TCCII-N1(2020-1)-CRT1868-Leandro Modesto(Felipe Loch)

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI - UAM 
 
LEANDRO LUIZ JESUÍNO MODESTO 
LUCAS GOULART MORENO 
RENAN ANTUNES MOLINA 
TAMISE DE OLIVEIRA PRADO 
THIERRY DE ALMEIDA VOLPI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA 
Influência de altas temperaturas nas propriedades mecânicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2020 
 
 
LEANDRO LUIZ JESUÍNO MODESTO 
LUCAS GOULART MORENO 
RENAN ANTUNES MOLINA 
TAMISE DE OLIVEIRA PRADO 
THIERRY DE ALMEIDA VOLPI 
 
 
 
 
 
 
 
CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA 
Influência de altas temperaturas nas propriedades mecânicas 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado como exigência parcial 
para a obtenção do título de Graduação 
do Curso de Engenharia Civil da 
Universidade Anhembi Morumbi 
 
Orientador: Prof° Dr. Felipe de Campos 
Loch 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
 
 
2020 
LEANDRO LUIZ JESUÍNO MODESTO 
LUCAS GOULART MORENO 
RENAN ANTUNES MOLINA 
TAMISE DE OLIVEIRA PRADO 
THIERRY DE ALMEIDA VOLPI 
 
 
 
 
CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA 
Influência de altas temperaturas nas propriedades mecânicas 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado como exigência parcial 
para a obtenção do título de Graduação 
do Curso de Engenharia Civil da 
Universidade Anhembi Morumbi. 
 
SÃO PAULO, 11 DE JUNHO DE 2020 
 
 
 
__________________________________________________________________
____ 
Professor Orientador: Prof° Dr. Felipe de Campos Loch 
 
__________________________________________________________________
____ 
Professora Disciplina: Prof° Adalberto José Monteiro Junior 
 
 
 
Comentários:_______________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
____________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicamos esse trabalho aos pais 
queridos que com todo o carinho e 
 
 
dedicação, auxiliaram para que essa 
jornada tornasse possível. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Aos pais, pelo apoio, carinho e auxílio ao longo da nossa jornada acadêmica, 
por estarem presentes em todos momentos e nos incentivarem a nos tornarmos 
profissionais íntegros e éticos. 
 Ao nosso professor orientador, Dr. Felipe Campos Loch, por aceitar ser 
nosso orientador e embarcar nessa jornada de descoberta e experimentos. Pelas 
referências, dicas, orientação, humor e companheirismo no momento tão difícil, 
contribuindo para nosso desempenho acadêmico e profissional. 
As empresas Mineração Jundú pelo fornecimento das amostras das duas 
areias do nosso traço e a BASF pela amostra do superplastificante utilizado na 
mistura do concreto. 
A todos os membros do laboratório de materiais, pela colaboração, suporte 
e dicas que foram ofertadas ao longo do nosso trabalho, e em especial, ao 
funcionário Miguel que tanto nos auxiliou. 
A Universidade Anhembi Morumbi por nos conceder a autorização da 
pesquisa e espaço para desenvolvermos nossas atividades. 
A todos os professores do Curso de Engenharia Civil, que nos cobriram com 
seus conhecimentos até esse momento de nossa jornada. 
A todos os amigos e principalmente ao nosso grupo que se uniram para 
realizar esse trabalho da melhor forma possível e contribuíram para comunidade da 
construção civil, juntamente com nossas(o) companheiras(o) por nos ajudar nessa 
fase decisiva do nosso curso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Só no dicionário, o sucesso vem antes 
do trabalho” 
(Albert Einstein) 
 
 
 
RESUMO 
 
Os concretos de alta resistência vêm sendo cada vez mais utilizados em edifícios 
altos e esbeltos. O material exibe uma permeabilidade baixa, o que é muito 
importante para garantir boas condições de durabilidade. No entanto, em situações 
de incêndio, isso se torna prejudicial para a estrutura, resultando em uma rápida 
deterioração do material e ocorrência do efeito “spalling”. Diante deste cenário, é 
importante estudar métodos para minimizar os efeitos deletérios devido à exposição 
do concreto em altas temperaturas. O presente trabalho tem como objetivo estudar 
as propriedades de concretos de alta resistência sob o efeito de elevadas 
temperaturas, visando analisar o comportamento estrutural, por intermédio de 
ensaios mecânicos (resistência à compressão e resistência à tração por 
compressão diametral). Foi realizada a técnica de planejamento fatorial 32, sendo 
consideradas duas variáveis independentes: temperatura máxima que a estrutura 
foi exposta e tempo de exposição, variando em três níveis cada. Os estudos das 
propriedades mecânicas foram feitos em temperaturas normais e em altas 
temperaturas para realizarmos os comparativos e seus efeitos nas construções, 
trazendo um benefício para sociedade e principalmente para o âmbito da construção 
civil. Todos os ensaios mecânicos foram realizados em corpos de prova de 5 cm x 
10 cm. A absorção de água e a porosidade foram medidas nos concretos fabricados. 
Nesse estudo, verificamos através de autores analisados, a viabilidade desse 
material, levando em consideração sua eficiência na recuperação de patologias nas 
estruturas, desempenho e economia, sendo possível nossa análise para avaliarmos 
os efeitos dos fatores nas diferentes misturas. 
 
Palavras-chave: concreto alta resistência, altas temperaturas e propriedades 
mecânicas. 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
High-strength concrete is increasingly being used in tall, slim buildings. The material 
exhibits low permeability, which is very important to ensure good durability 
conditions. However, in fire situations, this becomes detrimental to the structure, 
resulting in rapid deterioration of the material and the spalling effect. Faced with this 
scenario, it is important to study methods to minimize the deleterious effects due to 
concrete exposure at high temperatures. The present work aims to study the 
properties of high-strength concrete under the effect of high temperatures, aiming to 
analyze the structural behavior, by means of mechanical tests (compressive strength 
and diametrical compressive strength). The factor planning technique 32 was 
performed, considering two independent variables: maximum temperature that the 
structure was exposed and exposure time, varying in three levels each. The 
mechanical properties were studied at normal temperatures and at high 
temperatures in order to make the comparisons and their effects on the 
constructions, bringing a benefit to society and especially to the civil construction 
field. All mechanical tests were performed on 5 cm x 10 cm specimens. The water 
absorption and porosity were measured in the manufactured concrete. In this study, 
we verified through analyzed authors, the viability of this material, taking into 
consideration its efficiency in the recovery of pathologies in the structures, 
performance and economy, being possible our analysis to evaluate the effects of 
factors in the different mixtures. 
 
Keywords: high strength concrete, high temperatures and mechanical properties. 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 2. 1: Materiais Selecionados pelo sistema (S.D.A.) 24 
Figura 2. 2: Amostras levada à estufa 25 
Figura 2. 3: Minicone utilizado para ensaio de miniabatimento 26 
Figura 2. 4: Molde tronco cônico com polímero ABS 26 
Figura 2. 5: Demonstração do ensaio de miniabatimento em andamento 27 
Figura 2. 6: (a) Cura inicial ao ar e (b) Cura final úmida 30 
Figura 2. 7: Forno Mufla Microprocessado - Q318M 34 
 
Figura 3. 1: Materiais para desenvolvimento do concreto 35 
Figura 3. 2: Argamassadeira 38 
 
Figura 4. 1: Micrografia do concreto, interface pasta e agregado – Zona de Transição; ampliação de 
110x em MEV. 44 
Figura 4. 2: Micrografia de varredura, de cristais de hidróxido de cálcio nazona de transição 45 
Figura 4. 3: Representação diagramática da zona de transição e da matriz de pastas de cimento no 
concreto 46 
Figura 4. 4: Efeito da idade na resistência de aderência (zona de transição) e na resistência da 
matriz de pasta de cimento 46 
Figura 4. 5: Mapas da fissuração em concreto comum (resistência média). (a) após retração por 
secagem; (b) após carregamento de curto prazo; (c) carregamento mantido por 60 dias a 65% 
da resistência a compressão aos 28 dias. 47 
Figura 4. 6: Efeito spalling no concreto 58 
Figura 4. 7: Tipos de água presentes na pasta do cimento hidratada 60 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 2. 1: Dosagem preliminar para volume (L) de um CP 23 
Tabela 2. 2: Dosagem preliminar CP V-ARI 24 
Tabela 2. 2: Variáveis Independentes 28 
Tabela 2. 3: Relação entre as misturas 28 
 
Tabela 3. 1: Resistência à compressão do concreto em função da relação água/cimento 37 
 
Tabela 4. 1: Compostos químicos formado no processo da queima do clínquer e sua importância 41 
Tabela 4. 2: Características e uso dos cimentos Portland 42 
Tabela 4. 3: Características do Concreto 49 
Tabela 4. 4: Parâmetros do concreto 49 
 
Tabela 5. 1: Resultados amostras levadas na estufa 64 
Tabela 5. 2: Dosagem CP V-ARI para CP 5 x 10 cm 65 
 
 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
 
Gráfico 5 1: Caracterização da distribuição dos componentes do concreto 63 
Gráfico 5 2:Relatório de ensaio de compressão 66 
Gráfico 5 3:Relatório de ensaio de compressão 66 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
A/C Relação agregado / cimento 
ABS Acrilonitrila, Butadieno e Estireno 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ACI Instituto Americano de Concreto 
ACI 363 Propriedades mecânicas de Concreto de Alta Resistência 
ASTM Sociedade Americana de Ensaios e Materiais 
C 150 Especificação padrão para cimentos Portland 
CAR Concreto de Alta Resistência 
CAD Concreto de Alto Desempenho 
CEB Comitê de Concreto Euro-Internacional 
CP V-ARI Cimento Portland V–Alta Resistência Inicial 
FIP Federação Internacional de Protensão ou Concreto Estrutural 
MPa Megapascal 
NBR Norma Brasileira 
W/C Relação água / cimento 
W/CM Relação água / materiais cimentantes 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 
No final dos anos 1970, o concreto de alta resistência era aquele que 
apresentava resistência à compressão (fck) superior a 40 Mpa, enquanto o concreto 
comum tinha resistência à compressão em torno de 20 a 25 Mpa. Nos últimos anos, 
contudo, a resistência média de ambos os produtos aumentou bastante, juntamente 
com esse, o aumento das inovações tecnológicas. 
Com o avanço tecnológico, nasceu também a necessidade do 
desenvolvimento de novas tecnologias ao estudo do concreto para obtenção de 
resultados capazes de suprir necessidades reais. Uma das situações responsáveis 
pelo comprometimento de uma estrutura é a exposição à elevadas temperaturas. A 
variação térmica é responsável por alterar as propriedades de resistência e 
deformação dos elementos estruturais de concreto. 
Sabe-se que a composição do concreto é um dos fatores que deve ser levado 
em consideração, uma vez que tanto a pasta de cimento quanto o agregado são 
constituídos de componentes que se alteram e se decompõem, com a exposição ao 
calor. A umidade inicial, o tamanho da partícula e a taxa de crescimento da 
temperatura também são fatores influentes, uma vez que governam o 
desenvolvimento das pressões internas dos produtos gasosos de decomposição 
(MEHTA & MONTEIRO, 1994). 
O concreto possui características mecânicas muito específicas que 
viabilizam sua utilização e fazem com que seja o principal material de construção 
utilizado no Brasil. Um dos fatores que justificam essa ampla utilização é a sua 
durabilidade quando submetido a variadas condições incluindo-se nesta categoria 
as situações de incêndio (METHA e MONTEIRO, 2008). Desta forma, a sanidade 
das edificações em concreto de alta resistência durante altas temperaturas, passa 
a constituir um problema potencial que necessita ser solucionado, dado o risco de 
rompimento repentino que estes materiais estão sujeitos. 
O presente trabalho apresenta os resultados do concreto estrutural de alta 
resistência submetido à ação das temperaturas de 200°, 400° e 600°C e análise 
dessas temperaturas em suas propriedades mecânicas. 
 
 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
1.1.1 Objetivos gerais 
 
O objetivo geral deste trabalho é avaliar o comportamento do concreto quando 
submetidos a diferentes temperaturas e a influência nas suas propriedades 
mecânicas (resistência à compressão e resistência à tração na flexão), a fim de 
auxiliar novas pesquisas no tocante a esse tema. O estudo utiliza um planejamento 
fatorial 32 e análise das propriedades mecânicas das misturas. 
 
1.1.2 Objetivos específicos 
 
Os objetivos específicos deste trabalho são: 
● Avaliar o efeito do CP V-ARI em temperaturas elevadas; 
● Investigar o efeito do CP V-ARI, avaliando as propriedades mecânicas por 
meio dos ensaios de: resistência à compressão simples, resistência à tração 
por compressão diametral e absorção da água; 
● Estudar o melhor traço para a utilização do CP V-ARI com altas 
temperaturas; 
● Verificar a influência do tempo e da temperatura em cada cura; 
● Obter as propriedades de concretos no estado fresco e endurecido após 07, 
14 e 28 dias de cura; 
● Aplicar a técnica de projeto fatorial 32 para o planejamento das misturas de 
concreto; 
● Viabilizar o desenvolvimento da tecnologia do concreto de alto desempenho 
para expandir o assunto no meio acadêmico e setorial através da inovação 
das pesquisas para melhoria em estruturas. 
 
1.2 JUSTIFICATIVA DA PESQUISA 
 
O concreto possui características mecânicas muito específicas que 
viabilizam sua utilização e fazem com que seja o principal material de construção 
utilizado no Brasil. 
 
 
Seja por causa acidental ou condições normais de trabalho o concreto pode 
ser submetido a temperaturas mais altas, para isso é necessário o conhecimento e 
estudo adequado para que se apresente com uma boa resistência. 
A boa resistência do concreto, quando submetido a temperaturas mais altas, 
é devida às características térmicas dos materiais que o compõe, como 
incombustibilidade, baixo coeficiente de dilatação e condutividade térmica. Porém, 
o aumento da temperatura nos elementos de concreto provoca redução no módulo 
de elasticidade e na resistência características de seus materiais constituintes, 
havendo prejuízos na rigidez do elemento. As características da pasta de concreto, 
como teor de umidade e as condições para melhorar a resistência, podem acelerar 
a desagregação do concreto submetido a elevadas temperaturas (COSTA, 2011). 
Se a pesquisa conseguir superar esses obstáculos, chegando a um traço 
mais eficiente, podemos contribuir com o concreto do futuro corroborando para as 
estruturas ao longo de uma vida útil. 
Ao tratarmos desse assunto, estamos abordando um tema que tem 
responsabilidade social e que favorece e melhora a durabilidade da estrutura 
reduzindo seu custo de manutenção e necessidade de reformas ou até mesmo 
garantindo mais segurança em casos acidentais. 
 
1.3 ABRANGÊNCIA 
 
Esse trabalho visa avaliar o efeito do CP V-ARI em altas temperaturas 
verificando a influência dela nas propriedades mecânicas do concreto, através dos 
ensaios de resistência à compressão simples, à tração por compressão diametral e 
absorção de água. Tendo como objetivo a validação de um traço que melhor se 
adapte em altas temperaturas. 
Serão produzidos corpos de prova para análise com misturas de concreto CP 
V-ARI em sua formulação original e realizados os testes mecânicos para obtenção 
dos resultados que servirão de comparativos para os corpos de prova que serão 
expostos a altas temperaturas. No estudo de caso foram avaliados somente a 
exposição e a cura, não foram feitas adições de outrosmateriais na incorporação 
do concreto nem o desenvolvimento de análises de penetração de água sob 
pressão ou absorção de água por capilaridade. 
 
 
Devido a inviabilidade da bactéria para a realização do tema inicial proposto, 
tivemos que alterar nosso tema e devido ao tempo disponível para a pesquisa, 
foram estabelecidos alguns limites na abrangência da pesquisa: somente foram 
avaliadas as propriedades mecânicas mais relevantes. 
 
1.4 IMPORTÂNCIA DO TEMA 
 
Estarmos preparados para evitar possíveis acidentes que possam vir a 
acontecer em uma estrutura, faz parte do planejamento. Algumas atividades podem 
ter como risco o incêndio e a proteção, seja ela por vedação ou formulação de um 
traço, pode trazer mais segurança e garantia de melhor desempenho. 
Quando estudamos a influência de altas temperaturas no CAR – Concreto de 
Alta Resistência, queremos descobrir como seriam as suas reações e o que 
podemos fazer para evitar, talvez alterando somente o aditivo, a relação 
água/cimento ou somente será possível se estivermos com aditivos de fibras ou 
qualquer outro. Queremos somente estar preparados e criar uma linha de estudo 
que possamos mostrar as reações, efeitos e resultados.
 
2. MÉTODO DE TRABALHO 
 
No presente capítulo será apresentado o método usado para a dosagem, 
produção, cura e caracterização dos concretos de alta resistência. Os métodos de 
trabalhos foram executados nas seguintes etapas: 
1) Caracterização dos materiais; 
2) Dosagem do concreto; 
3) Planejamento experimental; 
4) Produção das misturas de concreto; 
5) Ensaios do concreto no estado fresco; 
6) Ensaios do concreto no estado endurecido; 
 
2.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS 
 
2.1.1 Análise Granulométrica 
 
O ensaio de granulometria é utilizado para determinar a distribuição 
granulométrica do solo, ou em outras palavras, a percentagem em peso que cada 
faixa especificada de tamanho de grãos representa na massa seca total utilizada 
para o ensaio. 
Em solos possuindo quantidades de finos significativos, deve-se proceder ao 
ensaio de granulometria conjunta, que engloba as fases de peneiramento e 
sedimentação. A granulometria da areia é realizada colocando nove peneiras 
empilhadas da menor para a maior, colocando o material e levando até o vibratório 
para peneirar a areia. Com os pesos retidos em cada peneira acha-se a amostra 
retida. 
Através dos resultados obtidos deste ensaio, é possível a construção da 
curva de distribuição granulométrica, que possui fundamental importância na 
caracterização geotécnica do solo. O ensaio de análise granulométrica do solo está 
normalizado pela ABNT/NBR 7181/82. 
Uma das formas de se determinar o melhor empacotamento de partículas é 
o estabelecimento de curvas granulométricas ideais por meio dos modelos de 
empacotamento. Tendo-se uma curva ideal (teórica), busca-se uma combinação 
 
 
entre as partículas dos materiais disponíveis de forma a se aproximar o máximo 
possível desta curva ideal. Isso pode ser feito por meio da otimização computacional 
do sistema granular constituinte da mistura, com o auxílio de planilhas eletrônicas. 
O resultado de uma análise granulométrica pode ser interpretado muito mais 
facilmente quando representado graficamente. Com a curva granulométrica é 
possível ver, num simples relance, se a granulometria da amostra se enquadra em 
uma especificação, ou se é muito grossa ou muito fina, ou deficiente em um 
determinado tamanho. (NEVILLE, 1997). 
 
2.2 DOSAGEM DO CONCRETO 
 
Para desenvolver a dosagem do CP utilizamos os seguintes materiais: 
microsílica, pó de quartzo, areia e cimento, dos quais foram obtidos nas regiões do 
estado de São Paulo. Na dosagem de concreto iremos tratar sobre dois traços 
experimentais que serão avaliados e terão as suas resistências comparadas, para 
assim chegarmos ao traço definitivo que obteve o melhor desempenho mecânico. 
 
2.2.1 Traço Experimental 
 
Para a composição dos materiais no traço experimental foi utilizado o modelo 
de empacotamento de “Andreassen Modificado”. 
Os modelos de empacotamento de partículas se apresentam através de 
equações matemáticas que prescrevem como partículas de diferentes tamanhos 
irão interagir geometricamente. Tais modelos calculam a densidade de 
empacotamento teórica de uma mistura baseado na distribuição granulométrica e 
na densidade de empacotamento de um determinado grupo de partículas. 
A dosagem teórica efetuada pelo no Excel com intuito de alcançar o menor 
desvio padrão entre a porcentagem da mistura calculada com a do método adotado 
(Gráficos 2.1), o qual adotou-se o coeficiente “q” de 0,25. Apresentando a curva 
granulométrica ideal ao grupo de materiais selecionadas a dosagem (Gráfico 2.1). 
Com base na dosagem preliminar conseguimos ter uma base para obtermos 
assim nossa dosagem definitiva, para o traço foi considerado uma relação a/c de 
0,30 e 1,8% de aditivo (Tabela 2.1). 
 
 
 
 
Gráfico 2. 1: Dosagem (%) através do método de Andreassen Modificado 
 
Fonte: dos autores. 
 
Tabela 2. 1: Dosagem preliminar para volume (L) de um CP 
Componente γ(g/cm³) Volume seco (l) Massa (g) Traço em massa 
Areia 80/100 2,65 0,061 161,20 0,27 
Areia 40/500 2,65 0,044 117,14 0,19 
Cimento 3,10 0,055 171,63 0,28 
Microsílica 2,20 0,016 34,33 0,06 
Pó de quartzo 2,65 0,024 63,60 0,11 
Água 1,00 - 51,49 0,09 
Superplastificante 1,10 - 3,09 0,01 
Fonte: dos autores 
 
Também realizamos outro traço para verificar a maior resistência entre 
ambos. Nessa nova mistura foi utilizado o Sistema Dinâmico Adaptativo (S.D.A) 
onde a dosagem teórica foi efetuada pelo sistema que apresenta uma curva 
granulométrica ideal para o grupo de materiais selecionados, assim com o módulo 
de distribuição adequado, representado na Figura 2.1 e o traço, representado na 
Tabela 2.2. 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400
C
P
 V
-A
R
I 
(%
)
Diâmetro (μm)
Método de Andreassen Modificado
Andreassen
Modificado
(%)
Mistura (%)
 
 
Figura 2. 1: Materiais Selecionados pelo sistema (S.D.A.) 
 
Fonte: dos autores 
 
Tabela 2. 2: Dosagem preliminar CP V-ARI 
Componente 
Massa 
(Kg) 
Massa Específica 
(Kg/m³) 
Proporção 
Areia 80/100 672 2650 1,01 
Areia 40/500 490 2650 0,74 
Cimento 665 3100 1,00 
Microsílica 108 2200 0,16 
Pó de quartzo 180 2650 0,27 
Água 230 1000 0,35 
Superplastificante 11,97 1080 0,018 
Fonte: Pauliqueves (2008) 
 
2.2.1.1 Teste de umidade 
Realizamos o teste de umidade para que tenhamos um traço definitivo. De 
acordo com a norma NBR 6467 (2006) as amostras (Figura 2.1) foram levadas à 
estufa para secagem e coleta dos resultados, conforme prescreve a supracitada 
norma. Cada amostra continha um pouco areia, que foi levada à estufa e retirada 
após 24hs. Foram ao todo 6 amostras, sendo 3 delas da areia 40/50 e 3 amostras 
da 80/100. 
 
 
 
Figura 2. 2: Amostras levada à estufa 
 
Fontes: dos autores. 
 
Para o cálculo do teor de umidade com material contido em cada uma das 
cápsulas, foi utilizado a seguinte equação (Eq. 01). 
 
ℎ = 
𝑚𝑖 − 𝑚𝑓
𝑚𝑓 − 𝑚𝑐
𝑥100 (Eq.01) 
 
Onde: 
h = teor de umidade do agregado em porcentagem; 
mi = massa inicial da cápsula com areia úmida (g); 
mf = massa da cápsula com a areia após a secagem (g); e 
mc = massa da cápsula vazia (g). 
 
As propriedades do concreto podem ser comprometidas quando o concreto 
é submetido de alguma forma a elevadas temperaturas. Embora este material 
apresente uma boa resistência ao fogo, suas propriedades podem ser alteradas 
dependendo de alguns fatores, tais como: temperatura máxima a que a estrutura foi 
exposta, tempo de exposição, velocidade de resfriamento e etc. 
 
2.2.1.2 Mini Slump 
 
MONTE (2003, p. 24) explica que o método de mini-abatimento foi 
desenvolvido por KANTRO (1980) e adotado em algumas pesquisas nacionais e 
internacionais para a determinação daconsistência de pastas de cimento com 
aditivos superplastificantes. 
 
 
Esse método é composto por um molde tronco-cônico em acrílico e uma 
placa de vidro. No caso no nosso trabalho foi utilizado o molde com polímero ABS 
(resina termoplástica derivada do petróleo. Formado por três 
monômeros: Acrilonitrila, Butadieno e o Estireno, moldado pela impressora 3D da 
Universidade Anhembi Morumbi. 
 
Figura 2. 3: Minicone utilizado para ensaio de miniabatimento 
 
Fonte: Monte (2003) 
 
Figura 2. 4: Molde tronco-cônico com polímero ABS 
 
Fonte: dos autores 
 
Sob a placa de vidro, é posicionada uma folha de papel milimetrado, utilizada 
para medir dois diâmetros ortogonais da pasta após a remoção do molde, conforme 
mostra a figura 2.5 abaixo. 
Calcula-se a média dos dois diâmetros medidos, e após obtêm-se a área de 
espalhamento da pasta (MONTE, 2003, p. 23-95). 
A perda de abatimento já foi motivo de estudo de vários pesquisadores, que 
indicaram que os fatores que afetam o abatimento com o passar do tempo são 
(HARTMANN, 2002, p. 33): 
 
 
● Teor e tipo de aditivo utilizado; 
● Instante em que o produto foi adicionado à mistura; 
● Abatimento inicial da mistura; 
● Procedimento de mistura; 
● Temperatura do ambiente e do concreto. 
 
Figura 2. 5: Demonstração do ensaio de miniabatimento em andamento 
 
Fonte: Monte (2003) 
 
A perda de abatimento já foi motivo de estudo de vários pesquisadores, que 
indicaram que os fatores que afetam o abatimento com o passar do tempo são 
(HARTMANN, 2002, p. 33): 
● Teor e tipo de aditivo utilizado; 
● Instante em que o produto foi adicionado à mistura; 
● Abatimento inicial da mistura; 
● Procedimento de mistura; 
● Temperatura do ambiente e do concreto. 
Segundo NEVILLE (1997, p. 267), a eficiência dos superplastificantes para 
impedir a re-aglomeração das partículas de cimento persiste apenas quando houver 
moléculas de superplastificantes disponíveis para envolver as superfícies expostas 
das partículas de cimento. Como parte das moléculas de superplastificante ficam 
aprisionadas pelos produtos de hidratação do cimento, a disponibilidade de 
superplastificante e a trabalhabilidade da mistura também diminui rapidamente. 
 
2.3 DETERMINAÇÃO DE MISTURAS - PLANEJAMENTO FATORIAL 3² 
 
 
 
Neste trabalho para as misturas e seguindo o projeto Fatorial 3², iremos 
considerar as duas variáveis independentes: temperatura máxima que a estrutura 
foi exposta e tempo de exposição. 
 
Tabela 2. 2: Variáveis Independentes 
Variáveis Independentes 
Variação 01 Temperatura máxima (ºC) 
k 200 400 600 
Variação 02 Tempo de exposição (horas) 
k 1h00 1h30 3h00 
Fonte: dos autores 
 
Para estabelecer a relação entre as misturas e sua composição definitiva, 
considerando a dosagem preliminar e as variáveis independentes para montagem 
dos CP´s e para as 9 misturas, conforme Tabela 2.3. 
 
Tabela 2. 3: Relação entre as misturas 
Misturas 
n° de CP Composição 
Compressão Axial T (ºC) E (horas) 
1 3 200 1h00 
2 3 200 1h00 
3 3 200 1h00 
4 3 400 1h30 
5 3 400 1h30 
6 3 400 1h30 
7 3 600 3h00 
8 3 600 3h00 
9 3 600 3h00 
Padrão 3 - - 
Fonte: dos autores 
 
2.4 PRODUÇÃO DAS MISTURAS DE CONCRETO 
 
As misturas foram realizadas primeiro somente com o CP V-ARI e depois 
realizado a alteração do traço e a exposição a altas temperaturas. 
 
2.4.1 Mistura dos materiais 
 
 
 
 O procedimento de produção dos corpos-de-prova cilíndrico seguiu a norma 
NBR NM 67 (1998). Os materiais foram misturados em uma argamassadeira comum 
com capacidade para 5 litros, no Laboratório de Materiais de Construção – Unidade 
7 – Universidade Anhembi Morumbi, Vila Olímpia. 
A adição dos materiais na argamassadeira obedeceu a seguinte ordem: 
1) Introdução de todos os materiais secos; 
2) Acionamento do argamassadeira 
3) Adição de 70% da água do traço; 
4) Adição do superplastificante; 
5) Adição do restante da água do traço. 
Após introduzirmos os materiais secos na argamassadeira, realizamos a mistura 
por minutos, seguidos por mais 3 minutos após com os 70% de água do traço. Após 
os 6 minutos passados foi adicionado à mistura o superplastificante e deixado por 
mais 6 minutos. Por último, adicionamos o restante da água e deixamos misturar 
por mais 6 minutos. O ideal para o concreto de alta resistência é que todo esse 
processo seja feito em velocidade lenta, cerca de 100 rpm, mas as argamassadeiras 
tem o mínimo de 140 rpm, sendo essa velocidade utilizado por todo processo. 
A argamassadeira não precisou ser untada, já os corpos de prova tiveram a 
necessidade para que não houvessem fissuras ao desmoldar. 
 
2.4.2 Moldagem dos corpos de prova (CPs) 
 
 A moldagem dos corpos de prova seguiu as normas da NBR 5738 (2003). 
Foram utilizados moldes metálicos cilíndricos com dimensões de 5 cm x 10 cm, 
adensadas manualmente. Inicialmente foram 6 corpos de prova respectivos a cada 
traço para determinação de sua resistência e depois mais 6 corpos de prova. 
 
2.4.3 Cura do concreto 
 
Seguindo a NBR 7215 (1996), fizemos a cura inicial ao ar, onde logo após a 
moldagem, os corpos-de-prova, ainda nos moldes, foram colocados em repouso, 
onde permaneceram durante 24h com a face superior protegida por uma placa de 
vidro plano. 
 
 
Terminado o período inicial de cura, os corpos-de-prova foram retirados das 
formas, identificados e imersos no tanque de água (não corrente) onde 
permaneceram até o momento do ensaio. Desde o momento do desmolde até o 
instante do ensaio de compressão, os corpos-de-prova foram protegidos de maneira 
que toda a superfície permaneceu úmida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. 6: (a) Cura inicial ao ar e (b) Cura final úmida 
 
(a) 
 
 
 
 
 (b) 
Fonte: dos autores 
 
2.5 ENSAIO DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO 
 
As propriedades do concreto no estado fresco são determinadas pela 
porosidade, massa específica, composição granulométrica, forma e textura 
superficial do agregado. Já as propriedades do estado endurecido são influenciadas 
pela composição mineralógica e pela porosidade do agregado (METHA; 
MONTEIRO, 2014). 
Observa-se que, para ambos os ensaios de caracterização em estado fresco, 
foram utilizadas como referência do procedimento experimental adotado, normas 
técnicas de argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos. Isso 
foi feito, pois o CP produzido se assemelha a uma argamassa em termos de 
composição, já que não apresenta o agregado graúdo. Desse modo, as dimensões 
dos equipamentos comumente utilizados em ensaios de argamassas são 
compatíveis com o uso para a caracterização dos CPs. 
 
2.5.1 Índice de consistência 
 
 A consistência foi determinada para cada ensaio e medida imediatamente 
após a finalização de operação de mistura. As misturas foram adicionadas em um 
minicone de KANTRO (2003) de polímero ABS com 6 cm de altura, base inferior de 
4 cm de diâmetro e base superior de 2 cm de diâmetro (Figura 2.2). Aplicou-se cinco 
golpes com bastão de vidro para melhorar o adensamento da pasta, evitando assim 
a formação de bolhas no interior. Feito isto, o excesso da parte superior foi retirado. 
Em seguida, o cone foi levantado rapidamente e o espalhamento medido. 
 
 
 
2.6 ENSAIO DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO 
 
2.6.1 Resistência à compressão 
 
A propriedade mais relevante do concreto no estado endurecido é a 
resistência à compressão, que é medida através de um esforço solicitante por uma 
prensa hidráulica (ROHDEN, 2011). 
Até a idade de ensaio, os corpos de prova e testemunhos foram mantidos em 
processo de cura úmida nas condições preconizadas. O ensaio de determinação da 
resistência à compressão foi realizado de acordo com a norma NBR 5739 (2007) - 
Concreto – Ensaio de Compressão de Corpos-de-prova Cilíndricos com o auxílio 
de uma prensa hidráulica, marcaEMIC, modelo PC 200 C, com capacidade nominal 
de 200.000 kgf, no laboratório de Materiais de Construção Civil, do departamento 
de Engenharia Civil da UAM – Vila Olímpia. 
Antes de iniciar o ensaio, as faces dos pratos e do corpo de prova foram 
limpas e secas antes destes serem colocados em posição de ensaio. O corpo de 
prova foi cuidadosamente centralizado no prato inferior, com o auxílio dos círculos 
concêntricos de referência, observando-se o sentido de moldagem. Antes de cada 
rompimento, cada corpo-de-prova passou pelo procedimento de retificação. 
 
2.6.2 Resistência à tração por compressão diametral 
 
 A aparelhagem com a qual se realiza o ensaio deve ser a mesma definida 
para a execução dos ensaios de resistência à compressão de argamassa e 
concreto, conforme NBR 7222 - Concreto e argamassa — Determinação da 
resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos. 
 O método compreende na determinação da resistência à compressão de 
corpos-de-prova cilíndricos. O ensaio de compressão diametral, ou o “Ensaio 
Brasileiro” como também é conhecido, é um método para a determinação da 
resistência mecânica aos esforços de tração de grande popularidade na área de 
caracterização de materiais, sendo aplicado ao concreto. 
O local de origem da fissura não coincide com o centro do cilindro em 
diversos ensaios, o que indica que a ruptura não ocorreu conforme prevê a teoria 
que dá embasamento ao método. Dessa maneira, é evidenciado que a formulação 
 
 
utilizada para o cálculo da resistência à tração pode ser considerada apenas uma 
aproximação do real valor característico do concreto. 
Os corpos de prova devem ser mantidos úmidos durante o tempo 
compreendido entre o momento de remoção da câmara úmida e o início do ensaio. 
Admite-se a adaptação de dispositivos complementares às máquinas, cujos pratos 
apresentem o diâmetro ou a maior dimensão, inferior à altura do corpo-de-prova. 
De acordo com a NBR 7222 (2011) a resistência à tração de cada corpo de 
prova pode ser determinada através da equação 01. 
 
𝑓𝑐𝑡,𝑠𝑝 =
2 𝐹
𝜋. 𝑑. 𝑙
 
(Eq.01) 
 
Onde: 
𝑓𝑐𝑡,𝑠𝑝= é a resistência à tração por compressão diametral, expressa com três 
algarismos significativos, em mega pascal (MPa); 
F = é a força máxima obtida no ensaio, expresso em Newton (N); 
d = Espessura do corpo de prova (mm) 
d = é o diâmetro do corpo de prova, expresso em milímetros (mm); 
l = é o comprimento do corpo de prova, expresso em milímetros (mm). 
 
2.6.3 Absorção de água, índice de vazios e massa específica 
 
Para estes ensaios foram seguidas as especificações da NBR 9778 (2005) – 
Argamassa e concretos endurecidos - Determinação da absorção de água e massa 
específica. Nela foi definida a expressão da absorção de água (Eq.02). 
Também foram estabelecidos os índices de vazios, que é a relação entre os 
volumes de poros permeáveis e o volume total, sendo calculada por uma expressão 
(Eq. 03). 
A saturação do corpo-de-prova pode ser feita através da imersão em água à 
temperatura de (23 ± 2) °C. Após a retirada das amostras da água, secou-se a 
superfície com um pano seco para remover a água superficial, e pesou-se as 
amostras novamente (msat). Levamos a uma estufa para secagem, por 24hs e 
após retirada da estufa, as massas das amostras foram registradas com auxílio da 
balança hidrostática (mi). 
 
 
A absorção é definida pela equação 02, o índice de vazios, pela equação 03, 
a massa específica da amostra seca, pela equação 04, a massa específica da 
amostra saturada, pela equação 05, e a massa específica real, pela equação 06. 
 
𝐴𝐵𝑆 =
𝑚𝑠𝑎𝑡 − 𝑚𝑠𝑒𝑐
𝑚𝑠𝑒𝑐
𝑥 100 (Eq.02) 
𝐼𝑉 =
𝑚𝑠𝑎𝑡 − 𝑚𝑠𝑒𝑐
𝑚𝑠𝑎𝑡 − 𝑚𝑖
𝑥 100 (Eq.03) 
𝜌𝑠 =
𝑚𝑠
𝑚𝑠𝑎𝑡 − 𝑚𝑖
 (Eq.04) 
𝜌𝑠𝑎𝑡 =
𝑚𝑠𝑎𝑡
𝑚𝑠𝑎𝑡 − 𝑚𝑖
 (Eq.05) 
𝜌𝑟 =
𝑚𝑠
𝑚𝑠 − 𝑚𝑖
 (Eq.06) 
 
 Onde: 
 
 ABS: absorção (%) 
IV: índice de vazios (%) 
𝜌𝑠: massa específica da amostra de concreto seca 
𝜌𝑠𝑎𝑡: massa específica da amostra de concreto saturada (g) 
𝜌𝑟: massa específica real do concreto (g) 
msec: massa da amostra seca em estufa (g) 
msat: massa da amostra saturada em água após imersão e fervura (g) 
ms: massa da amostra seca em estufa (g) 
mi: massa do corpo de prova saturado, imerso em água (após fervura) (g) 
 
2.7 CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA EM ALTA TEMPERATURA 
 
O fogo em edificações é um evento que deve ser evitado e combatido de 
todas as maneiras possíveis. Embora tenham baixa probabilidade de ocorrência, 
incêndios podem ocorrer em qualquer lugar e a qualquer período da vida da 
edificação, seja em fase de construção, de serviço ou reformas. Suas origens 
podem ser das mais variadas, como simples curtos-circuitos em equipamentos 
elétricos ou mesmo atos criminosos. 
 
 
A elevação gradual da temperatura causa efeitos distintos no concreto, que 
pode ir de uma simples alteração da coloração, devido à calcinação superficial, até 
a perda de resistência mecânica, esfarelamento superficial ou a própria 
desintegração da estrutura. 
Para estudarmos os efeitos das altas temperaturas, os corpos de prova após 
7, 14 e 28 dias de cura molhada foram submetidos ao forno, também conhecido 
como “mufla”, que é uma estufa onde serão examinamos os efeitos de temperaturas 
elevadas nas propriedades mecânicas do concreto. As temperaturas de estudo são 
200 ºC, 400 ºC e 600 ºC e por variação de tempo de exposição de 1h00, 1h30 e 
3h00 horas para análise. 
Após serem removidos da estufa, os corpos serão levados para a realização dos 
ensaios de resistência à compressão e resistência à compressão axial. Assim, com 
os resultados em mãos, sejam feitas as análises comparativas com os corpos de 
prova íntegros. 
 
Figura 2. 7: Forno Mufla Microprocessado - Q318M 
 
Fonte: dos autores. 
 
 
3. MATERIAIS E FERRAMENTAS 
 
Os materiais que serão utilizados para a confecção dos concretos serão 
destacados e suas características fornecidas. Além dos materiais indicados abaixo, 
também iremos utilizar a água potável, fornecida pela concessionária local. 
 
3.1 MATERIAIS: DESENVOLVIMENTO DO CONCRETO DE ALTA 
RESISTÊNCIA 
 
Para o desenvolvimento do concreto CPV-ARI, foram misturados: cimento, 
areias, pó de quartzo, microssílica, aditivo superplastificante e água (Figura 3.1). 
 
Figura 3. 1: Materiais para desenvolvimento do concreto 
 
Fonte: dos autores. 
 
 
3.1.1 Areia 
 
AREIA 40/50 SG (Utilizado Areia Quartzosa Industrial AG, com nomenclatura 
de Areia Quartzo Industrial AG – 40/50 SG) e AREIA 80/100 SG (Utilizado Areia 
Quartzosa Industrial AG, com nomenclatura de Areia Quartzo Industrial AG – 80/100 
SG) 
 
 
Foi adotada areia fornecida pela Mineração Jundú. A porcentagem de quartzo 
(SiO2) é de 99,62%, sendo assim, definida como uma areia quartozita. Segundo a 
NBR 7211 (1983) esta areia foi classificada como muito fina. 
 
3.1.2 Cimento 
 
O cimento Portland utilizado foi o Votoran CP V-ARI, fabricado pela empresa 
Votorantim Cimentos, respeitando a NBR 5733 (1991). Com composição de clínquer 
e gesso 95 a 100% e calcário de 0 a 5%. É um cimento de alta resistência inicial. 
Sua massa específica é igual a 3.100 kg/m³, superfície específica de 4.078 m²/kg 
resistência a compressão de 51,2 MPa aos 28 dias (valores fornecidos pelo 
fabricante). 
 
3.1.3 Aditivo superplastificante 
 
Foi utilizado o superplastificante da empresa BASF - linha MasterGlenium® 
51. É um aditivo hiperplastificante usado para todos os tipos de concreto e 
compatível com todos os cimentos. O manual do produto especifica que é feito com 
base em uma solução aquosa à base de éter carboxílico modificado ou 
policarboxilatos. É um líquido viscoso com coloração amarelo a castanho, inodoro. 
Seu pH aproximado é de 6,6 (20°C). 
 
3.1.4 Pó de quartzo 
 
O pó de quartzo 500 U fornecido pela empresa Brasil Minas, com o dióxido 
de Silício (SiO2) sendo o principal itemde sua composição. 
Sua composição completa está em: 99,66% de SiO2, 0,15% de Ai2O3, 0,04% 
de Fe2O3 e 0,10% de TiO2.. O peso específico (g/m³) está entre 2,50 e 2,90 e o 
tamanho médio das partículas (𝜇𝑚) entre 2,40 a 3,30. 
 
 
3.1.5 Sílica ativa 
 
 
 
A sílica ativa utilizada foi a Microsilica 920 U ASTM, fornecida pela empresa 
Elkem Materials South America Ltda. A sílica atende a norma brasileira NBR 
13956/2012. Apresenta como seus elementos de composição 85,0% de SiO2, 3,0 
% de H2O, índice de atividade pozolânica aos 7 dias 105% e partículas > 45 µm 
(325 mesh) 10,0%. 
 
3.1.6 Relação a/c 
 
Existe uma relação entre o fator água/cimento e a resistência, tanto para o 
concreto convencional quanto para o concreto de alto desempenho. Quanto mais 
baixa for a relação, maior a resistência. Esse fenômeno é atribuído, principalmente, 
à redução da porosidade. 
Segundo AÏTCIN (2000), a resistência à compressão do concreto de alto 
desempenho está diretamente ligada à redução da relação água/cimento, que varia 
de forma inversamente proporcional, de acordo com a Tabela 3.1. 
 
Tabela 3. 1: Resistência à compressão do concreto em função da relação água/cimento 
Relação a/c 
Faixa de resistência à compressão máxima 
MPa 
0,40 – 0,35 50 - 75 
0,35 – 0,30 75 – 100 
0,30 – 0,25 100 – 125 
0,25 – 0,20 >125 
Fonte: AÏTCIN (2000) 
 
AÏTCIN; NEVILLE (1993) afirmam que a relação água/cimento necessária 
para hidratar o cimento é 0,22, mas é preciso uma quantidade adicional para 
adequar a trabalhabilidade. No entanto, o uso de aditivos superplastificantes 
compensa parte dessa necessidade. 
A porosidade do concreto endurecido também é determinada pela relação 
água/cimento, que além do adensamento, influência no volume de vazios do 
concreto e consequentemente no valor da resistência. 
 
3.2 FERRAMENTAS 
 
 
 
Foram utilizados na produção dos concretos cimento CPV-ARI, areia 
Mineração Jundú, sílica ativa Elkem Microsilica 920U, pó de quartzos de lâmina de 
2,5mm, aditivo superplastificante (MasterGlenium 51) e água. Todos os materiais 
pulverulentos e granulares utilizados (cimento, microssílica e quartzo) foram 
caracterizados tanto à sua massa específica, quanto à distribuição granulométrica. 
Todos os materiais para dosagem foram pesados na balança eletrônica com 
precisão de 0,1g, com microprocessador com display digital de cristal líquido (LCD); 
com capacidade de carga máxima (g): 5010. 
Para a realização da mistura do concreto e da moldagem dos corpos de prova 
será utilizado argamassadeira eletro-mecânica I-3010 (misturadora de argamassa) 
para mistura do cimento e os demais materiais. O equipamento possui cuba de 
capacidade para 5 Litros, pá em aço inoxidável com sistema de engate rápido e 
duas velocidades, da qual só iremos utilizar a velocidade mais baixa de 140 rpm 
(Figura 3.2). 
 
Figura 3. 2: Argamassadeira 
 
Fonte: dos autores. 
 
Também serão utilizadas as seguintes ferramentas: máquina universal de 
ensaios e recipiente para cura dos CPs de tamanho 5 cm x 10 cm, pincel para 
 
 
lubrificar os moldes, pá para auxílio da distribuição do concreto nos CPs. Para a 
dosagem do superplastificante foram utilizados mini slump produzido pela 
impressora 3D da universidade, vidro para adensamento e folha milimetrada. 
Os ensaios de resistência à compressão foram realizados em uma prensa 
mecânica presente no laboratório de Materiais de Construção localizado no Subsolo 
da Unidade 7 da Universidade Anhembi Morumbi – Vila Olímpia. 
Para o estudo em altas temperaturas os CPs foram alocados no Forno Mufla 
Microprocessado - Q318M, que possui uma faixa inicial de trabalho em 300ºC e com 
temperatura máxima de trabalho: 1200ºC; os materiais de segurança foram 
fornecidos pelo laboratório, como luvas térmicas e óculos de proteção.
 
4. REVISÃO DA LITERATURA 
 
4.1 CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND 
 
O concreto de cimento Portland deve conter cimento, água, agregados como 
areia e brita, e ainda pode conter aditivos especiais, pigmentos, fibras e adições 
minerais, cujos empregos tornam-se cada vez mais frequentes nos concretos 
atuais. A proporção entre os diversos materiais é estudada constantemente pela 
tecnologia do concreto, para que se possam atender as propriedades mecânicas, 
físicas e de durabilidade do concreto. Além das características de trabalhabilidade 
necessárias para o transporte e lançamento. Condições estas que variam caso a 
caso (HELENE e ANDRADE, 2007). 
Por meio das dosagens da mistura, chamados traços, podemos classificar o 
concreto em três classes básicas: de densidade normal, concreto leve e concreto 
pesado. Também podem ser classificados de acordo com a sua resistência, sendo: 
baixa resistência, que se apresenta com menos de 20 MPa e não indicado para 
finalidade estrutural; resistência normal, de 20 a 50 MPa e de alta resistência, acima 
de 50 MPa, que tem sido utilizado em estruturas de diversas partes do mundo, 
porém, no Brasil sua utilização não é tão disseminada. 
 
4.2 COMPONENTES DA ESTRUTURA DO CONCRETO 
 
Os principais componentes para a produção do concreto – cimento Portland, 
agregado e água – são relativamente baratos e facilmente encontrados em todos 
os lugares do mundo, por isso, atualmente é um dos materiais mais utilizados na 
construção. 
Segundo AÏTCIN (2000), a seleção dos materiais e a otimização dos 
constituintes de um CAR (concreto de alto desempenho) trata-se mais de uma arte 
do que de uma ciência. E a melhor forma de garantir a seleção da maioria dos 
materiais adequados é por meio de ensaios em laboratório. Os materiais e princípios 
utilizados para a obtenção dos concretos convencionais não são os mesmos para 
serem aplicados na produção de CAR. 
 
 
 
4.2.1 Cimento Portland 
 
O cimento Portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e 
aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre. Esses silicatos e aluminatos 
complexos, ao serem misturados com água, hidratam-se e produzem o 
endurecimento da massa, que pode então oferecer elevada resistência mecânica 
(PETRUCCI, 2005). 
A norma brasileira ABNT NBR 5732:1991 define o cimento Portland comum 
como um aglomerante hidráulico obtido pela moagem do clinquer Portland ao qual 
se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária de uma ou mais formas 
de sulfato de cálcio, durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura 
materiais pozolânicos, escórias granuladas de alto-forno e/ou materiais 
carbonáticos em quantidades limitadas. 
Seu nome foi dado pois, depois de solidificado, se assemelha às pedras e às 
rochas calcárias existentes na ilha de Portland, no sul da Inglaterra. No brasil os 
primeiros projetos datam de 1888 e apesar dessa implantação, a Companhia 
Brasileira de Cimento Portland iniciou a sua produção industrial efetivamente 
apenas em 1924, no estado de São Paulo. 
 
4.2.2 Processo de fabricação do cimento Portland 
 
Segundo a norma da NBR 5732 (1991), o cimento Portland Comum é obtido 
pela moagem de Clínquer Portland, onde durante a operação é adicionado 
quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a 
moagem é permitido adicionar a essas misturas de materiais pozolânicos, escória 
granuladas de alto forno e outros materiais carbonáticos, nos teores especificados 
sendo possível obter variações do produto inicial. 
NEVILLE (1997) explica que o processo de fabricação do cimento Portland 
consiste essencialmente em moer a matéria prima, misturá-la intimamente nas 
proporções adequadas e queimar essa mistura em um grande forno rotativo até a 
temperatura de aproximadamente 1450°C. Nessa temperatura, o material sofre uma 
fusão incipiente formando pelotas, conhecidas como clínquer. O clínquer é resfriado 
e moído até um pó bem fino com a adição de um pouco de gesso, resultando o 
cimento Portland comercial largamente usado em todo mundo. 
 
 
De acordo com a IndústriaBrasileira de Cimento (2012) o cimento Portland 
é um material diretamente ligado ao desenvolvimento da construção civil, devido a 
sua grande utilização em várias etapas da produção. O cimento pertence à classe 
de aglomerantes hidráulicos, este tipo de material ao entrar em contato com a água 
sofre um processo físico-químico, tornando-se um elemento sólido com grande 
resistência a compressão, água e sulfatos. 
 
4.2.3 Composição presente no cimento Portland 
 
Os compostos presentes no Portland são anidros, mas, quando postos em 
contato com a água, reagem com ela, formando produtos hidratados. “A função do 
cimento ao se misturar com a água é aglomerar partículas e realizar sua ligação 
pela formação de produtos hidratados com desenvolvimento de resistência 
mecânica” (CINCOTTO, 2011). 
O produto resultante de uma mistura de argila e de calcário é o Cimento 
Portland, que através da mistura e da queima de componentes químicos, origina-se 
o clínquer, que apresenta várias combinações químicas ocorridas no processo da 
queima, que são transformados quatro compostos, sendo eles: 
 
Tabela 4. 1: Compostos químicos formado no processo da queima do clínquer e sua importância 
Composto Fórmula Notação abreviada Importância 
Silicato tricálcio 3CaO.SiO2 C3S Responsável pela resistência, 
especialmente no primeiro 
mês de cura; Liberação do 
calor de hidratação; Rapidez 
do tempo de pega. 
Silicato dicálcio 2CaO.SiO2 C2S Responsável pelo processo 
de endurecimento e ganho de 
resistência no período de um 
ano ou mais. 
Aluminato tricálcio 2CaO.Al2O3 C3A Responsável pela resistência 
no primeiro dia. 
Ferroaluminado tetracálcico 4CAO.Al2O3.Fe2O3 C4AF Não há contribuição. 
Fonte: dos autores 
 
Além desses componentes, é possível adicionar outros, com o objetivo de 
alterar suas características ou simplesmente reduzir o consumo de energia durante 
o processo de fabricação. Conhecer sobre a porcentagem de cada componente é 
importante, pois é ela quem determina as características do cimento. 
 
 
Existem vários tipos de cimento disponíveis no mercado, já que eles variam 
de acordo com os aditivos utilizados no processo de fabricação e a resistência à 
compressão. 
Para cada tipo de cimento é determinado o tipo de adição a ser utilizado e a 
quantidade devida seguindo as normas ABNT. A Tabela 4.2 abaixo apresenta os 
tipos, quantidades e principal recomendação de utilização para os tipos de cimento 
comercializados no Brasil. 
 
Tabela 4. 2: Características e uso dos cimentos Portland 
Tipo de Produto Sigla Adições Características de uso 
Cimento Portland Comum CP I Não possui adições. Adequado para uso em 
construções de concreto 
em geral quando não há 
exposição a sulfatos do 
solo ou de águas 
subterrâneas. 
Cimento Portland Comum CP I-S ≅ 5% material pozolânico em 
massa. 
Adequado para uso em 
construções de concreto 
em geral, material 
adicionado garante menor 
permeabilidade ao 
material. 
Cimento Portland Composto CP II-E 6% a 34% de escória, pode 
conter adição de material 
carbonático no limite máximo 
de 10% em massa. 
Recomendado para 
estruturas que exijam um 
desprendimento de calor 
moderadamente lento ou 
que possam ser atacadas 
por sulfatos. 
Cimento Portland Composto CP II-Z 6% a 14% de material 
pozolânico e até 10% de 
material carbonático. 
Recomendado para obras 
subterrâneas, 
principalmente com 
presença de água, 
inclusive marítimas. 
Cimento Portland Composto CP II-F 6% a 10% em teor de fíler 
calcário 
Ideal para utilização em 
estruturas de concreto 
armado em geral. Não é o 
mais indicado para 
aplicação em meios muito 
agressivos. 
Cimento Portland de Alto 
Forno 
CP III Escória no teor de 35% a 70% 
em massa 
Ideal para estruturas em 
geral, mas é 
particularmente vantajoso 
em obras de concreto-
massa, tais como 
barragens, peças de 
grandes dimensões. 
Cimento Portland 
Pozolânico 
CP IV Alto teor de pozolana, entre 15 
e 50% 
É altamente eficiente em 
argamassas de 
assentamento e 
revestimento, em concreto 
magro, concreto armado, 
concreto para pavimentos 
e solo-cimento. 
 
 
Cimento Portland de Alta 
resistência Inicial 
CPV-ARI Não há adições. O clínquer 
utilizado aqui possui 
quantidades diferenciadas de 
calcário e argila, além de uma 
moagem mais fina. 
É largamente utilizado em 
produção industrial de 
artefatos, onde se exige 
desforma rápida, concreto 
protendido pré e pós-
tensionado, pisos 
industriais e argamassa 
armada. 
Cimento Portland 
Resistente a Sulfatos 
RS - Resistência aos meios 
agressivos sulfatados, tais 
como os encontrados nas 
redes de esgotos de águas 
servidas ou industriais, na 
água do mar e em alguns 
tipos de solos. 
Cimento Portland de Baixo 
Calor de Hidratação 
BC - Tem a propriedade de 
retardar o desprendimento 
de calor em grandes 
peças, evitando o 
aparecimento de fissuras 
de origem térmica. 
Cimento Portland Branco CPB A coloração é atingida pela 
utilização de matérias-primas 
com baixo teor de manganês e 
ferro, além de caulim no lugar 
da argila. 
Pode ser usado como 
cimento estrutural ou não 
estrutural em rejuntes de 
cerâmicas. 
Fonte: ABNT, 2009. 
 
4.2.4 Agregados 
 
WOODS (1960) define agregado como sendo uma mistura de pedregulho, 
areia, pedra brita, escória ou outros materiais minerais usado para a combinação 
com um ligante e a formação do concreto, argamassa, etc. 
Em geral, os agregados para concreto são areia, pedregulho e pedra britada, 
procedentes de jazidas naturais, e são, portanto, designados como agregados 
naturais. 
As características relevantes do agregado para a composição do concreto 
incluem: porosidade, composição ou distribuição granulométrica, absorção de água, 
forma e textura superficial, resistência à compressão, módulo de elasticidade e tipo 
de substâncias deletérias presentes. 
Os agregados devem ser compostos por grãos de minerais duros, 
compactos, estáveis, duráveis e limpos, e não devem conter substâncias de 
natureza e em quantidade que possam afetar a hidratação e o endurecimento do 
cimento, a proteção da armadura contra a corrosão, a durabilidade ou, quando for 
requerido, o aspecto visual externo do concreto. 
 
 
De acordo com a ABNT NBR 7211 (2005), os agregados são definidos, como: 
agregado miúdo, agregado graúdo e agregado total. Os agregados miúdos são 
aqueles cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e 
ficam retidos na peneira com abertura de malha de 150 µm. Os agregados graúdos 
possuem grãos que passam pela peneira com abertura de malha de 75 mm e ficam 
retidos na peneira com abertura de malha de 4,75 mm. O agregado total é o material 
resultantes da britagem de rochas cujo beneficiamento resulta numa distribuição 
granulométrica constituída por agregados graúdos e miúdos ou por mistura 
intencional de agregados britados e areia natural ou britada, possibilitando o ajuste 
da curva granulométrica em função das características do agregado e do concreto 
a ser preparado com esse material. 
 
4.2.5 Zona de Transição 
 
A zona de transição, ou zona de interface, corresponde a uma camada 
delgada tipicamente de 10 a 50 μm de espessura ao redor dos agregados. Esta 
região é, em regra, menos resistente que a pasta de cimento, e, portanto, exerce 
grande influência sobre o comportamento mecânico do concreto (NEVILLE, 1997). 
Devemos nos importar em estudar a microestrutura da pasta na região de 
contato entre a pasta de cimento e o agregado, pois a resistência pode ser menor 
que a resistência do agregado ou da própria pasta. Sendo assim a zona de transição 
passa a ser uma zona de fraqueza no desenvolvimento das propriedades do 
concreto. 
As diversidades nas microestruturas podem levar a efeitos sobre a 
resistência mecânica e em sua durabilidade. Assim, além da evolução da 
microestrutura, como resultado das transformações químicas que ocorrem após o 
cimento entrar em contato com a água, devem-se levar em conta certaspropriedades reológicas da pasta fresca de cimento, as quais também influenciam 
determinantemente a microestrutura da pasta endurecida. Como exemplo, as 
partículas anidras de cimento têm a tendência a se atraírem e formar flocos, os 
quais aprisionam grande quantidade de água e mistura (MEHTA & MONTEIRO, 
2014). 
 
 
 
Figura 4. 1: Micrografia do concreto, interface pasta e agregado – Zona de Transição; ampliação 
de 110x em MEV. 
 
Fonte: Mehta & Monteiro (2014) 
 
4.2.5.1 Estrutura da Zona de Transição 
 
Segundo a descrição dada por MASO (1980), as suas características 
estruturais acompanham uma sequência de desenvolvimento a partir do 
lançamento do concreto. Primeiro, em concreto recentemente compactado, um 
filme de água forma-se ao redor das partículas grandes de agregado. Isto pode levar 
a uma relação água/cimento mais elevada na proximidade do agregado graúdo do 
que longe dele (i.e., na matriz de argamassa). Em seguida, analogicamente a 
matriz, os íons de cálcio, sulfato, hidroxila, e aluminato formados pela dissolução 
dos compostos de sulfato de cálcio e de alumínio de cálcio, combinam-se para 
formar etringita e hidróxido de cálcio. Devido à relação água/cimento elevada, estes 
produtos cristalinos vizinhos ao agregado graúdo consistem em cristais 
relativamente grande, e consequentemente, formam uma estrutura mais porosa do 
que na matriz de pasta de cimento ou na matriz de argamassa. Os cristais em placa 
de hidróxido de cálcio tendem a formar-se em camadas orientadas, por exemplo. 
Com eito c perpendicular à superfície do agregado. 
Finalmente, com o progresso da hidratação, o C-S-H pouco cristalizado e 
uma segunda geração de cristais menores de etringita e de hidróxido de cálcio 
começam a preencher os espaços vazios entre o reticulado criado pelos cristais 
grandes de etringita e de hidróxido de cálcio. Isto ajuda a aumentar a densidade e, 
consequentemente, a resistência da zona de transição. 
A figura 4.2 mostra a micrografia de varredura, de cristais de hidróxido de 
cálcio na zona de transição e a representação diagramática da zona de transição e 
da matriz de pastas de cimento de concreto: 
 
 
 
Figura 4. 2: Micrografia de varredura, de cristais de hidróxido de cálcio na zona de transição 
 
Fonte: Mehta & Monteiro (2014) 
 
Figura 4. 3: Representação diagramática da zona de transição e da matriz de pastas de cimento 
no concreto 
 
Fonte: Loch (2011) 
 
4.2.5.2 Resistência da Zona de Transição 
 
A resistência na zona de transição em qualquer ponto depende do volume e 
do tamanho dos vazios presentes. Mesmo com concreto de baixa relação 
água/cimento, nas primeiras idades, o volume e tamanho de vazios na zona de 
transição serão maiores do que na matriz de argamassa, fazendo assim a zona de 
transição ser mais fraca em relação a resistência (Figura 4.4). 
 
Figura 4. 4: Efeito da idade na resistência de aderência (zona de transição) e na resistência da 
matriz de pasta de cimento 
 
 
 
Fonte: De K.M.Alexander, J. Wardlaw, e DJ. Gilbert (1968) 
 
Mas, com o aumento da idade, a resistência da zona de transição pode 
tornar-se igual ou mesmo maior do que a resistência da matriz da argamassa. 
Isso se deve ao aumento do volume de vazios capilares e de cristais orientados de 
hidróxido de cálcio, além deste, outro fator responsável pela baixa resistência da 
zona de transição no concreto é a presença de microfissuras que varia de acordo 
com diversos parâmetros, incluindo granulometria, teor de cimento, relação 
água/cimento etc. 
 
4.2.5.3 Influência da Zona de Transição nas propriedades do concreto 
 
NEVILLE (2005), transcreve que a zona de transição é geralmente a parte 
mais fraca, considerada a fase de resistência limite no concreto. Graças a ela o 
concreto rompe a um nível de tensão consideravelmente mais baixo do que a 
resistência dos dois constituintes principais. 
As fissuras originadas na zona de transição tem sua propagação devido às 
novas fissuras da matriz que se propagam gradativamente até se unirem. Sob a 
carga de tração, as fissuras propagam-se rapidamente a um nível de tensão muito 
mais baixo. É por isto que o concreto rompe de modo frágil à tração (resistência 
mais baixa), mas é relativamente dúctil à compressão (resistência mais alta). 
As características da zona de transição também influenciam a durabilidade 
do concreto. Os elementos em concreto armado e protendido rompem 
frequentemente, devido à corrosão da armadura. 
 
 
 
Figura 4. 5: Mapas da fissuração em concreto comum (resistência média). (a) após retração por 
secagem; (b) após carregamento de curto prazo; (c) carregamento mantido por 60 dias a 65% da 
resistência a compressão aos 28 dias. 
 
Fonte: De A.I. Ngab, F:O. S1ate, e A.M. Nilson, J. ACI, Proc. VoI.78, nQ 4, (1981). 
 
 
4.3 CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA 
 
A evolução nas resistências mecânicas do concreto se deve aos avanços 
obtidos na tecnologia do concreto nas últimas décadas, destacando-se os estudos 
da estrutura interna do material e a ascensão dos novos materiais como os 
superplastificantes e adições minerais NEVILLE (1995). 
O CAR se caracteriza pela baixa relação água cimento, elevado consumo de 
material cimentício e requer, elevado rigor técnico e científico na sua dosagem, 
controle da qualidade do cimento e agregados, muito mais cuidado no seu preparo, 
e acompanhamento da execução na obra em que será utilizado, SILVA (2014). 
No concreto de alta resistência, são as características desejadas que definem 
o tipo de aditivo a serem utilizados. Podem ser utilizados aditivos químicos como: 
plastificantes, controladores de pega e incorporadores de ar. Além desses pode ser 
utilizado aditivos minerais como: material pozolânico, para tornar o concreto um 
pouco mais homogêneo e melhorar sua microestrutura. 
A reação dessa adição causa uma redução do volume total da mistura e reduz 
o tamanho dos poros capilares, causando um aumento considerável na resistência. 
Essa redução da porosidade que é necessária para a resistência, também ajuda a 
diminuir as microfissuras no concreto ao longo dos anos e com isso aumenta o 
suporte de carga. 
São considerados concreto de alta resistência aquele que atinge a resistência 
acima de 50MPa após os 28 dias. 
 
 
A utilização de baixa relação água/aglomerante reduz a porosidade e por 
conseguinte a permeabilidade do concreto MEHTA (1999). Além disso a 
microssílica utilizada produz um efeito pozolânico que consiste na rápida reação 
com Hidróxido de cálcio Ca(OH)2 que forma o gel de silicato de cálcio, o qual torna 
o concreto mais impermeável subdividindo poros capilares em poros gel, FERRARI 
(1995). Dessa forma não só as elevadas propriedades mecânicas justificam a 
utilização do CAD, mas também suas características que elevam a vida útil e 
reduzem os custos de manutenção da estrutura. 
MENDES cita os seguintes pontos como principais vantagens da utilização 
do CAD: - redução significativa nas dimensões de pilares de edifícios altos, 
aumentando a área útil, principalmente, nos andares mais sobrecarregados; - 
redução do peso próprio da estrutura e da carga nas fundações; - possível redução 
nas taxas de armadura dos pilares; - maior rapidez na desforma, aumentando a 
velocidade de execução da obra; - menor segregação propiciando melhor 
acabamento em peças pré-moldadas; - aumento da durabilidade das estruturas. - 
possível redução de custos devida, principalmente, à diminuição das dimensões dos 
elementos estruturais e pelo aumento da velocidade de execução. 
 
4.4 CLASSIFICAÇÃO DOS CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA 
 
Segundo AMARAL (1993) os concretos podem ser classificados da seguinte 
forma (Tabela 4.3). 
 
Tabela 4. 3: Características do Concreto 
Resistência Classificação 
fck < 25MPa Baixa 
25MPa ≤ fck ≤ 25MPa Média 
50MPa ≤ fck ≤ 90MPa Alta 
fck > 90MPa Ultra alta 
Fonte: AMARAL (1993) 
 
SANCHEZ (1997)também sugere um sistema de classificação do concreto, 
através de sua resistência à compressão fc (Tabela 4.4). 
 
Tabela 4. 4: Parâmetros do concreto 
 
 
Parâmetro 
Concreto 
Convencional 
Concreto de Alta 
Resistência 
Concreto com 
Altíssima 
Resistência 
Concreto com 
Ultra alta 
Resistência 
fc (MPa) £50 50-100 100-150 >150 
Fator W/C >0,45 0,45 - 0,30 0,30 – 0,25 <0,25 
Aditivos 
químicos 
Não é necessário 
Redutor de água 
ou plastificante 
Superplastificante 
Alto redutor de 
água 
Adições minerais Não é necessário Cinza volante Sílica ativa Sílica ativa 
Coef. de 
Permeabilidade 
(m/s) 
>10-10 >10-11 >10-12 >10-13 
Fonte: SANCHEZ (1997) 
 
4.5 COMPONENTES DA ESTRUTURA DO CONCRETO DE ALTA 
RESISTÊNCIA 
 
O Concreto de alta resistência é obtido com os mesmos materiais utilizados 
nos concretos de resistência usual: cimento Portland, agregados e água. Adiciona-
se à mistura um aditivo, no caso superplastificante, e uma adição, como a sílica 
ativa, cinza volante ou escória de alto forno. 
O concreto de alta resistência surgiu com o propósito de atender às 
necessidades do setor da construção de edifícios altos no final dos anos 60. O 
concreto de alta resistência (40 a 50 MPa) passou a ser utilizado comercialmente 
em quantidades significativas na maioria das estruturas (FREEDMAN, 1971). Com 
o desenvolvimento dos aditivos redutores de água, concretos com resistência à 
compressão acima de 60MPa já eram produzidos comercialmente (MEHTA, 1994), 
mais recentemente, resistências maiores do que 100MPa estão sendo utilizados em 
aplicações estruturais. 
 
4.5.1 Cimento 
 
A escolha do cimento para a produção do concreto de alto desempenho é 
fator importante, pois este é responsável pela resistência da pasta e também pela 
aderência do agregado-pasta (ALMEIDA, 1984). 
Segundo Boletim do CEB/FIP (1190), o desenvolvimento da resistência e a 
resistência potencial do CAR dependem da escolha do cimento. Os componentes 
do cimento: C3S, C2S e C3A têm grandes influências sobre o desenvolvimento da 
resistência da pasta de cimento. O C3S contribuiu para rápido aumento da 
 
 
resistência nas primeiras idades e para a alta resistência final. O C2S hidrata um 
pouco lentamente, mas pode contribuir significativamente para a resistência final. O 
C3A tem influência particular na resistência inicial. 
DAL MOLIN (1995) afirma que, para aumentar a resistência da pasta de 
cimento é desejável: 
● Aumentar propriedades de silicatos de cálcio na composição do cimento, 
propriamente o C2S; 
● Eliminar ao máximo os cristais de Ca(OH)2, produzidos paralelamente com o 
CSH; 
● Reduzir ou eliminar as proporções de C3A e C4AF. 
 
No Concreto de Alta Resistência fatores como à composição, finura e 
qualidade do cimento podem influir sensivelmente no desempenho do produto. 
AïTCIN (1995) salienta, que a experiência mostra que em cada região sempre existe 
um cimento mais adequado que outros para alcançar o objetivo desejado. Ou seja, 
aquele que permite obter, ao mesmo tempo, alta resistência e boa trabalhabilidade 
em companhia de outros materiais. 
ACI 363 (1992) prescreve que os teores de cimento comuns nos concretos 
de alta resistência variam de 400kg/m³ a 600kg/m³. Também prescreve o intervalo 
proposto para consumo de cada material pertencente ao concreto de alta 
resistência. 
 
4.5.2 Agregados 
 
a. Agregado graúdo 
 
A seleção dos materiais para produção dos concretos de alto desempenho é 
de grande importância (MONTGOMERY & IRVINE, 1999) e deve ser baseada no 
atendimento das exigências mínimas às normas para os concretos convencionais 
(NBR 7211, 1993; NBR 12654, 1992). MEHTA (1998) afirma que, quando se trata 
de tecnologia do concreto, não se deve tratar mais os agregados menos importantes 
do que o cimento. 
Nos concretos de alta resistência, a interface pasta-agregado é altamente 
homogênea, deixando de se constituir como um plano preferencial de 
 
 
microfissuração. A forma e granulometria do agregado graúdo também exercem 
significativa influência no módulo de elasticidade (PRICE, 1999). 
O módulo de elasticidade é devido a maior rigidez do agregado, pois é ele 
que possibilita o maior módulo. Agregados mais rígidos proporcionam módulos de 
deformação longitudinal superiores para o concreto (FIP-CEB, 1990). 
O ACI 363 (1992) mostrou que para se obter resistência à compressão ótima, 
com alto teor de cimento e baixo fator água/cimento, a máxima dimensão do 
agregado graúdo deve se manter entre 9,5mm e 12,5mm. 
De acordo com as diversas construções foi constato que, para concretos de 
alta resistência, a dimensão máxima do agregado convém situar-se entre 9,5mm a 
12,5mm, como indicado em Agostini (1992) e Pinto Júnior (1992), estando de 
acordo com o mostrado pelo ACI 363 (1992). 
 
b. Agregado miúdo 
 
No agregado miúdo, devem ser consideradas as características da: forma ou 
angularidade das partículas e a granulometria ou módulo de finura. 
Agostini (1992), Pinto Júnior (1992) e Aïtcin (1987) confirmam que para não 
diminuírem a trabalhabilidade e garantir condições de maior ganho de resistência é 
preferível que as areais finas não possuam um módulo de finura inferior a 2mm. 
Também devem ter o mínimo possível de partículas lisas graúdas (maiores de 
4,8mm) para não ocasionar falhas na aderência. 
A proporção de partículas finas resultantes de materiais cimentícios requer 
um agregado miúdo com partículas angulosas, graduação grossa e módulo de 
finura acima de 2,8mm (preferindo em torno de 3mm), mantendo-se essas 
características garantimos que esse agregado proporcione melhor trabalhabilidade 
e maiores resistências. 
Resumindo, ALMEIDA (1994) relata que, na produção de concreto de alta 
resistência, é condição necessária a utilização de agregados graúdos de elevada 
resistência à compressão, módulo de elasticidade maior ou igual ao da pasta de 
cimento, granulometria que minimize o consumo de água e/ou a concentração de 
tensões, forma e textura superficiais que melhorem a aderência com a pasta. Essas 
características vão depender da composição mineralógica da rocha matriz, do 
 
 
estado de exposição em que se encontrava antes de produzir o agregado e do tipo 
de operação e equipamentos utilizados para produção dos agregados. 
 
4.5.3 Água 
 
É de grande importância no amassamento do concreto que verifiquemos a 
qualidade da água, ela não deve conter impurezas que possam causar reações e 
prejudicar os compostos do cimento. Segundo PETRUCCI (1968), é usual dizer que 
toda água que serve para beber pode ser utilizada na confecção de concretos. A 
recíproca, porém, não é verdadeira, pois muitas águas utilizadas sem danos no 
concreto não podem ser ingeridas pelo homem. 
Para proporcionar determinado abatimento, tem-se uma quantidade de água 
necessária, pois ela, também provoca efeitos contraditórios na qualidade do 
concreto. Se põe muito, melhora a trabalhabilidade, mas piora a estabilidade. Além 
disso, o aumento da relação A/C, aumenta a porosidade capilar, diminui a 
resistência mecânica e aumenta a permeabilidade. Portanto o abatimento deve ser 
o mínimo necessário para a mistura (DAFICO, 1997). 
 
4.5.4 Aditivos 
 
Conforme Sponholz (1998), apesar dos aditivos nem sempre serem baratos, 
podem não acarretar aumento de custo, pois são capazes de oferecer economias, 
tais como: possibilidade de redução da quantidade do cimento, melhor durabilidade, 
maior trabalhabilidade etc. 
Aditivos são substâncias adicionados a mistura do concreto em pequenas 
quantidades para dar propriedades específicas, algumas delas sendo: aumento da 
plasticidade do concreto sem aumento de quantidade de água, redução da 
exsudação e da segregação, aumento ou redução do tempo de pega, rápido 
crescimento da resistência nas primeiras idades, trabalhabilidade, resistência e 
durabilidade. Incorporadas ao concreto com teor inferior a 5% da massa do cimentoe adições, são as substâncias acrescentadas em quantidades superiores a esse 
teor. 
 
 
Bauer (1994) define aditivo como sendo substâncias que são adicionadas 
intencionalmente antes ou durante a mistura do concreto, com a finalidade de 
reforçar ou melhorar algumas de suas características. 
De acordo com a NBR 1I768/EB-1763 (1992), aditivos são produtos que 
adicionados em pequena quantidade a concretos de cimento Portland modificam 
algumas de suas propriedades, com o objetivo de melhorar e adequá-las a certas 
condições. 
De acordo com o Comitê ACI 212 (1993), a seguir estão algumas finalidades 
dos aditivos que são empregados para: 
● aumentar a trabalhabilidade do concreto sem aumentar o teor de água; 
● reduzir a exudação e a segregação; 
● retardar ou acelerar o tempo de pega; 
● acelerar a velocidade de desenvolvimento da resistência nas primeiras 
idades; 
● retardar à taxa de evolução de calor; 
● aumentar a durabilidade em condições específicas de exposições e 
● aumentar a resistência aos ciclos de gelo e degelo. 
 
4.5.5 Superplastificantes 
 
Os superplastificantes são redutores de água com alto poder, que através de 
aditivos podem chegar à redução de 20% a 30% da água, variando de acordo com 
a dosagem e as propriedades desejadas. Ele também pode ser utilizado para 
produção de concretos com quantidades inferiores de cimento, enquanto se 
mantém a relação água/cimento 
Para se obter concreto de alta resistência é necessário reduzir o fator 
água/cimento (A/C) ou dependendo, o fator água/materiais cimentares (a/mc) e para 
isso é imprescindível para a sua utilização. 
NEVILLE & AÏTCIN (1993) afirma que a combinação sem a utilização dos 
superplastificantes, a relação água/cimento não pode ser reduzida abaixo do valor 
aproximado de 0,4. O efeito que ele permite a redução da água/cimento para 
concreto de alta resistência está em torno de 0,30, sem que ocorra a perda da 
trabalhabilidade. 
 
 
Os superplastificantes podem ser empregados em teores de até 1,5% em 
massa (sólidos/cimento) com pouca incorporação de ar e pouca influência no tempo 
de pega. Garantindo a melhora sensivelmente a consistência, principalmente para 
um tempo de misturas mais prolongado. Sua ação não é suficientemente lenta, 
depois de 30 a 60 minutos, a consistência volta ao normal (DALL MOLIN, 1995). 
 
4.5.6 Fator água/materiais cimentantes (A/MC) 
 
Um dos principais fatores para obtenção de concretos de alta resistência é a 
relação água/materiais cimentantes, ela define a trabalhabilidade da massa e 
interfere na resistência do concreto. 
Reduzir o fator A/MC implica no ganho da resistência pelo concreto, visto que 
sua porosidade fica reduzida. Nos concretos de alta resistência, segundo o ACI 363 
(1992) o fator a/mc, varia de 0,27 a 0,50. 
 
4.6 DOSAGEM DE TRAÇO PARA O CONCRETO 
 
 A dosagem do concreto é um processo que visa obter a melhor proporção 
entre cimento, agregados, água e aditivos para produzir um concreto, de uma 
maneira mais econômica possível e que atenda a certas especificações prévias 
(MEHTA & MONTEIRO, 1994). 
No entanto, a dosagem do concreto de alta resistência é um processo mais 
crítico do que o de resistência convencional. De acordo com AÏTCIM (2000), iguais 
propriedades para o concreto fresco e endurecido podem ser alcançadas com 
diferentes combinações dos mesmos materiais. O principal objetivo, dentre os 
diversos métodos existentes, é obter uma economia nos materiais para as mesmas 
propriedades desejadas do concreto. 
Nesse estudo escolhemos o método de empacotamento de Andreassen 
(1930), essa metodologia trata da combinação da distribuição de Andreassen & 
Andersen (1930) com Furnas (1931). O método de empacotamento é utilizado para 
obter maior densidade e menor índice de vazios, fazendo as partículas menores 
preencham os espaços que ficam entre as partículas maiores. Essa distribuição 
segue apresentada na Equação 07. 
 
 
 
𝐶𝑃𝐹𝑇 = [
(𝑑𝑞 − 𝑑𝑚𝑞)
(𝐷𝑞 − 𝑑𝑚𝑞
] . 100 
(Eq. 07) 
 
Onde: 
CPFT = percentual acumulado de finos menor que “d” em volume; 
d = tamanho da partícula; 
dm = menor tamanho de partícula da distribuição; 
D = maior tamanho de partícula da distribuição 
q = coeficiente de distribuição. 
 
Dinger; Funk (1992); Vanderlei (2004), descrevem algumas observações em 
relação ao valor do coeficiente de distribuição “q”, que são: 
● alterar o valor “q” no empacotamento influência na trabalhabilidade do CPR; 
● adotar o valor “q” maior que 0,37 faz com que aumente a porosidade na 
mistura; 
● para melhor fluidez, o valor “q” não deve exceder aproximadamente 0,30; 
● adotar o valor “q” próximo a 0,30, a mistura necessita de vibração para 
melhorar seu adensamento 
● ao utilizar o valor “q” menor que 0,25 a mistura torna-se auto adensável. 
Será dado maiores atenções a dosagem com grande precisão, respeitando 
tempo de mistura, quantidade de água inserida e observando a relação W/C. 
 
4.7 ESTRUTURA DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO 
 
Em meio às alterações físico-químicas que ocorrem no concreto sob 
temperaturas elevadas, algumas são reversíveis após o resfriamento, outras são 
irreversíveis podendo reduzir a capacidade resistente da estrutura após o incêndio. 
(KLEIN JÚNIOR, 2011). 
Segundo LI; QUIAN; SUN (2004) várias pesquisas sobre o desempenho dos 
concretos convencionais submetidos à elevadas temperaturas foram realizadas. 
Embora os parâmetros térmicos dos componentes de concreto de alta resistência 
sejam semelhantes aos do concreto convencional, tais como calor específico, 
difusividade, condutividade térmica e coeficiente de expansão térmica, verificou-se 
que o concreto de alta resistência é mais suscetível aos danos causados pela 
 
 
exposição a altas temperaturas, o que propicia o acontecimento de spalling. Há, 
pelo menos, duas explicações que justificam essa ocorrência: obstrução da 
passagem de umidade (pressão do vapor) e tensões térmicas (incompatibilidade 
dos materiais) (HEO et al., 2012). 
RAMOS (2002), explica que, ao ser aquecido, o concreto pode sofrer 
alteração, por ser confeccionado por diferentes materiais, ocorrem comportamentos 
diferenciados entre seus constituintes. Isto pode provocar o surgimento de tensões 
internas, macro ou micro fissuras e desplacamentos ou lascamentos em grandes e 
pequenas proporções, que por sua vez, podem comprometer a estabilidade 
estrutural da edificação. Se a taxa de aquecimento for alta e a permeabilidade da 
pasta de cimento for baixa, o que ocorre nos concreto de alta resistência, devido 
sua alta compactibilidade, podem aparecer danos no concreto em forma de 
lascamento. O lascamento ocorre quando a pressão do vapor dentro do material 
aumenta a uma taxa maior do que o alívio de pressão pela dispersão do vapor na 
atmosfera (MEHTA; MONTEIRO, 2008). 
Xiong e Liew (2015) avaliaram o efeito de elevadas temperaturas (até 800°C) 
em um concreto convencional (50 MPa) e concretos de alto desempenho (160 
MPa). Na temperatura de 200°C, houve um aumento na resistência à compressão 
dos concretos de alto desempenho, o que não ocorreu com o concreto 
convencional. Isso foi relacionado ao fato de que nesta faixa de temperatura 
(200°C), ocorrem dois fenômenos no concreto: (1) a remoção de água faz com que 
sua microestrutura se torne mais porosa; (2) a retração do concreto provoca um 
aumento nas forças entre partículas de gel (as forças de Van der Waals). Quando 
as forças de Van der Waals superam o aumento na porosidade do material, ocorre 
um aumento na resistência à compressão do material, como foi o caso dos 
concretos de alto desempenho. 
Dependendo das características da própria pasta do concreto a deterioração 
pode ser acelerada, haja visto, o grau de hidratação, teor de umidade e as adições 
para melhorar a resistência. Assim como a permeabilidade,