nos interstícios 
da pasta, reduzindo o espaço disponível para a água e atuando como pontos de 
nucleação dos produtos de hidratação, o que proporciona um refinamento da 
estrutura de poros. 
A utilização da sílica ativa no concreto modifica suas propriedades tanto no 
estado fresco (trabalhabilidade, coesão, estabilidade, segregação, exsudação, etc.) 
como no estado endurecido (resistência mecânica e durabilidade). O seu efeito 
microfíler e pozolânico resulta em mudanças consideráveis na microestrutura e nas 
propriedades macroscópicas do concreto. 
A sílica ativa é capaz de contribuir para a resistência de um determinado 
concreto mesmo no período inicial da hidratação (1 a 3 dias), sendo que a 
contribuição mais significativa ocorre até os 28 dias de idade. Após este período, a 
contribuição da sílica ativa para a resistência final é relativamente pequena. 
Os efeitos benéficos da sílica ativa no concreto, de modo geral, podem ser 
descritos como: 
 
• Efeito microfíler 
 
 As partículas da sílica ativa possuem formato esférico e tem diâmetro médio 
cerca de cem vezes menores do que os grãos de cimento. Esta característica 
permite à sílica ativa fazer um empacotamento dos grãos de cimento, reduzindo o 
espaço disponível para a água. 
 
• Efeito pozolânico 
 
 As partículas da sílica ativa são compostas por dióxido de silício amorfo com 
uma área superficial específica elevada, a qual reage rapidamente com o hidróxido 
de cálcio que as envolve. Os produtos desta reação se assemelham aos produtos 
resultantes da hidratação do cimento. 
 
 
30 
 
*Concreto com e sem adição de sílica ativa 
 
 
 
Em concretos com alto consumo de cimento, a adição ou substituição de 
porcentagens de cimento por sílica ativa para melhorar o desempenho do mesmo, 
pode minimizar consideravelmente o valor agregado, diminuindo o volume total de 
concreto aplicado na obra, podendo inclusive deixar a estrutura (vigas, pilares, etc) 
mais esbelta, podendo dar um aumento significativo nos vãos entre pilares para 
garagens e estacionamentos. Redução do peso próprio da estrutura e 
conseqüentemente na carga das fundações. Aumento da durabilidade do concreto 
devido à baixa porosidade e permeabilidade e maior resistência aos agentes 
agressivos do meio ambiente. 
 
 
5. ESCÓRIA DE ALTO-FORNO 
 
A fabricação de ferro gusa se realiza em unidades industriais chamadas Altos-
Fornos, nas quais se reduzem os óxidos contidos nos minerais de ferro e se 
separam as impurezas que os acompanham. 
As escórias se formam pela fusão das impurezas do minériode ferro, 
juntamente coma adição de fundentes (calcário e dolomita) e as cinzas do coque. A 
escória fundida é uma massa que, por sua insolubilidade e menor densidade, 
sobrenada no ferro gusa e é conduzida por canais, até o lugar de resfriamento. 
31 
 
As Escórias de Alto-Forno podem ser resfriadas de 2 formas: 
 
• Esfriada ao ar ou Cristalizada 
 
São vazadas em estado líquido em pátios apropriados, onde são resfriadas 
ao ar. Por ser um processo lento, os seus componentes formam distintas fases 
cristalinas, e com isto não adquirem poder de aglomerante hidráulico. Essa escória 
recebe o nome de Escória Bruta de Alto-Forno, podendo ser britada ou utilizada 
como material inerte em diversas aplicações, substituindo materiais pétreos. 
 
• Resfriada com Água ou Granulada 
 
A escória líquida é transportada para os granuladores, que são equipamentos 
onde ela é resfriada bruscamente por meio de jatos de água sob alta pressão. Não 
havendo tempo suficiente para formação de cristais, essa escória se granula 
"vitrificando" e recebe o nome de Escória Granulada de Alto Forno. A Escória 
Granulada de Alto-Forno devido ao seu grande potencial hidráulico (endurecer, após 
moída, quando em contato com a água), tem um mercado amplo para esse produto, 
principalmente para cimenteiras e concreteiras, onde a Escória Granulada de Alto-
Forno pode ser moída e utilizada na fabricação do cimento e concreto. 
 
 *Alto-forno 
 
 
 
5.1. Características 
 
A composição química das Escórias de Alto
limites relativamente estreitos. Os elementos que 
(Ca), silício (Si), alumínio (Al) e magnésio (Mg). Temos ainda, em quantidades 
menores, FeO, MnO, TiO2, enxofre, etc... É importante ressaltar que essa 
composição vai depender das matérias primas e do tipo de gusa fabric
composição química é de extrema importância e vai determinar as características 
físico-químicas das Escórias de Alto
 
 
A composição química das Escórias de Alto-Forno produzidas varia dentro de 
limites relativamente estreitos. Os elementos que participam são os óxidos de: cálcio 
(Ca), silício (Si), alumínio (Al) e magnésio (Mg). Temos ainda, em quantidades 
menores, FeO, MnO, TiO2, enxofre, etc... É importante ressaltar que essa 
composição vai depender das matérias primas e do tipo de gusa fabric
composição química é de extrema importância e vai determinar as características 
químicas das Escórias de Alto-Forno. 
32 
 
Forno produzidas varia dentro de 
participam são os óxidos de: cálcio 
(Ca), silício (Si), alumínio (Al) e magnésio (Mg). Temos ainda, em quantidades 
menores, FeO, MnO, TiO2, enxofre, etc... É importante ressaltar que essa 
composição vai depender das matérias primas e do tipo de gusa fabricado. A 
composição química é de extrema importância e vai determinar as características 
33 
 
 
 
Dependendo das características das Escórias de Alto-Forno, resultantes do tipo 
de resfriamento e composição química, registram-se várias aplicações para as 
Escórias de Alto-Forno ao longo de vários países no mundo (Arthur D. Little 1999): 
 
• Bases de estrada; 
• Asfalto; 
• Aterro / Terraplanagem; 
• Agregado para concreto; 
• Cimento (grande utilização da Escória de Alto-Forno granulada devido a sua 
hidraulicidade); 
• Aplicações especiais (lã mineral, lastro ferroviário, material para cobertura, 
isolamento, vidro, filtros, condicionamento de solo e produtos de concreto). 
 
5.2. ESCÓRIA DE ALTO-FORNO GRANULADA 
 
A Escória Granulada de Alto-Forno apresenta-se, macroscopicamente, com 
um aspecto de uma areia grossa, porosa, de fratura vítrea observada com lupa, com 
um tamanho máximo do grão, de 5 mm, cor branca amarelada e marrom. A escória 
bem granulada é essencialmente amorfa. 
A característica mais importante da Escória Granulada de Alto-Forno é sua 
capacidade hidráulica potencial, que permite que, quando moída e em contato com a 
água, ela endureça (propriedade cimentante), podendo substituir o clínquer, material 
utilizado tradicionalmente na fabricação de cimentos compostos. 
 
34 
 
5.3. UTILIZAÇÃO DA ESCÓRIA DE ALTO-FORNO NO CONCRETO 
 
Escória granulada de alto forno e cimento portland (OPC) são normalmente 
combinados para formar dois produtos de cimento. Destes dois produtos, o mais 
utilizado é Cimento Portland de alto-forno (PBFC), que contém aproximadamente 
30% de escória de alto forno. O produto é conhecido como Cimento Alternativo de 
Alto Forno (HSBFC), e que contém uma maior concentração de escória de alto 
forno, geralmente até 70%. Ambos os produtos são usados para fazer os lotes de 
betão pronto para aplicações estruturais. 
Existem vários benefícios para a utilização da escória granulada de alto forno em 
aplicações concretas. Estas vantagens vão além da sustentabilidade ambiental a ser 
adquirida com a utilização de um produto residual secundário, em vez de um 
material de fonte primária. A inclusão da escória de alto forno ajuda a evitar a 
entrada de cloreto à estrutura de concreto. O cloreto pode resultar em avançada 
corrosão dos membros de reforço de aço - uma condição conhecida como câncer de 
concreto. 
A aplicação de Escória Granulada de Alto-Forno pode trazer vantagens, também, 
para os concretos. Dentre estas vantagens, pode-se destacar maiores resistências 
finais e maior durabilidade, em função da aplicação a que se destina. Pode-se 
destacar: 
• Menor risco de fissuração (baixo calor de hidratação da Escória Granulada de 
Alto-Forno); 
• Melhor trabalhabilidade e plasticidade; 
• Maiores resistências finais: os concretos feitos com cimentos de Alto-Forno 
(CP III) tendem a apresentar valores finais de resistência mais elevados, se 
comparando com concretos produzidos com alguns tipos de cimentos; 
• Menores porosidade e permeabilidade: favorece a durabilidade; 
• Contribuição para prevenção de reações álcalis-agregado (ASTM C989 - 97); 
• Aumento da resistência à corrosão por cloretos e a sulfatos (NBR 5737). 
Financeiramente, o uso da escória de alto forno como uma mistura de concreto é 
geralmente menos caro do que misturas OPC padronizadas. O produto também é 
resistente ao ataque de sulfato e à reação álcali-sílica, que podem reduzir 
35 
 
significativamente a vida de uma estrutura de concreto. O betão pode também ser 
esteticamente mais agradável devido à aparência branca do produto curado, em 
comparação com a coloração opaca cinza fornecida por misturas regulares OPC. 
 A inclusão da escória ao betão pronto significa que o produto requer um 
período maior de cura - o período necessário para o concreto atingir o seu rating de 
força - do que os produtos OPC. Embora isso possa ser uma vantagem quando se 
considera a redução do risco de juntas frias sendo necessário, o fato pode se tornar 
desvantajoso quando a entrega do material de construção pronto segue uma agenda 
apertada. Juntas frias ocorrer quando as secções de uma parede de betão ou de 
estrutura semelhante são deixadas a curar completamente antes que uma secção 
de encosto possa ser vertida. Como um resultado disso, a nova secção não será 
capaz de ligar corretamente à secção já existente, devido ao acabamento liso. Para 
ultrapassar isto, é necessário quebrar a superfície existente a fim de ter de volta um 
acabamento rugoso. Isto permite que a nova secção de ligação com a secção 
anteriormente vertida. 
 
6. UTILIZAÇÃO DA CINZA VOLANTE NO CONCRETO 
 
Cinzas volantes são minerais produzidos a partir da queima de carvão 
mineral. A Usina Termelétrica de Candiota, RS produz aproximadamente 1.000.000 
toneladas/ano de cinzas, sendo que 80% volantes e 20% pesadas. O 
aproveitamento deste material em compostos cerâmicos é altamente recomendável 
pois, como resíduo sólido da queima do carvão, sua disposição no meio ambiente 
acarreta vários problemas ambientais sérios e custos volumosos. Mineralogicamente 
as cinzas volantes são constituídas por mulita, quartzo e hematita,e material amorfo 
determinado por difração de raios X; na caracterização química foram determinados 
os elementos maiores e como menores Mn, Zn, Cu, Pb, Hg, Cr, Cd e Ni. Para a 
caracterização física realizou-se ensaios de análise granulométrica, superfície 
específica, MEG, limites de Atterberg e índice de atividade pozolânica (cimento e 
cal). 
É mais fácil trabalhar e concluir obras com concreto com cinzas volantes, 
porque ele pode ser misturado em proporções que tornam o acabamento do 
concreto no verão mais fácil e não afetam o acabamento no inverno. O concreto 
misturado com cinzas volantes precisa de menos água. Isso significa que há menos 
36 
 
encolhimento e rachaduras. As cinzas volantes criam um concreto com uma 
resistência superior à compressão ao longo do tempo do que o concreto sem cinzas, 
no entanto, a diferença não é significativa. Como cinzas custam menos do que 
cimento, o uso de cinzas volantes na mistura reduz o custo do concreto. 
O concreto com cinzas volantes também poderia ser chamado de concreto 
verde. Usando um subproduto da queima de carvão, o concreto com cinzas volantes 
economiza energia e material virgem. As cinzas volantes não ocupam o valioso 
espaço de aterros e ajudam a reduzir a poluição. Substituindo o cimento Portland, as 
cinzas volantes reduzem as emissões de dióxido de carbono. Pois o concreto é mais 
durável, o que significa que haverá menos restos de concreto criados ao longo do 
tempo, o que causará economia de energia, espaço e materiais virgens de aterro. 
Uma tonelada de cinzas volantes, retirada do fluxo de resíduos vai economizar 
bastante espaço de aterro para 455 de resíduos sólidos produzidos por um cidadão 
comum americano e reduzir as emissões de dióxido de carbono iguais a dois meses 
das emissões de um carro. 
Existem alguns inconvenientes com o uso de cinzas volantes, embora eles 
agora sejam compensados pelos benefícios. Os ganhos de resistência à 
compressão do concreto com cinzas volantes acontecem lentamente durante um 
longo período de tempo, do que os de concreto sem cinzas. Alguns relatos disseram 
que ele é mais difícil de ser finalizado. Ele também adiciona mais um produto que 
precisa ser misturado em uma certa proporção aos outros ao fazer a dosagem do 
concreto. Alguns estados não permitem o concreto com cinzas volantes ou têm 
restrições sobre o tipo de concreto em que podem ser usadas. Para empresas que 
trabalham através das linhas do estado, isso pode forçar a necessidade de criar 
misturas diferentes para os estados que restrinjam a utilização de cinzas volantes. 
 
6.1. BENEFÍCIOS DO USO DA CINZA VOLANTE 
 
Melhora a trabalhabilidade e a coesão, diminuindo a exsudação e a 
segregação, facilitando a operação de transporte, lançamento e o acabamento, pois 
ocorre o retardamento do tempo de pega, baixo calor de hidratação; redução da 
permeabilidade e aumento da durabilidade. 
 
 
37 
 
6.2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CINZA VOLANTE 
 
O material que constitui as cinzas volantes solidifica em suspensão nos gases 
de escape dos queimadores, sendo coletado por precipitadores eletrostáticos ou 
removido por filtração mecânica. A solidificação em suspensão num fluxo gasoso faz 
com que as partículas sejam esféricas, em muitos casos ocas, com dimensões que 
variam dos 0,5 µm aos 100 µm. 
Dada a sua origem nas impurezas minerais contidas no carvão, as cinzas são 
constituídas por dióxido de silício (SiO2), óxido de alumínio (Al2O3) e óxido de ferro 
(Fe2O3), sendo por isso uma interessante fonte de alumínio e silício para 
geopolímeros. Exibem também atividade pozolânica, reagindo à temperatura normal 
e em presença de água com o hidróxido de cálcio e com álcalis para formar hidratos 
de silicato de cálcio, compostos com capacidade de presa, isto é que atuam como 
cimento em agregados. 
Em função da sua composição e da sua atividade pozolânica, as cinzas 
volantes são classificadas pela norma ASTM C618 em duas categorias:1 (1) Cinzas 
volantes da classe F; e (2) cinzas volantes da classe C. A principal diferença entre 
aquelas classes é o teor em cálcio, sílica, alumina e ferro existente na sua 
composição, o qual por sua vez determina as propriedades físicas e químicas do 
material e em consequência as suas propriedades como material para utilizações 
tecnológicas. A composição química das cinzas está essencialmente dependente 
das características dos carvões queimados e das impurezas que contenham. A 
tabela ao lado dá, para os carvões mais comuns utilizados na geração de energia 
elétrica, a composição média das cinzas. 
 
7. PRINCIPAIS PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO E 
NO ESTADO ENDURECIDO 
 
• Estado fresco: 
 
São mais coesos e viscosos, com massa específica real superior a dos 
concretos convencionais, da ordem de 2,5 Kg/dm³. 
Devido a relação A/C ser baixa, geralmente não apresenta exsudação ou esta 
é quase nula, o que pode provocar o surgimento de fissuras devido a retração 
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plástica em ambientes de altas temperaturas, pouca umidade ou muita aeração, 
necessitando de uma atenção mais rigorosa em relação à cura. 
 
• Estado endurecido: 
 
Embora possa atingir resistência à compressão característica de 120 MPa, 
em utilizações praticas só atingiu em média 80 MPa, e sua resistência à tração não 
ocorre de forma proporcional à resistência á compressão, podendo atingir 10 MPa.O 
mesmo ocorre com o módulo de elasticidade,necessitando algumas reformulações 
de cálculo, e pode chegar a 50 GPa. 
A aderência é favorecida pelo fortalecimento e redução de uma região entre a 
armadura e a pasta de cimento. 
A fluência específica é reduzida chegando a 1/5 das mediadas nos concretos 
convencionais. 
O CAD possui uma resistência ao desgaste até dez vezes superior à dos 
concretos normais, favorecendo sua aplicação em pisos, pavimentos e estruturas 
hidráulicas sujeitas à abrasão. 
 
8. CONCLUSÃO 
 
A construção civil com crescimento acelerado e o concreto como material de 
construção mais utilizado nas obras fazem se tornar viável a utilização do 
concreto de alto desempenho devido às propriedades que a evolução tecnológica 
oferece como redução das estruturas metálicas, durabilidade e baixo custo de 
manutenção, trazendo assim uma performance inigualável comparado ao 
concreto comum. 
Outro fator que faz com que o uso do concreto de alto de desempenho tenha 
aumento em sua utilização é o fato de também ser condizente com as necessidades 
que o desenvolvimento sustentável atual cobra para que as obras sejam menos 
impactantes no meio ambiente. 
 
 
 
 
 
39 
 
9. Bibliografia: 
 
• Aitcin, Pierre-Claude, 1938-.Concreto de Alto Desempenho/ Pierre-Claude 
Aitcin;tradução de Geraldo G.Serra, -São Paulo: Pini, 2000 
• WOLF, J. Estudo sobre a durabilidade de concretos de alta resistência com 
adições de sílica ativa. Porto Alegre, 1991. 145p. Dissertação (Mestrado) - Escola de 
Engenharia,Curso de Pós-graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal 
do Rio Grande do Sul. 
• REVISTA SOLUÇÕES TECNOSIL – ago/set 2012 - A sílica ativa batendo 
bolão nas obras da Copa! 
• Anais do 51° Congresso Brasileiro do Concreto – 2008 - IBRACON 
• FORNASIER, R.S. Porosidade e permeabilidade do concreto de alto 
desempenho com sílica ativa. Porto Alegre, 1995. Dissertação (Mestrado). Escola de 
Engenharia, Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil Universidade Federal do 
Rio Grande do Sul 
• COMPARATIVO ENTRE CONCRETOS PRODUZIDOS COM SÍLICA ATIVA 
EM PÓ E SÍLICA ATIVA EM FORMA DE LAMA - Prof. MSc. Sandro Eduardo da 
Silveira Mendes - UTFPR - Curitiba 2007 
• Manual do Concreto – Concreto Cortesia 
• NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto 2ª Ed., São Paulo, PINI,1997. 
• http://www.ppgcc.ufpr.br/dissertacoes/d0010.pdf 
• http://prezi.com/ - Arquivo da Universidade do Vale do Itajaí 
• http://www.concrebras.com.br/index.php 
• http://www.concrecity.empresascity.com.br/ 
• http://www.cortesiaconcreto.com.br/index.html• http://www.tecnosilbr.com.br/produtos/ 
• http://engenharia.anhembi.br/tcc-08/civil-13.pdf 
• http://www.cst.com.br/produtos/co_produtos/catalogo_produtos/escoria_forno/
index.asp