ESTUDO COMPARATIVO DE CONCRETO COM SÍLICA DE CINZA DA CASCA DE ARROZ E SÍLICA ATIVA

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FACULDADE EDUCACIONAL ARAUCÁRIA - FACEAR 
SÍTIO CERCADO 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
ALCÉURICO CARVALHO SANTANA 
HENRIQUE FERREIRA LIMA 
NELSON OLIVEIRA DO NASCIMENTO FILHO 
 
 
 
 
 
ESTUDO COMPARATIVO DE CONCRETO COM SÍLICA DE CINZA DA CASCA 
DE ARROZ E SÍLICA ATIVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2017 
 
 
ALCÉURICO CARVALHO SANTANA 
HENRIQUE FERREIRA LIMA 
NELSON OLIVEIRA DO NASCIMENTO FILHO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO COMPARATIVO DE CONCRETO COM SÍLICA DE CINZA DA 
CASCA DE ARROZ E SÍLICA ATIVA 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso 
apresentado como requisito parcial à 
conclusão do Curso de Engenharia Civil da 
Faculdade Educacional Araucária – 
FACEAR. 
 
Orientador: Msc. Sandro Mendes 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2017 
 
 
TERMO DE APROVAÇÃO 
 
 
ALCÉURICO CARVALHO SANTANA 
HENRIQUE FERREIRA LIMA 
NELSON OLIVEIRA DO NASCIMENTO FILHO 
 
ESTUDO COMPARATIVO DE CONCRETO UTILIZANDO SÍLICA DE CINZA 
DA CASCA DE ARROZ E SÍLICA ATIVA 
 
Trabalho de conclusão de curso aprovado como requisito parcial para a obtenção do 
grau de Bacharel no curso de Engenharia Civil da Faculdade Educacional Araucária 
pela seguinte banca examinadora: 
 
 
Coordenador do Curso 
 
 
________________________________ 
Marcella Silvestro 
 
Banca examinadora 
 
 
________________________________ 
Prof. Msc. Sandro Mendes (orientador) 
 
 
________________________________ 
Msc. Kirke Andrew Wrubel Moreira 
 
 
________________________________ 
Msc. Cesar Henrique Sato Daher 
 
Curitiba, 04 de dezembro de 2017 
 
https://www.escavador.com/sobre/5139085/kirke-andrew-wrubel-moreira
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicamos este trabalho a nossos 
familiares, amigos e professores que nos 
ajudaram e apoiaram nos momentos mais 
difíceis desta jornada. 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
À Deus todo o crédito, pelo fôlego de vida e pela oportunidade de, entre 
poucos, concluir um curso superior em meio a tantos desafios e dificuldades. 
Aos nossos pais, esposas e filhos, pelo apoio incondicional. E também por 
entenderem os sacrifícios realizados durante vários períodos nos últimos cinco anos. 
Ao professor Sandro Mendes, orientador que nos norteou durante o 
desenvolvimento desta pesquisa, nos motivando a cada dia e demonstrando todo o 
seu empenho e conhecimento em nossa pesquisa. 
À Novamix, na pessoa do tecnólogo Claiton Cremonez, pelo fornecimento de 
materiais e espaço do laboratório para realização dos ensaios. E também ao 
laboratorista Daniel Celestino Nunes, pelo apoio durante a realização dos ensaios no 
laboratório da FACEAR. 
 Aos professores que tivemos durante esta jornada e calçaram nosso saber 
com uma parcela de seu conhecimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Eu, a sabedoria, moro com a prudência e tenho o conhecimento que vem do 
bom senso”. 
 
 Provérbios 8:12 
 
 
RESUMO 
 
O emprego de materiais pozolânicos em substituição de parte do cimento durante a 
produção de concreto, é uma prática que ajuda na sustentabilidade do meio ambiente, 
reduzindo a emissão de CO2. As sílicas apresentam vantagens econômicas e 
técnicas, além de contribuir para a preservação do meio ambiente. 
Este estudo verificou, através de ensaios laboratoriais, a trabalhabilidade do concreto 
fresco e a resistência à compressão axial do produto final para os traços realizados 
com adição de sílica ativa e cinza da casca de arroz nas proporções de 5%, 10%, 15% 
e 20% em substituição ao cimento nas idades de 3, 7 e 28 dias. Os custos para a 
produção dos concretos também foram analisados para determinar sua viabilidade 
econômica. 
Os resultados indicaram que a adição de sílica ativa e da cinza de casca de arroz até 
a proporção de 10% apresentam ganho insignificante de resistência em comparação 
ao traço referência para um determinado material de uma região e em uma 
determinada idade. Entretanto, a partir das adições de 10% a sílica ativa se mostra 
mais eficiente quanto ao ganho de resistência à compressão axial diferentemente da 
cinza da casca de arroz. Quanto aos custos, ambos os traços com qualquer adição, 
ainda são mais caros com relação ao traço referência, analisando os dados de forma 
direta. 
 
Palavras-chave: Sílica ativa, Cinza da casca de arroz, Concreto. 
 
 
ABSTRACT 
 
The use of pozzolanic materials to replace part of the cement during the production of 
concrete is a practice that helps in the sustainability of the environment, reducing the 
emission of CO2. The silicas present economic and technical advantages, besides 
contributing to the preservation of the environment. 
This study verified, through laboratory tests, the workability of the fresh concrete and 
the axial compressive strength of the final product for the traces made with addition of 
silica fume and ash of the rice husk in the proportions of 5%, 10%, 15% and 20% 
instead of cement at the ages of 3, 7 and 28 days. The costs for the production of 
concretes were also analyzed to determine their economic viability. 
The results indicated that the addition of silica fume and rice hull ash to the 10% ratio 
showed negligible gain of resistance compared to the reference trace for a given 
material in a region and at a given age. However, from the 10% additions, the silica 
fume is more efficient in the axial compressive strength gain than the rice husk ash. As 
for costs, both traits with any addition, are still more expensive with respect to the 
reference trait, analyzing the data directly. 
 
Key-words: Silica fume, Rice Husk Ash, Concrete. 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
FOTO 1 - SÍLICA CCA MICROGRAFIAS OBTIDAS POR MICROSCOPIA 
ELETRÔNICA. ................................................................................................................ 20 
GRÁFICO 1 - COMPARATIVO DE TEORES DA CCA. .................................................. 22 
FOTO 2 – SÍLICA ATIVA OBTIDA POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE 
VARREDURA ................................................................................................................. 23 
GRÁFICO 2 - RELAÇÃO DE A/C X TEOR DE SÍLICA ATIVA. ....................................... 25 
GRÁFICO 3 - COMPARATIVO DE RESISTÊNCIA. ....................................................... 29 
FOTO 3 – PÓ DA SÍLICA ATIVA .................................................................................... 29 
FOTO 4 – PÓ DA SÍLICA CCA ....................................................................................... 31 
GRÁFICO 4 - GRANULOMETRIA AGREGADO MIÚDO. ............................................... 33 
GRÁFICO 5 - GRANULOMETRIA DO AGREGADO GRAÚDO. ..................................... 36 
FOTO 5 - IMPRIMAÇÃO ................................................................................................ 40 
FOTO 6 - PESAGEM DE AGREGADO MIÚDO.............................................................. 41 
FOTO 7 - PESAGEM DE CINZA DA CASCA DE ARROZ. ............................................. 41 
FOTO 8 - MATERIAIS SEPARADOS CONFORME TRAÇO. ........................................ 42 
FOTO 9 - BETONEIRA 120L. ......................................................................................... 42 
FOTO 10 - ENSAIO DO TRONCO DE CONE. ............................................................... 43 
FOTO 11 - ENSAIO DE TRABALHABILIDADE DO CONCRETO. ................................. 44 
FOTO 12 - CORPOS-DE-PROVA DOS TRAÇOS. ......................................................... 44 
FOTO 13 - LONA PLÁSTICA PARA EVITAR PERDA DE UMIDADE DOS CP´s. .......... 45 
FOTO 14 - CP´s DESFORMADOS PARA TRANSPORTE. ............................................ 45 
FOTO 15 - TANQUE PARA CURA DO CONCRETO. .................................................... 46 
FOTO 16 - PRENSA PARA ENSAIO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃOAXIAL. ..... 46 
FOTO 17 - RETÍFICA DE CP´S. ..................................................................................... 47 
GRÁFICO 6 - COMPARATIVO POR IDADE NO TEOR DE 5% ..................................... 49 
GRÁFICO 7 - COMPARATIVO POR IDADE NO TEOR DE 10% ................................... 50 
GRÁFICO 8 - COMPARATIVO POR IDADE NO TEOR DE 15% ................................... 52 
GRÁFICO 9 - COMPARATIVO POR IDADE NO TEOR DE 20% ................................... 53 
GRÁFICO 10 - GRÁFICO GLOBAL DOS TRAÇOS. ...................................................... 54 
GRÁFICO 11 - COMPARATIVO RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL DO 
CONCRETO REFERÊNCIA X ADIÇÕES. ...................................................................... 56 
GRÁFICO 12 - CUSTO POR TEOR DE ADIÇÃO. .......................................................... 58 
GRÁFICO 13- PORCENTAGEM DE ADITIVO POR SÍLICA. ......................................... 59 
GRÁFICO 14 - CUSTO POR 1 MPA. ........................................................................ 60 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
TABELA 1 - EXIGÊNCIAS FÍSICAS E MECÂNICAS. ............................................... 28 
TABELA 2 - EXIGÊNCIAS A RESISTÊNCIAS À COMPRESSÃO ............................ 28 
TABELA 3 - EXIGÊNCIAS QUÍMICAS. ..................................................................... 28 
TABELA 4 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS. ....................................... 30 
TABELA 5 - CONSUMO DE AGLOMERANTES. ...................................................... 30 
TABELA 6 – ANÁLISE QUÍMICA DA SÍLICA ATIVA ................................................. 30 
TABELA 7 - COMPOSIÇÃO QUÍMICA. .................................................................... 32 
TABELA 8 - PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS. ................................................. 32 
TABELA 9 - COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA (NBR NM 248). .......................... 33 
TABELA 10 - MASSA ESPECÍFICA (NBR NM 52) E ABSORÇÃO DE ÁGUA (NBR 
NM 30). ..................................................................................................................... 34 
TABELA 11 - COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA. ................................................ 35 
TABELA 12 - TEOR DE ARGILA EM TORRÕES E MATERIAIS FRIÁVEIS (NBR 
7218). ........................................................................................................................ 36 
TABELA 13 - MASSA ESPECÍFICA E ABSORÇÃO (NBR NM53). ........................... 36 
TABELA 14 - MASSA UNITÁRIA E ÍNDICE DE VAZIOS (NBR NM 45). .................. 37 
TABELA 15 - TEOR DE MATERIAIS PULVERULENTO (NBR NM 46). ................... 37 
TABELA 16 - CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA DA CONCESSIONÁRIA. ................. 38 
TABELA 17- TRAÇO REFERÊNCIA UTILIZADO NO PROGRAMA EXPERIMENTAL.
 .................................................................................................................................. 39 
TABELA 18 - TABELA DE TRAÇOS DA S.A. ........................................................... 39 
TABELA 19 - TABELA DE TRAÇOS DA CCA. ......................................................... 40 
TABELA 20 - TRAÇO REFERÊNCIA. ....................................................................... 48 
TABELA 21 - TRAÇOS COM TEOR DE 5%. ............................................................ 49 
TABELA 22 - TRAÇOS COM TEOR DE 10%. .......................................................... 50 
TABELA 23 - TRAÇOS COM TEOR DE 15%. .......................................................... 51 
TABELA 24 - TRAÇOS COM TEOR DE 20%. .......................................................... 52 
TABELA 25 - TRAÇO REFERÊNCIA DE CONSUMO POR M³. ............................... 57 
TABELA 26 - TABELA DE CUSTOS COM ADIÇÕES DE SÍLICAS. ......................... 57 
TABELA 27 - ADITIVOS X PROPORÇÕES DE SÍLICAS (%)................................... 58 
TABELA 28 - PREÇO POR 1 MPA DE RESISTÊNCIA. ........................................... 59 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................. 13 
1.1 A IMPORTÂNCIA DA PESQUISA ................................................................. 13 
2 OBJETIVOS ................................................................................................. 14 
2.1 OBJETIVO GERAL ....................................................................................... 14 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................... 14 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................ 15 
3.1 O CONCRETO ............................................................................................. 15 
3.2 CIMENTO PORTLAND ................................................................................. 15 
3.3 AGREGADOS .............................................................................................. 17 
3.3.1 Agregados miúdos ........................................................................................ 17 
3.3.2 Agregados graúdos ...................................................................................... 18 
3.4 ÁGUA ........................................................................................................... 19 
3.5 ADITIVOS PLASTIFICANTES ...................................................................... 19 
3.6 SÍLICA CCA .................................................................................................. 19 
3.7 SÍLICA ATIVA ............................................................................................... 22 
4 PROGRAMA EXPERIMENTAL ................................................................... 26 
4.1 DESENVOLVIMENTO .................................................................................. 26 
4.2 MATERIAIS CONSTITUINTES DO CONCRETO ......................................... 27 
4.2.1 Cimento CPV - ARI ....................................................................................... 27 
4.2.2 Sílica ativa .................................................................................................... 29 
4.2.3 Sílica de cinza da casca de arroz ................................................................. 31 
4.2.4 Agregado miúdo ........................................................................................... 32 
4.2.5 Agregado graúdo .......................................................................................... 35 
4.2.6 Água ............................................................................................................. 37 
4.2.7 Aditivo ........................................................................................................... 38 
5 PRODUÇÃO E EXECUÇÃO DOS CONCRETOS........................................ 39 
5.1 TRAÇOS ....................................................................................................... 39 
5.2 PRODUÇÃO E PREPARO DOS CORPOS-DE-PROVA .............................. 40 
6 RESULTADOS OBTIDOS E ANÁLISES ..................................................... 48 
6.1 RESULTADOS OBTIDOS ............................................................................ 48 
6.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS .................................................................... 54 
6.3 ANÁLISE QUANTO AOS CUSTOS DOS CONCRETOS ............................. 57 
 
 
7 CONCLUSÕES ............................................................................................ 61 
8 SUGESTÕES PARA NOVAS PESQUISAS ................................................. 63 
REFERÊNCIAS ............................................................................................ 64 
ANEXO A – CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DE AGREGADO GRAÚDO ...... 68 
ANEXO B – CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DE AGREGADO MIÚDO .......... 70 
ANEXO C – MAPA DE QUALIDADE CPV-ARI ...........................................72 
 
 
13 
1 INTRODUÇÃO 
 
1.1 A IMPORTÂNCIA DA PESQUISA 
 
O cimento é um dos principais insumos da construção civil no Brasil e no 
mundo, segundo o sindicato nacional da industria do cimento (SNIC), no período de 
janeiro a setembro de 2017, as vendas de cimento no mercado interno totalizaram 
40,5 milhões de toneladas. Esse número já foi maior nos anos anteriores, atingindo 
71,2 milhões de toneladas em 2014. 
No intuito de reduzir a extração da matéria prima destinada à fabricação de 
cimento, têm-se adotado a utilização de adições minerais na produção de concreto 
diminuindo a quantidade de clínquer a ser produzida na fabricação de cimento; 
consequentemente é minimizada a presença de gás carbônico na atmosfera oriunda 
da produção de cimento, segundo (ISAIA; GASTALLDINI 2003, apud COELHO, 
2013). Entretanto é necessário analisar a reação dessas adições no concreto, e até 
em que proporção podem-se fazer essas adições em substituição ao cimento sem 
perder desempenho de resistências e durabilidade. 
 
 
 
 
14 
2 OBJETIVOS 
 
2.1 OBJETIVO GERAL 
 
Avaliar a influência das adições de sílica ativa e sílica de cinza da casca de 
arroz na trabalhabilidade e resistência à compressão axial do concreto convencional, 
comparando do ponto de vista técnico e econômico. 
 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
 Verificar a trabalhabilidade dos concretos com adições de sílicas no estado 
fresco sem adição de aditivo plastificante e identificar a quantidade de aditivo 
necessário em cada traço para atingir o slump determinado; 
 Identificar teores ótimos de sílica ativa e sílica de cinza da casca de arroz do 
ponto de vista da resistência mecânica obtida através do ensaio de resistência à 
compressão axial e custo. 
 
 
 
 
 
15 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
3.1 O CONCRETO 
 
O surgimento do cimento Portland é atribuído ao pesquisador John Aspdin em 
1824. O concreto é um exemplo de material cujo emprego acorreu de forma empírica 
por tentativa e erro, recebeu avanços técnicos e científicos que lhe conferiram 
melhorias para obtenção de um produto mais homogêneo e maior finura o que 
impactaria no ganho de resistência do concreto. (ISAIA, 2005 P12-20) 
O concreto por si só apresenta muitas características positivas como resistir 
tensões de compressão, entretanto, seu calcanhar de aquiles é não resistir a esforços 
de tração o que limitava seu uso. Para sanar esta deficiência por volta de 1854, 
Lambot e Monier inventaram o concreto armado, revolucionando assim o uso do 
concreto em diversos tipos de obras. Atualmente este segmento da construção civil 
que lida com o concreto tem grande representatividade na economia de diversos 
países representando cerca de 10% até 50% do produto interno bruto de algumas 
nações. (ISAIA, 2005, p.12-20) 
No início do século XX, os avanços tecnológicos impulsionaram novas 
pesquisas que permitiram ampliar a versatilidade do concreto. Ganhos em suas 
propriedades ocorreram de forma significativa utilizando adições de outros materiais 
em sua composição aumentando sua resistência mecânica, diminuindo sua 
porosidade, resistindo a ataques químicos melhorando consideravelmente suas 
propriedades. (ISAIA, 2005, p. 12-20) 
 
3.2 CIMENTO PORTLAND 
 
Considerado como um pó fino com propriedades aglomerantes, ligantes ou 
aglutinantes, que reage através do processo de endurecimento sob a ação de água, 
o cimento portland é atualmente uma das substâncias mais consumidas pelo homem, 
devido as suas características peculiares, sendo em seu estado fresco através da 
trabalhabilidade e moldabilidade, e em estado endurecido pela alta durabilidade, 
resistência à cargas e ao fogo, podendo ser considerado insubstituível em obras civis, 
sendo empregado em grandes barragens, estradas, edificações, pontes, tubos de 
concreto e telhados. (Associação Brasileira de Cimento Portland - ABCP, 2017). 
 
 
16 
O nome cimento Portland é atribuído devido a semelhança em cor e qualidade 
do cimento endurecido com a rocha da cidade de Portland na Inglaterra, um calcário 
extraído em Dorset, sendo utilizado até os dias atuais em todo o mundo para 
descrever o cimento obtido pela queima à temperatura de clinquerização em torno de 
1.450°C em grandes fornos rotativos, onde o material é sinterizado e parcialmente 
fundido, tomando a forma de esferas conhecidas como clínqueres. (NEVILLE, 2016, 
p.02 e 03) 
O cimento de alta resistência inicial tipo III, descrito na NBR 5763, desenvolve 
resistência mais rapidamente e deve ser portanto corretamente descrito como cimento 
de alta resistência inicial, lembrando que a velocidade de endurecimento não deve ser 
confundida com a velocidade de pega, pois o cimento comum e o de alta resistência 
inicial têm tempos de início de pega semelhantes, algo em torno de 45min. Na prática 
o cimento Portland de alta resistência inicial é mais fino que o cimento Portland 
comum. Normalmente cimentos ASTM do tipo III, têm valores de superfície específica, 
determinada pelo método Blaine, entre 450 e 600m²/Kg, em comparação com o 
cimento Portland comum que varia entre 300 e 400m²/Kg. (NEVILLE, 2016, p.71 e 72) 
De acordo com a (ABCP, 2017), O cimento Portland comum (CPI) é referência 
pelas suas propriedades e características, aos 11 tipos de cimentos básicos existente 
no mercado nacional, atendendo com igual desempenho a diversos tipos de obras. 
São eles: 
 
1. Cimento Portland Comum (CPI) 
 a. CPI – Cimento Portland Comum 
 b. CPI- S– Cimento Portland Comum com Adição 
2. Cimento Portland Composto (CPII) 
 a. CPII-E–Cimento Portland Composto com Escória 
 b. CPII-Z–Cimento Portland Composto com Pozolana 
 c. CP II-F – Cimento Portland Composto com Fíler 
3. Cimento Portland de Alto-Forno (CP III) 
4. Cimento Portland Pozolânico (CP IV) 
5. Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) 
6. Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS) 
7. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) 
http://www.abcp.org.br/cms/perguntas-frequentes/cimento-portland-comum-cp-i-e-cp-i-s-nbr-5732/
http://www.abcp.org.br/cms/perguntas-frequentes/cimento-portland-cp-ii-nbr-11578/
http://www.abcp.org.br/cms/perguntas-frequentes/cimento-portland-de-alto-forno-cp-iii-com-escoria-nbr-5735/
http://www.abcp.org.br/cms/perguntas-frequentes/cimento-portland-cp-iv-com-pozolana-nbr-5736/
http://www.abcp.org.br/cms/perguntas-frequentes/cimento-portland-cp-v-ari-alta-resistencia-inicial-nbr-5733/
http://www.abcp.org.br/cms/perguntas-frequentes/cimento-portland-cp-rs-resistente-a-sulfatos-nbr-5737/
http://www.abcp.org.br/cms/perguntas-frequentes/cimento-portland-de-baixo-calor-de-hidratacao-bc-nbr-13116/
 
 
17 
8. Cimento Portland Branco (CPB) 
 
3.3 AGREGADOS 
 
Responsável por 3/4 do volume do concreto, a qualidade dos agregados é de 
extrema importância quanto à resistência, durabilidade e desempenho estrutural do 
concreto. Antes eram considerados como materiais inertes, dispersos na pasta de 
cimento, utilizados por razões econômicas, hoje a visão já é contrária podendo ser 
considerados materiais de construção ligado a um todo coeso por meio da pasta de 
cimento, sendo também suas propriedades físicas, térmicas e algumas vezes 
químicas influenciadoras para o bom desempenho do concreto. A economia não é a 
única razão para o uso dos agregados, embora sabemos que o seu custo é inferior ao 
cimento, onde procuramos utilizá-los na maior quantidade possível, diminuindo assim, 
a quantidade de cimento. (NEVILLE, 2016, p.111) 
Há entretanto, outras características do agregado além da resistência, como 
dimensão, forma, textura superficial, granulometria (distribuição do tamanho das 
partículas) e mineralogia, conhecidas por afetar a resistência do concreto em variados 
graus. Frequentemente, o efeito de características do agregado sobre a resistência 
do concreto pode determinar uma alteração da relação água/cimento. Porém, há 
evidênciassuficientes na literatura existente de que nem sempre este é o caso. A 
partir de considerações teóricas, pode-se também prever que, independentemente da 
relação água/cimento, a dimensão, forma, textura superficial e mineralogia das 
partículas de agregado influenciarão as características da zona de transição na 
interface e, portanto, afetarão a resistência do concreto. (MEHTA & MONTEIRO, 
2008, p.56 e 57) 
 
3.3.1 Agregados miúdos 
 
Os agregados miúdos naturais, por possuírem formas arredondadas e terem 
boa distribuição granulométrica, geralmente produzem argamassas de melhor 
trabalhabilidade que com areia artificial. Quando a areia é muito fina, a composição 
com areia artificial pode ser uma boa solução. Deve ser dada uma atenção especial à 
verificação de possível presença de material deletério no agregado miúdo (argila, 
http://www.abcp.org.br/cms/perguntas-frequentes/cimento-portland-branco-cpb-nbr-12989/
 
 
18 
material pulverulento, carvão, matéria orgânica, etc.), tendo como consequência o 
comprometimento do concreto. (DAFICO, 2001 p.27) 
 
3.3.2 Agregados graúdos 
 
Como a ruptura em concretos de baixa resistência geralmente se dá pela 
formação de fissuras na zona de transição entre o agregado graúdo e a pasta de 
cimento, a dimensão maior do agregado contribui bastante para a propagação das 
fissuras, diminuindo a resistência do concreto à compressão. Agregados de formas 
alongadas e discoides produza concretos de menor resistência para uma mesma 
relação a/c. Os melhores agregados são aqueles que possuem formas próximas à 
cúbica, pois propiciam boa ancoragem, apresentando boa resistência, sem diminuir a 
trabalhabilidade do concreto fresco. A textura é também muito importante para a 
resistência, especialmente em se tratando de resistência à tração do concreto. 
Agregados naturais, por possuírem superfícies mais lisas, propiciam pior ancoragem, 
diminuindo a resistência. (DAFICO, 2001 p.27) 
Em concretos de baixa resistência (< 40 MPa), a origem do agregado 
geralmente não tem muita influência na resistência à compressão do concreto. A 
influência maior geralmente está ligada ao maior consumo de água pelo concreto, em 
função da dimensão máxima característica, forma e distribuição granulométrica, que 
produz um maior consumo de cimento para uma mesma resistência, ou uma 
diminuição na resistência para uma mesma composição entre cimento e agregados. 
Os agregados com elevados índices de absorção, em geral agregados 
porosos para concreto leve, por absorverem água do concreto, alteram a 
trabalhabilidade da mistura e, ao mesmo tempo, reduzem a relação a/c da pasta, 
melhorando em certos casos o seu desempenho. Mas com relação aos concretos 
normais, quase sempre a absorção das britas e dos seixos utilizados não produzem 
efeitos significativos quanto à trabalhabilidade e resistência do concreto. (DAFICO, 
2001 p.27) 
 
 
 
 
 
 
 
19 
3.4 ÁGUA 
 
A água deve ser examinada, para que os teores químicos de cloretos, sulfatos, 
álcalis, nitrato, fosfato e chumbo estejam de acordo com a (NBR 15900-1:2009), que 
especifica os requisitos para água ser considerada adequada ao preparo de concreto 
e descreve os procedimentos de amostragem, bem como métodos para sua 
avaliação. 
A água é utilizada praticamente em todos os serviços de construção civil, por 
este motivo deve atender a certas qualidades químicas conforme citado na norma e 
se alterada, pode gerar mudanças de cor no concreto ou até mesmo manchas e 
eflorescências nas superfícies. A água potável é recomendada para a produção do 
concreto, desde que seu pH esteja entre 6 e 8, porém deve ser isenta de impurezas 
químicas, físicas e biológicas, onde existem várias recomendações e limites máximos 
de impureza. (RIBEIRO, 2015, p. 8 e 9). 
 
3.5 ADITIVOS PLASTIFICANTES 
 
A utilização dos aditivos plastificantes tem crescido com a grande demanda 
da sustentabilidade mundial, especialmente com o ponto de vista na durabilidade dos 
concretos. Hoje para fazer um concreto durável aos agentes e ambientes agressivos, 
utiliza-se alguns métodos, como reduzir a porosidade por meio da redução de água, 
pois com uma menor quantidade de água no concreto podemos avançar com uma 
menor permeabilidade de água, reduzindo assim a migração por cloretos e a 
carbonatação. (MONFARDINI¹, et al.., 2014, apud BASTOS et al.., 2016) 
No Brasil, exige-se alguns requisitos para a utilização de alguns aditivos 
plastificantes, conforme a NBR12317:2011 (ABNT). 
 
3.6 SÍLICA CCA 
 
Atualmente o Brasil produz cerca de 12,7 milhões de toneladas do arroz, 
estando entre os 10 maiores produtores do mundo. Através desta produção a casca 
representa cerca de 3% da massa da planta do arroz, gerando até 15% em massa de 
sílica, ou seja, cerca de 57.000 toneladas de sílica poderiam estar disponíveis para o 
consumo pelo mercado, isto se aproveitasse as 381.000 toneladas de casca geradas 
 
 
20 
anualmente no país. Este montante poderia dobrar a produção anual de sílica, 
balanceando o mercado brasileiro e diminuindo o volume de importações deste 
produto no país. (FERNANDES, 2014, p. 160.) 
Diante da grande quantia de produção do arroz no país, principalmente no 
estado do Rio Grande do Sul, o processo de queima para a produção final do arroz 
gera um passivo ambiental que é a casca do arroz. É necessário o uso de alternativas 
para consumir esse produto, uma das melhores formas de consumo é a queima da 
casca do arroz para obtenção de energia junto das beneficiadoras do cereal, a partir 
de sistemas com controle da temperatura que é utilizado no Brasil, torna-se um 
material pozolânico se for processado para este fim. (COELHO, 2013, p. 27.) 
Abaixo a foto da sílica de cinza da casca de arroz fotografada em microscopia 
eletrônica, podendo observar as características do material ao reagir com outras 
propriedades do concreto: 
 
FOTO 1 - SÍLICA CCA MICROGRAFIAS OBTIDAS POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA. 
 
FONTE: Instituto de Química da UFRN (2013). 
 
De acordo com Pouey, citado por Coelho, que avaliou vários tratamentos para 
produção de cinza da casca de arroz com baixo teor de carbono e uso de cimentos 
compostos ou pozolânicos, também indicou que o teor ótimo de substituição seria de 
15% de cinza da casca de arroz para diversos tipos de cimentos Portland. (POUEY¹, 
et al.., 2006, apud COELHO et al.., 2013) 
 
 
21 
É muito importante para o meio ambiente o aproveitamento da CCA uma vez 
que, quando é descartada, provoca grande poluição por apresentar, em sua 
constituição, certa quantidade de carbono residual. A cinza da casca de arroz é 
considerada altamente prejudicial para a saúde humana, devido ao elevado teor de 
sílica que pode ocasionar, quando de grande exposição, uma afecção pulmonar. 
(BEZERRA, 2011). 
Com relação a resistência à compressão axial, constata-se que nas idades 
menores todos os traços com microssílica de cinza da casca de arroz apresentaram 
valores de resistência inferiores em comparação ao traço referência moldado somente 
com cimento. Observou-se também, que quanto maior o teor de substituição de 
cimento por CCA, menor foi o valor da resistência nesta idade. Com um maior tempo 
de cura, os traços com adição de CCA obtiveram um ganho maior de resistência 
devido ao efeito físico e pozolânico, mas não ultrapassaram a resistência do concreto 
referência. Aos 56 dias de idade, os valores da resistência dos traços com adição de 
CCA se aproximaram do valor obtido para a resistência do traço referência. Ou seja, 
em maiores idades a CCA obtem um ganho de resistência, tendo uma tendência de 
aumento acima dos 63 dias. (FUHR, SOKOLOVICZ, 2014). 
Quando se utiliza teores de adições nas idades menores, o desempenho da 
CCA fica bem próximo ao da sílica ativa mais utilizada no mercado. Porém aos 28 dias 
ocorre um distanciamento dos valores das resistências obtidas até 20%, esse valor é 
devido a grande diferençado teor de SiO2 (70%-CCA e 95%-SA) e a superfície 
específica (20.000 m²/kg-SA e 1.4020 m²/kg-CCA). Estes fatores fazem a sílica ativa 
ser superior a cinza de casca de arroz tendo um melhor desempenho na zona de 
transição na microestrutura do concreto. Mesmo apresentando bons resultados de 
resistência à compressão o concreto produzido com CCA acima dos 10%, não 
apresenta trabalhabilidade suficiente para aplicação em obras, devido à perda rápida 
de abatimento. (MATHIAS E ASSIS, 2008, p. 57). 
Ao avaliar o teor de substituição do cimento por CCA nas argamassas, 
percebeu-se um incremento menor de incorporação de areia a medida que se 
aumentava o teor de substituição de cimento por cinza da casca de arroz. Acredita-se 
que essa diferença esteja relacionada diretamente com a demanda de água no estudo 
de concreto tendo um impacto negativo na resistência das misturas, tanto em concreto 
como em argamassa para um dado traço ou na demanda de aglomerante se for fixada 
a relação água/aglomerante. Pode-se explicar esse fato pela elevada área específica 
 
 
22 
que a cinza da casca de arroz possui, diminuindo assim a fluidez das misturas para 
uma mesma quantia de água adicionada à mistura. (COELHO, 2013). 
O gráfico 1 mostra a evolução das resistências dos concretos com CCA. Os 
teores de 5 e 10% tem resistências próximas nas idades 3 e 7 dias sendo o percentual 
de 5% superior, mas aos 28 dias ocorre um aumento de resistência no teor de 10% 
que iguala-se ao 15% e supera os outros teores, tornando inviável utilizar o teor acima 
de 10%, pois além de não gerar acréscimos na resistência, requer um consumo maior 
de aditivo devido ao alto teor de carbono, necessitando de mais aditivo para obter um 
mesmo abatimento. (MATHIAS E ASSIS, 2008, p. 53 - 54) 
 
GRÁFICO 1 - COMPARATIVO DE TEORES DA CCA. 
 
FONTE: Mathias e Assis (2008). 
 
3.7 SÍLICA ATIVA 
 
A sílica ativa é uma das adições minerais mais utilizadas em concretos, 
principalmente em concretos de alto desempenho, onde além de buscar altas 
resistências mecânicas, busca-se também diminuir a porosidade e a permeabilidade, 
melhorando e aumentando a durabilidade do material. Utilizada como adição mineral 
a sílica ativa pode agir de duas maneiras, sendo elas através da ação química com 
efeito pozolânico, e ação física pelo efeito fíler. (HERMANN, et al.., 2016, p.58.) 
A sílica ativa por ser tão fina, tem a capacidade de preencher todos os vazios 
existentes entre as partículas maiores de cimento, colaborando para a densificação 
 
 
23 
tanto da pasta de cimento como da zona de transição, produzindo uma microestrutura 
mais densa, e com um menor índice de vazios no concreto. (HERMANN, et al.., 2016, 
p.58.) 
Abaixo a foto da sílica ativa fotografada em microscopia eletrônica, podendo 
observar as características do material ao reagir com outras propriedades do concreto: 
 
FOTO 2 – SÍLICA ATIVA OBTIDA POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA 
 
FONTE: Almeida (2006). 
 
A característica da sílica ativa depende muito do tipo de liga produzida, 
mudando assim a sua coloração, podendo variar de cinza claro a cinza escuro, 
também quanto sua granulometria e composição química. Suas partículas (SiO2) são 
esféricas, e em comparação com a granulometria do cimento pode ser 50 a 100 vezes 
menor. (ACI 234R-96, et al.., 2001, apud MENDES et al.., 2002) 
A dosagem ideal para fixar todo seu potencial, estaria entre 25% e 30%, 
porém, esta dosagem não seria viável na prática, pois necessita de uma grande 
quantidade de aditivo superplastificante para se obter concretos com trabalhabilidade. 
(AITCIN, et al.., 2000, apud MENDES et al.., 2002). 
A sílica ativa pode ser adicionada em relação a massa do cimento, 
melhorando a característica do concreto, tanto no estado fresco quanto no endurecido, 
aumentando o desempenho e ajudando a combater as agressões químicas, como a 
penetração íons cloreto, RAA, baixa permeabilidade, porosidade e absorvidade. 
(TECNOSIL, 2017) 
 
 
24 
A sílica ativa, devido a sua característica pozolânica, reage com os hidróxidos 
alcalinos que são dissolvidos na água, mitigando assim reação álcalis-agregado 
(RAA). Porém para cada tipo de agregado e cimento Portland a ser empregado, deve 
ser realizado ensaios para determinação do teor ideal de sílica ativa para o devido 
objetivo. (TECNOSIL, 2017) 
Ao avaliar resultados obtidos através do ensaio de resistência à compressão, 
estes mostram que a adição de silica ativa alcançou um desempenho 33% maior que 
o concreto referência utilizado no trabalho, obtendo ótimos resultados de ensaios de 
pozolanicidade e permeabilidade, obtendo melhoras na propriedade do concreto. 
(DINTEN, 2000). 
A sílica ativa, um subproduto da fabricação do silício metálico, é uma adição 
que melhora as propriedades do concreto tanto no estado fresco como no endurecido, 
(em especial concretos com baixa relação água/aglomerante). Esta adição contém de 
85% a 98% de dióxido de silício (SiO2) amorfo, suas partículas são obtidas a partir da 
condensação do gás residual da redução da sílica, têm forma esférica e são 
microscópicas. O diâmetro médio das partículas primárias é de 0,10 a 0,15 µm, 
equivalente às partículas sólidas da fumaça de um cigarro, a sílica ativa possui uma 
área específica extremamente elevada, da ordem de 20.000 m2 /kg, 
aproximadamente, 100 vezes maior que a do cimento (AÏTCIN, 2000 apud FREITAS 
et al.., 2005). 
A sílica ativa tem o efeito microfíler, onde as partículas da sílica ativa 
introduzem-se facilmente, quando bem defloculadas pelo superplastificante, nos 
espaços entre os grãos de cimento. Isto faz com que se reduza o espaço disponível 
para a água atuando como pontos de nucleação de produtos da hidratação do 
cimento. O efeito microfiler também é o responsável pelo aumento da fluidez em 
concretos com baixa relação água/aglomerante baixa (AÏTCIN, 2000 apud FREITAS 
et al.., 2005). 
No gráfico 2, é possível observar que ao aumentar os teores de adições de 
sílica ativa em substituição a massa do cimento no concreto, ocorre um acréscimo na 
sua resistência à compressão. Isso se dá devido a um maior refinamento da estrutura 
de poros devido ao efeito pozolânico, e a densificação da pasta devido a elevada 
finura das partículas através de efeito microfíler ocasionado pela sílica ativa. 
(HOFFMANN, 2001, p. 86 – 89) 
 
 
 
25 
GRÁFICO 2 - RELAÇÃO DE A/C X TEOR DE SÍLICA ATIVA. 
 
FONTE: Hoffmann (2001). 
 
A sílica ativa pode ser utilizada em teores que variam de 5% a 15% sobre a 
massa de cimento, nesta proporção a sílica ativa pode contribuir para melhorar a 
trabalhabilidade da mistura em estado fresco, pois suas partículas ocupam os vazios 
entre as partículas de cimento, entretanto quando adicionada com teores superiores 
a 15%, a sílica ativa aumenta o consumo de água e pode ocorrer o chamado efeito de 
afastamento, onde as partículas maiores são afastadas pelas menores, colaborando 
para o aumento do volume de vazios e necessitando de aumento no consumo da 
água. (HERMANN, et al.., 2016, p.58.) 
 
 
26 
4 PROGRAMA EXPERIMENTAL 
 
4.1 DESENVOLVIMENTO 
 
O programa experimental deste estudo foi desenvolvido com o intuito de 
atender ao objetivo geral e específicos, sendo eles citados a seguir: 
 Reproduzir o traço referência utilizado com frequência por uma concreteira 
da região metropolitana, fixando o slump em 80±10mm; 
 Realizar a dosagem de concreto com adições de sílica ativa nas proporções 
de 0%, 5%, 10%, 15% e 20% mantendo o abatimento de 80±10mm através 
da adição de aditivo plastificante; 
 Realizar a dosagem de concreto com adições de sílica da casca de arroz 
nas proporções de 0%, 5%, 10%, 15% e 20% mantendo o slump de 8±1cm, 
através de adição de aditivo plastificante; realizar ensaios de resistência a 
compressão nos corpos de prova de sílica ativa e da sílica da cinza de 
casca de arroz conforme NBR 5739/2007; 
 Compararos resultados dos ensaios de resistência à compressão axial dos 
corpos-de-prova dos concretos que utilizaram adições nas idades de 3, 7, 
28 dias; 
 Levantar os custos para a produção de concreto com a adição que 
apresentar melhor desempenho conforme o tipo de adição utilizada. 
Os materiais utilizados neste experimento foram fornecidos por uma 
concreteira da região metropolitana de Curitiba/PR. 
O desenvolvimento deste programa experimental foi elaborado em três 
etapas, conforme orientação, sendo elas: 
 
 
27 
 1° etapa: coleta dos materiais para a produção dos concretos (cimento, 
areia, brita, aditivo) na sede da concreteira, logo após sendo transportados 
para o laboratório da Facear, onde os agregados foram colocados em 
processo de secagem. As sílicas foram adquiridas em comércio 
especializado local; 
 Foram realizadas as moldagens dos corpos-de-prova, com o traço 
denominado referência (sem adições minerais e aditivos), e os demais 
traços com adições minerais (sílica ativa e cinza da casca de arroz) 
respectivamente em substituição a massa inicial do cimento nas 
proporções de 5%, 10%, 15% e 20% com a adição de aditivos até chegar 
ao abatimento estabelecido; 
 2° etapa: realizou-se uma repetição de todos os traços, inclusive o traço 
referência para a avaliação do comportamento dos materiais utilizados em 
uma data subsequente à primeira; 
 Realizou-se o ensaio de resistência à compressão axial dos corpos de 
prova dos concretos no laboratório da concreteira, sendo rompidos nas 
idades de 3, 7e 28 dias; 
 3° etapa: nesta etapa, para o aumento da confiabilidade dos resultados, 
executou-se todos os traços novamente na concreteira. 
 
4.2 MATERIAIS CONSTITUINTES DO CONCRETO 
 
4.2.1 Cimento CPV - ARI 
 
O cimento utilizado nos experimentos em laboratório foi o APIAÍ CP V-ARI 
ESTRUTURA GRANEL, fornecido do silo da concreteira, coletados em sacos 
plásticos de 30kg e acondicionado em um tambor grande com tampa, evitando 
variações de umidade. 
As tabelas 1, 2 e 3 apresentam-se os resultados dos ensaios de 
caracterização do cimento empregado fornecidas pelo fornecedor: 
Todos os dados atendem a NBR-5733, e aprovado pelo técnico: José Marcos 
de Lima Filho. 
 
 
 
 
28 
TABELA 1 - EXIGÊNCIAS FÍSICAS E MECÂNICAS. 
Exigências físicas e mecânicas 
 Finura Tempo de pega (min.) 
 Blaine (cm²/g) # 200 (%) # 325 (%) Início de Pega (min) 
Fim de Pega 
(min) 
Exigência >=3000 <=6,0 - >=60 <=600 
Média 4.746 0,3 1,7 245 316 
Desvio Máx. 134,59 0,1 0,39 25,22 24,81 
Qtd Dados 21 21 21 21 21 
FONTE: Intercement (2017). 
 
TABELA 2 - EXIGÊNCIAS A RESISTÊNCIAS À COMPRESSÃO 
Resistência à compressão (MPa) 
 01 Dia (MPa) 03 Dias (MPa) 07 Dias MPa) 28 Dias (MPa) 
Exigência >=14,0 >=24,0 >=34,0 - 
Média 20,6 37,1 42,4 48,7 
Desvio Máx. 1,11 1,14 0,83 0,69 
Qtd Dados 21 21 19 7 
FONTE: Intercement (2017). 
 
 TABELA 3 - EXIGÊNCIAS QUÍMICAS. 
Exigências químicas 
 MgO (%) SO3 Média (%) 
Perda ao Fogo 
Média (%) 
Resíduo 
Insolúvel (%) 
Exigência <=6,5 <= 3,5 ou <= 4,5 <=4,5 - 
Média 3,4 2,8 3,5 - 
Desvio Máx. 0,36 0,1 0,22 - 
Qtd Dados 21 21 21 0 
FONTE: Intercement (2017). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
GRÁFICO 3 - COMPARATIVO DE RESISTÊNCIA. 
 
FONTE: Intercement (2017). 
 
4.2.2 Sílica ativa 
 
A sílica ativa utilizada em nosso experimento foi fornecida pela tecnosil, 
empresa localizada na cidade de Santo André em São Paulo, trata-se de um pó fino 
pulverizado que vem do processo de fabricação do silício metálico ou ferro silício, 
sendo assim um produto de origem metalúrgica, onde a composição química e física 
fica mais estabilizada. (Catálogo Sílica Ativa – TECNOSIL, 2017) 
 
FOTO 3 – PÓ DA SÍLICA ATIVA 
 
FONTE: Concrefiber (2017). 
 
Nas tabelas 4, 5 e 6 estão apresentados os resultados dos ensaios de 
caracterização da sílica ativa empregada fornecidas pelo fabricante: 
 
 
 
30 
 TABELA 4 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS. 
Características físicas e químicas 
Alto teor de SiO2 > 85% 
Superfície Específica 20000 m²/kg 
Formato da partícula Esférico 
Massa Específica 2220 kg/m³ 
FONTE: Sílica Ativa Tecnosil (2017). 
 
TABELA 5 - CONSUMO DE AGLOMERANTES. 
Consumo de aglomerante, kg/m³ 
Fck (MPa) Cimento Adição 
Consumo de Energia 
(kWh/m³) 
Emissão de CO2 
(kg/m³) 
30 269 13 349 269 
35 307 15 300 307 
40 350 18 455 350 
45 400 20 519 400 
50 356 23 592 456 
FONTE: Sílica Ativa Tecnosil (2017). 
 
 
 TABELA 6 – ANÁLISE QUÍMICA DA SÍLICA ATIVA 
Ensaios químicos 
Composição Comp. Quím. (%) 
(SiO2) 95,26 
 (K2O) 0,80 
 (CaO) 0,30 
 (Na2O) 0,23 
 (K2O) 0,80 
(LOI) 2,02 
(pH) 8,76 
 (MgO) 0,60 
 (Al2O3) 0,16 
 (Fe2O3) 0,14 
(H2O) 0,88 
FONTE: Sílica Ativa Tecnosil (2017). 
 
 
 
 
 
31 
4.2.3 Sílica de cinza da casca de arroz 
 
A sílica de cinza da casca de arroz utilizada em nosso experimento foi do 
fornecedor SILCCA NOBRE, da cidade de Alegrete, localizada no Rio Grande do Sul, 
proveniente da queima controlada da casca de arroz em sistema de combustão via 
leito fluidizado. Sua denominação técnica é Silcca Nobre SBI, composta por sílica 
amorfa, óxido de ferro, cálcio, magnésio sódio, potássio e carbono. 
 
FOTO 4 – PÓ DA SÍLICA CCA 
 
FONTE: Diprotec (2017). 
 
As tabelas 7 e 8 apresenta-se os resultados dos ensaios de caracterização da 
sílica de cinza da casca de arroz empregada, fornecidas pelo fabricante: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32 
 TABELA 7 - COMPOSIÇÃO QUÍMICA. 
Ensaios químicos 
Composição Comp. Quím. (%) 
(SiO2) 90,67 
 (K2O) 2,17 
 (CaO) 1,12 
 (P2O5) 0,58 
 (SO3) 0,28 
(CI) 0,22 
(MnO) 0,19 
 (MgO) 0,18 
 (Al2O3) 0,14 
 (Fe2O3) 0,11 
(Rb2O) 0,01 
FONTE: Laboratório LACER – DEMAT-EE-UFRGS – catálogo Silcca Nobre (2017). 
 
 TABELA 8 - PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS. 
Propriedades físico químicas Resultados 
Perda ao fogo (%) 4,32 
Umidade (%) < 3 
Ph entre 8 e 10 
Massa específica (g/cm³) 2,16 
Resíduos em peneira #325 < 5% 
Teor de SiO2 > 90% 
Ensaio CTAB (m²/g) 10 a 12 
Superfície específica (m²/g) 15 a 20 (m/g²) 
FONTE: Indiana Artefatos de Borrachas e Silicone (2017). 
 
4.2.4 Agregado miúdo 
 
A areia utilizada no experimento foi a areia fina, proveniente da mineração 
AVP, coletada e ensaiada no dia 08/11/2017. 
As tabelas 9, 10 e gráfico 4, apresentam-se os resultados dos ensaios de 
caracterização da areia empregada fornecidas pela concreteira: 
 
 
 
 
 
 
33 
TABELA 9 - COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA (NBR NM 248). 
Massa da 
Amostra 
(g) 
1ª Determinação 2ª Determinação 
% Retida Média Massa inicial: 
506 
Massa inicial: 
502 
Abertura 
da 
Massa % Retida Massa % Retida 
Individual 
(%) 
Acumulada (%) 
Peneira 
(mm) 
Retida 
(g) 
Individual 
Retida 
(g) 
Individual Normal Intermediária 
9,5 
6,3 
4,8 9,0 1,8 10,0 2,0 1,9 1,9 
2,4 60,0 12,0 63,0 12,6 12,3 14,2 
1,2 94,0 18,8 101,0 20,2 19,5 33,7 
0,6 90,0 18,0 90,0 18,0 18,0 51,7 
0,3 90,0 18,0 95,0 19,0 18,5 70,2 
0,15 108,0 21,6 95,0 19,0 20,3 90,5 
0,075 39,0 7,8 37,0 7,40 7,6 98,1 
< 0,15 10,0 2,0 9,0 1,80 1,9 100 
Total 500 100,0 500 100,0 
Dimensão Máxima: 4,8 mm Módulo de Finura: 2,62 
Data: 
27-abr-2017 
Executante: 
Carlos 
Visto: Claiton Cremonez 
Obs: Duas determinações não devem diferir entre si mais que 4% na porcentagem retida individual. 
FONTE: Laboratório Novamix (2017). 
 
GRÁFICO 4 - GRANULOMETRIA AGREGADO MIÚDO. 
 
FONTE: Laboratório Novamix (2017) 
 
 
 
 
 
34 
 Avaliação do índice de cor da amostra em relação a solução padrão 
Mais Clara ( X ) Igual (___) Mais Escura (___) 
Data: 08-nov-17 Executante: Carlos Visto: Claiton Cremonez 
Determinação:1ª e 2ª Média 
Teor de Material 
Pulverulento (%): 
8,7 e 8,6 8,6 
Data dos ensaios:27-abr-17 Executante: Carlos Visto:Claiton Cremonez 
Limite: 3,0% para concretos sujeitos a desgaste superficial e 5,0% se não for sujeito a desgaste 
superficial. Podem passar para 10% e 12% se forem grãos de britagem de rocha. 
FONTE: Laboratório Novamix (2017). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABELA 10 - MASSA ESPECÍFICA (NBR NM 52) E ABSORÇÃO DE ÁGUA (NBR NM 30). 
Determinações 
Massa 
Específica Seco 
Massa 
Específica SSS 
Massa 
Específica Absorção (%) 
d1 (g/cm³) d2 (g/cm³) d3 (g/cm³) 
1ª Determinação 2,61 2,62 2,63 0,4 
2ª Determinação 2,61 2,62 2,63 0,4 
Média 2,61 2,62 2,63 0,4 
Data: 27-abr-17 Executante: Carlos Visto: Claiton Cremonez 
Obs: Duas determinações não devem diferir entre si mais que 0,02g/cm³. 
 
 
 
 
 
35 
4.2.5 Agregado graúdo 
 
A brita utilizada no experimento foi a brita zero, proveniente da pedreira 
VOTORAN, coletada e ensaiada no dia 26/04/2017. 
Nas tabelas 11, 12, 13, 14,15 e gráfico 5, são apresentados os resultados dos 
ensaios de caracterização da brita empregada, fornecidas pela concreteira: 
 
TABELA 11 - COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA. 
Massa da 
Amostra 
(g) 
1ª Determinação 2ª Determinação 
% Retida Média 
Massa (g): 3000 Massa (g): 3000 
Abertura 
da 
Massa % Retida Massa % Retida 
Individual 
(%) 
Acumulada (%) 
Peneira 
(mm) 
Retida (g) Individual 
Retida 
(g) 
Individual Normal Intermediária 
32 0 0 0 0 0 0 
25 0 0 0 0 0 0 
19 0 0 0 0 0 0 
12,5 0 0 0 0 0 0 
9,5 122 4,07 127 4,23 4,15 4,15 
6,3 1182 39,40 1207 40,23 39,82 43,97 
4,8 822 27,40 809 26,97 27,18 71,15 
2,4 775 25,83 730 24,33 25,08 96,23 
1,2 32 1,07 37 1,23 1,15 97,38 
0,6 0 0 0 0 0 97,38 
0,3 0 0 0 0 0 97,38 
0,15 0 0 0 0 0 97,38 
0,075 0 0 0 0 0 97,38 
< 0,15 53 1,77 40 1,33 1,55 100 
Total 3000 100 3000 100 
Dimensão 
Máxima: 
9,5 Percentual de Lamelas: 5,18% Módulo de Finura: 5,61 
Data dos 
ensaios: 
26/04/2017 
Executante: 
Antônio/Carlos 
Visto: Claiton Cremonez 
Obs: Duas determinações não devem diferir entre si mais que 4% na porcentagem retida individual. 
Índice de forma deve ser ≤ 3%. 
FONTE: Laboratório Novamix (2017). 
 
 
 
 
36 
GRÁFICO 5 - GRANULOMETRIA DO AGREGADO GRAÚDO. 
 
Fonte: Laboratório Novamix (2017) 
 
TABELA 12 - TEOR DE ARGILA EM TORRÕES E MATERIAIS FRIÁVEIS (NBR 7218). 
Teor de argila e materiais friáveis 
Teor de Argila em Torrões e Materiais Friáveis Total (%) 0 
Data dos ensaios: 26/04/2017 Executante: Antônio/Carlos Visto: Claiton Cremonez 
Limite: 1,0% para concreto aparente. 
FONTE: Laboratório Novamix (2017). 
 
TABELA 13 - MASSA ESPECÍFICA E ABSORÇÃO (NBR NM53). 
Determinações 
Massa 
Específica 
Seco 
Massa Específica - 
SSS 
Massa Específica Absorção de 
Água (%) 
d (g/cm³) - ds (g/cm³) Aparente da (g/cm³) 
1ª 2,78 2,76 2,75 0,4 
2ª 2,78 2,76 2,74 0,5 
Média 2,78 2,76 2,75 0,4 
Data dos ensaios: 26/04/17 
Executante: 
Antônio/Carlos 
Visto: Claiton Cremonez 
Obs: Duas determinações não devem diferir entre si mais que 0,02g/cm³ para massa específica e 
0,3% para absorção. 
FONTE: Laboratório Novamix (2017). 
 
 
 
 
37 
TABELA 14 - MASSA UNITÁRIA E ÍNDICE DE VAZIOS (NBR NM 45). 
Massa unitária solta 
Determinações 1ª 2ª 3ª Média 
Massa unitária seca 
ρap (Kg/m³) 
1,50 1,50 1,50 1,50 
Obs: Os resultados de massa unitária não devem diferir em relação à média mais que 1%. 
FONTE: Laboratório Novamix (2017). 
 
TABELA 15 - TEOR DE MATERIAIS PULVERULENTO (NBR NM 46). 
Material pulverulento 
Determinação 1ª 2ª Média 
Teor de Material Pulverulento (%): 2,8 2,7 2,8 
Data dos ensaios: 26/04/17 
Executante: 
Antônio/Carlos 
Visto: Claiton Cremonez 
FONTE: Laboratório Novamix (2017). 
 
 
4.2.6 Água 
 
A água utilizada para a realização dos experimentos, como moldagem e cura 
dos corpos-de-prova do laboratório da Facear e da concreteira, é proveniente da 
empresa responsável pelo abastecimento público do estado, sendo ela denominada 
SANEPAR (Companhia de Saneamento do Paraná). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
38 
 TABELA 16 - CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA DA CONCESSIONÁRIA. 
Tabela - qualidade da água distribuída SANEPAR 
 
Média dos últimos 30 
resultados 
Mín. / Máx. Permitido Portaria 2914-MS 
Cor 2,72 15 uH-Un. Cor 
Fluoretos 0,7 0,6 a 1,1 mg/L F 
Turbidez 0,66 5 NTU 
pH 6,7 6,0 a 9,5 Un. Ph 
Cloro Residual 1,2 0,2 a 5,0 mg/L Cl 
Alumínio 0,088 0,2 mg/L Al 
Ferro Total 0,05 0,3 mg/L Fe 
Manganês 0,05 0,1 mg/L Mn 
Microcistinas 0 1 ug/L 
Coliformes Totais 0 (0) Ausente - 
Escherichia Coli 0 (0) Ausente - 
FONTE: Sanepar 2017. 
 
4.2.7 Aditivo 
 
O aditivo utilizado neste estudo é um plastificante polifuncional da marca 
BASF, utilizado pela concreteira e comercialmente identificado como Master Polyheed 
38. Sua coloração é marrom escura, seu pH é de 8,00 a 10,00 conforme a NBR 10908 
e massa específica 1.150 a 1.190 g/cm³. Este aditivo é a base de lignosulfonatos que 
tem a função no concreto de dispersão das partículas coloidais, influenciando em 
várias propriedades do concreto seja no estado fresco ou endurecido. Este aditivo 
atende aos requisitos das normas ABNT NBR 11768 (tipo P). O Fabricante indica seu 
uso entre 0,6 e 1,0% em relação ao peso do cimento, podendo chegar a reduzir acima 
de 10% do volume de água a ser adicionada no concreto. Este teor pode variar em 
detrimento as características dos agregados utilizados, temperatura ambiente e tipo 
de mistura. 
 
 
 
39 
5 PRODUÇÃO E EXECUÇÃO DOS CONCRETOS 
 
5.1 TRAÇOS 
 
O traço referência utilizado nos experimentos para a construção dos corpos- 
de-prova foi estabelecido a partir de um concreto convencional utilizado por uma 
concreteira local, mantendo o mesmo teor de argamassa, slump, proporcionamento 
dos materiais sem utilização de aditivo plastificante conforme a tabela 17. 
 
 TABELA 17- TRAÇO REFERÊNCIA UTILIZADO NO PROGRAMA EXPERIMENTAL. 
Aglomerante Ag. miúdo Ag. graúdo Água/ Agl. 
% Teor de 
arg. 
Abatimento 
1 2,12 2,88 0,625 52% 80±10mm 
 FONTE: Autores (2017). 
 
Tendo em vista que o volume necessário para moldar sete corpos-de-prova 
por traço, o traço referência foi recalculado para 8 kg de cimento para que não haja 
desperdícios nos materiais constituintes do concreto. 
Após a definição do traço referência, em substituição a massa inicial do 
cimento, foi adicionada a sílica ativa (S.A) e cinza da casca de arroz (CCA) em 
proporções de 5%, 10%, 15% e 20% conforme as tabelas 18 e 19. 
 
 TABELA 18 - TABELA DE TRAÇOS DA S.A. 
Material Traço referência 5% 10% 15% 20% 
Cimento CPV-ARI (kg) 8 7,6 7,2 6,8 6,4 
S.A (kg) 0 0,4 0,8 1,2 1,6 
Areia fina (kg) 16,96 16,94 16,96 16,57 16,44 
Brita 0 (kg) 23,04 23,04 23,04 23,04 23,04 
Aditivo plast. (ml) 0 20 24 43 67 
Aditivo plast. (%) 0 0,25 0,30 0,53 0,83 
Água (L) 5 5 5 5 5 
 
 FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
40 
 TABELA 19 - TABELA DE TRAÇOS DA CCA. 
Material Traço referência 5% 10% 15% 20% 
Cimento CPV-ARI (kg) 8 7,6 7,2 6,8 6,4 
CCA (kg) 0 0,4 0,8 1,2 1,6 
Areia fina (kg) 16,96 16,92 16,90 16,54 16,41 
Brita 0 (kg) 23,04 23,04 23,04 23,04 23,04 
Aditivo plast. (ml) 0 8 13 0 23 
Aditivo plast. (%) 0 0,1 0,16 0 0,28 
Água (L) 5 5 5 5 5 
 
 FONTE: Autores (2017). 
 
5.2 PRODUÇÃO E PREPARO DOS CORPOS-DE-PROVA 
 
A imprimação da betoneira foi realizada conforme o traço unitário (1:5), 
verificado na tabela 17 e demonstrada na foto 5. 
 
FOTO 5 - IMPRIMAÇÃO 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Logo após realizou-se a pesagem e separação dos materiais totalmente 
secos, atendendo a quantidade necessária recomendada para os diferentes tipos 
traços, conforme as fotos 6, 7 e 8. 
 
 
 
 
41 
FOTO 6 - PESAGEM DE AGREGADO MIÚDO. 
 
FONTE:Autores (2017). 
 
FOTO 7 - PESAGEM DE CINZA DA CASCA DE ARROZ. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
 
 
 
42 
FOTO 8 - MATERIAIS SEPARADOS CONFORME TRAÇO. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Após a pesagem e separação dos materiais, a mistura de todos os concretos 
desenvolvidos em nossa pesquisa foi realizada em um misturador de eixo inclinado, 
denominado de betoneira, com capacidade nominal de 120 litros, conforme a foto 9. 
 
FOTO 9 - BETONEIRA 120L. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
 
43 
A ordem de colocação dos materiais na betoneira seguiu constante para todas 
as misturas, conforme descrição abaixo: 
1. 100% do agregado graúdo; 
2. 100% do agregado miúdo; 
3. Mistura por 30segundos; 
4. 75% da água; 
5. Mistura por 30 segundos; 
6. 100% dos aglomerantes (cimento, sílicas); 
7. Mistura por 30 segundos; 
8. 25% restante da água; 
9. Mistura por 1minuto; 
10. Adição de aditivos quando necessário, (permitindo ajustes finais do traço), 
para o abatimento recomendado; 
11. Mistura por 1 minuto. 
 
Após o término de toda a mistura, além de se observar visualmente a 
consistência de cada traço, foram realizados os ensaios de consistência através do 
abatimento de tronco de cone (NBR-NM-67, 1998), conforme as fotos 10 e 11. 
Na foto 10 é possível verificar a realização do ensaio para medir a 
trabalhabilidade do concreto no estado fresco através do ensaio de Slump Test. 
 
FOTO 10 - ENSAIO DO TRONCO DE CONE. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
44 
FOTO 11 - ENSAIO DE TRABALHABILIDADE DO CONCRETO. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Para cada betonada foram moldados conforme a norma NBR-5738, sete 
corpos-de-prova cilíndricos em formas metálicas, com dimensões nominais de 100mm 
x 200mm para resistência à compressão axial (aos 3, 7 e 28 dias), totalizando 196 
Cp´s, conforme a foto 12 demonstrando parte dos corpos-de-prova. 
 
FOTO 12 - CORPOS-DE-PROVA DOS TRAÇOS. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
45 
Após a moldagem dos corpos-de-prova, foi feita a identificação dos cilíndros 
e consequentemente para que não haja perda de água, realizou-se o cobrimento com 
lona plástica durante as primeiras 24 horas conforme a foto 13. 
 
FOTO 13 - LONA PLÁSTICA PARA EVITAR PERDA DE UMIDADE DOS CP´s. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Após as 24 horas, os corpos-de-prova foram desformados e transportados 
para a concreteira imediatamente (foto 14), onde os mesmos foram para um tanque 
de cura, com temperaturas entre 23±2°C até a data de suas respectivas rupturas de 
acordo com a norma NBR 5939 (foto 15). 
 
FOTO 14 - CP´s DESFORMADOS PARA TRANSPORTE. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
46 
FOTO 15 - TANQUE PARA CURA DO CONCRETO. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Os corpos-de-prova foram retirados uma hora antes do ensaio no laboratório 
da concreteira. A prensa utilizada para as rupturas foi a de modelo EMIC PC 100 (foto 
16). As retificações dos topos dos corpos-de-prova somente foram realizadas nas 
idades de 7 e 28 dias (foto 17), sendo os ensaios de resistência à compressão axial 
aos 3 dias realizadas com pastilha de neoprene novas, conforme NBR 5739. 
 
FOTO 16 - PRENSA PARA ENSAIO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO AXIAL. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
47 
FOTO 17 - RETÍFICA DE CP´S. 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
48 
6 RESULTADOS OBTIDOS E ANÁLISES 
 
6.1 RESULTADOS OBTIDOS 
 
Neste capítulo são apresentados os resultados dos ensaios de resistência à 
compressão axial dos corpos-de-prova decorrentes da metodologia da pesquisa, e em 
seguida a análise quanto aos resultados obtidos. 
Foram confeccionados um total de 196 corpos-de-prova, sendo 2 Cp´s para 
idade de 3 e 7 dias e 3 Cp´s para rompimento aos 28 dias de idade, realizados em 3 
etapas. As duas primeiras etapas (E1 e E2) realizadas no laboratório da Facear, 
campus Sítio Cercado e a última etapa (E3) no laboratório da concreteira. 
Na tabela 20 apresenta-se os valores do concreto referência, realizado sem 
adições e aditivo plastificante, já a tabela 21, corresponde aos valores do concreto 
com adição de 5% para as duas sílicas. 
 
TABELA 20 - TRAÇO REFERÊNCIA. 
ADIÇÃO 
0% 
fcj 3 dias MPa 
Média 
3 dias 
fcj 7 dias MPa 
Média 
7 dias 
fcj 28 dias MPa Média 
28 
dias E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 
T-R 
27,6 18,0 29,9 
25,5 
32,9 32,2 35,4 
33,5 
46,0 39,3 39,5 
40,4 
25,4 21,2 29,8 34,7 32,0 34,3 45,8 38,6 38,2 
25,2 26,4 32,3 35,7 45,2 39,9 37,5 
25,1 26,2 31,6 34,1 37,8 39,9 
 39,7 40,7 
 38,6 39,9 
Média = 25,8 22,9 29,9 32,9 33,5 34,9 42,2 39,7 38,4 
DPad = 1,2 4,1 0,1 3,6 1,3 1,8 0,8 1,5 3,9 0,7 1,0 2,8 
CV (%)= 4,6 17,8 0,2 14,2 4,0 5,3 2,2 4,5 9,2 1,8 2,6 7,0 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
49 
TABELA 21 - TRAÇOS COM TEOR DE 5%. 
ADIÇÃO 
5% 
fcj 3 dias MPa Média 
3 dias 
MPa 
fcj 7 dias MPa Média 
7 dias 
MPa 
fcj 28 dias MPa Média 
28 
dias 
MPa 
E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 
T-5SA 
27,5 24,1 26,4 
26,0 
32,6 30,4 33,2 
32,6 
39,7 35,6 38,5 
39,2 26,3 23,9 28,1 34,6 31,3 33,6 41,4 38,2 39,4 
 42,0 37,9 40,1 
Média = 26,9 24,0 27,3 33,6 30,9 33,4 41,0 37,2 39,3 
DPad = 0,9 0,1 1,2 1,7 1,4 0,6 0,3 1,5 1,2 1,4 0,8 1,9 
CV (%)= 3,3 0,6 4,4 6,6 4,2 2,1 0,8 4,7 2,9 3,9 2,0 5,0 
T-5CCA 
27,3 24,7 29,2 
27,0 
33,3 32,8 35,3 
33,8 
41,6 39,7 39,0 
40,2 25,2 25,5 29,8 34,3 31,2 35,6 40,8 39,4 40,8 
 41,3 39,1 40,1 
Média = 26,3 25,1 29,5 33,8 32,0 35,5 41,2 39,4 40,0 
DPad = 1,5 0,6 0,4 2,2 0,7 1,1 0,2 1,7 0,4 0,3 0,9 1,0 
CV (%)= 5,6 2,3 1,4 8,0 2,1 3,5 0,6 4,9 1,0 0,7 2,3 2,4 
FONTE: Autores (2017). 
 
No gráfico 6, cada coluna representa os valores das médias das resistências 
à compressão axial dos concretos: referência; com adição de 5% para sílica ativa e 
sílica de cinza da casca de arroz, nas idades de 3, 7 e 28 dias. 
 
GRÁFICO 6 - COMPARATIVO POR IDADE NO TEOR DE 5% 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Na tabela 22 são apresentados os valores dos resultados correspondentes 
aos concretos com adição de 10% para as duas sílicas. 
25,5 26,0 27,0
33,5 32,6 33,8
40,4 39,2 40,2
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
REFERÊNCIA 5 % S.A. 5 % C.C.A.
R
e
s
is
tê
n
c
ia
 (
M
P
a
)
Teores das adições (%)
Comparativo por idades (S.A x C.C.A) - Teor de 5%
Resistência (MPa) 3 d Resistência (MPa) 7 d Resistência (MPa) 28 d
 
 
50 
TABELA 22 - TRAÇOS COM TEOR DE 10%. 
ADIÇÃO 
10% 
fcj 3 dias MPa 
Média 
3 dias 
fcj 7 dias MPa 
Média 
7 dias 
fcj 28 dias MPa Média 
28 
dias E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 
T-10SA 
27,8 25,6 25,7 
26,0 
34,6 32,6 31,7 
33,3 
41,1 43,9 41,1 
41,8 26,2 24,6 26,2 33,6 32,6 34,6 41,9 44,7 40,3 
 42,1 40,4 41,1 
Média = 27,0 25,1 26,0 34,1 32,6 33,2 41,7 43,0 40,8 
DPad = 1,1 0,7 0,4 1,1 0,7 0,0 2,1 1,2 0,5 2,3 0,5 1,5 
CV (%)= 4,2 2,8 1,4 4,0 2,1 0,0 6,2 3,6 1,3 5,4 1,1 3,7 
T-10CCA 
26,1 24,5 25,8 
25,1 
32,2 31,8 32,7 
31,8 
40,9 42,2 41,5 
41,5 22,3 25,0 27,0 31,2 30,6 32,4 42,6 41,1 40,8 
 40,9 41,6 41,7 
Média = 24,2 24,8 26,4 31,7 31,2 32,6 41,5 41,6 41,3 
DPad = 2,7 0,4 0,8 1,6 0,7 0,8 0,2 0,8 1,0 0,6 0,5 0,6 
CV (%)= 11,1 1,4 3,2 6,5 2,2 2,7 0,7 2,5 2,4 1,3 1,1 1,5 
FONTE: Autores (2017). 
 
No gráfico 7, cada coluna representa os valores das resistências à 
compressão axial dos concretos: referência; com adição de 10% para sílica ativa e 
sílica de cinza da casca de arroz, nas idades de 3, 7 e 28 dias. 
 
GRÁFICO 7 - COMPARATIVO POR IDADE NO TEOR DE 10% 
 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
25,5 26,0 25,1
33,5 33,3 31,8
40,4 41,8 41,5
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
REFERÊNCIA 10 % S.A. 10 % C.C.A.
R
e
s
is
tê
n
c
ia
 (
M
P
a
)
Teores das adições
Comparativo por idades (S.A x C.C.A) - Teor de 10%
Resistência (MPa) 3 d Resistência (MPa) 7 d Resistência (MPa) 28 d
 
 
51 
Na tabela 23 são expressos os valores dos resultados correspondentes aos 
concretos com adições de 15% para as duas sílicas.TABELA 23 - TRAÇOS COM TEOR DE 15%. 
ADIÇÃO 
15% 
fcj 3 dias MPa 
Média 
3 dias 
fcj 7 dias MPa 
Média 
7 dias 
fcj 28 dias MPa Média 
28 
dias E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 
T-15SA 
22,5 25,2 25,2 
24,3 
31,6 33,4 32,4 
32,6 
43,0 46,7 42,1 
43,9 23,4 25,4 23,9 31,6 34,2 32,4 43,2 46,5 41,7 
 42,9 47,1 41,6 
Média = 23,0 25,3 24,6 31,6 33,8 32,4 43,0 46,8 41,8 
DPad = 0,6 0,1 0,9 1,2 0,0 0,6 0,0 1,0 0,2 0,3 0,3 2,3 
CV (%)= 2,6 0,6 3,7 4,8 0,0 1,7 0,0 3,1 0,4 0,7 0,6 5,1 
T-15CCA 
* 21,0 24,9 
23,1 
* 28,4 31,6 
30,5 
* 37,0 40,7 
38,4 * 20,8 25,6 * 28,6 33,3 * 37,2 39,6 
 * 37,1 38,8 
Média = 20,9 25,3 28,5 32,5 37,1 39,7 
DPad = 0,1 0,5 2,5 0,1 1,2 2,4 0,1 1,0 1,5 
CV (%)= 0,7 2,0 10,9 0,5 3,7 7,8 0,3 2,4 4,0 
Nota: (*) Valores descartados - outliers. 
FONTE: Autores (2017). 
 
Os valores obtidos para o concreto E1 com 15% de CCA foram analisados 
com o teste Z (escore padronizado) apresentando escores abaixo de -3 e, portanto, 
considerados discrepantes ou atípicos (outliers) em relação à média e desvio padrão 
dos traços E2 + E3. Os dados obtidos em todas as idades foram descartados sob a 
hipótese de alteração da relação água/aglomerante. 
No gráfico 8, cada coluna representa os valores das resistências à 
compressão axial dos concretos: referência; com adição de 15% para sílica ativa e 
sílica de cinza da casca de arroz, nas idades de 3, 7 e 28 dias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
52 
GRÁFICO 8 - COMPARATIVO POR IDADE NO TEOR DE 15% 
 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Na tabela 24 são apresentados os valores dos resultados corresponde aos 
concretos com adição de 20% para as duas sílicas. 
 
TABELA 24 - TRAÇOS COM TEOR DE 20%. 
ADIÇÃO 
20% 
fcj 3 dias MPa 
Média 
3 dias 
fcj 7 dias MPa 
Média 
7 dias 
fcj 28 dias MPa Média 
28 
dias E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 
T-20SA 
19,6 21,9 24,5 
22,1 
29,4 32,5 34,4 
31,7 
41,7 47,5 46,9 
45,3 20,6 21,5 24,4 28,4 32,5 32,8 41,9 48,2 48,0 
 39,5 46,9 47,5 
Média = 20,1 21,7 24,5 28,9 32,5 33,6 41,0 47,5 47,5 
DPad = 0,7 0,3 0,1 2,0 0,7 0,0 1,1 2,3 1,3 0,7 0,6 3,3 
CV (%)= 3,6 1,2 0,3 9,0 2,4 0,0 3,4 7,2 3,2 1,4 1,2 7,3 
T-20CCA 
16,1 21,8 23,4 
20,4 
26,1 30,4 31,5 
29,5 
36,7 41,9 41,3 
39,6 15,1 21,6 24,2 26,3 30,9 31,6 37,1 41,0 40,0 
 37,7 40,5 39,9 
Média = 15,6 21,7 23,8 26,2 30,7 31,6 37,2 41,1 40,4 
DPad = 0,7 0,1 0,6 3,8 0,2 0,4 0,1 2,6 0,5 0,7 0,8 1,9 
CV (%)= 4,3 0,6 2,4 18,8 0,6 1,2 0,2 8,8 1,4 1,7 1,9 4,9 
 
 FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
25,5 24,3 23,1
33,5 32,6 30,5
40,4
43,9
38,4
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
REFERÊNCIA 15 % S.A. 15 % C.C.A.
R
es
is
tê
n
ci
a 
(M
P
a)
Teores das adições (%)
Comparativo por idades (S.A x C.C.A) - Teor de 15%
Resistência (MPa) 3 d Resistência (MPa) 7 d Resistência (MPa) 28 d
 
 
53 
No gráfico 9, cada coluna representa os valores das resistências à 
compressão axial dos concretos: referência; com adição de 20% para sílica ativa e 
sílica de cinza da casca de arroz, nas idades de 3, 7 e 28 dias. 
 
GRÁFICO 9 - COMPARATIVO POR IDADE NO TEOR DE 20% 
 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25,5
22,1 20,4
33,5 31,7
29,5
40,4
45,3
39,6
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
REFERÊNCIA 20 % S.A. 20 % C.C.A.
Comparativo por idades (S.A x C.C.A) - Teor de 20%
Resistência (Mpa) 3 d Resistência (Mpa) 7 d Resistência (Mpa) 28 d
 
 
54 
6.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
O gráfico 10 apresentam-se todos os resultados obtidos através do ensaio de 
rompimento à compressão axial dos corpos-de-prova dos concretos realizados com 
as adições de sílica ativa e de cinza da casca de arroz nas proporções de 5%, 10%, 
15% e 20% para as idades de 3, 7 e 28 dias. 
 
GRÁFICO 10 - GRÁFICO GLOBAL DOS TRAÇOS. 
 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Observa-se que na idade de 3 dias adicionando teores de 5% e 10% das 
adições minerais, a diferença entre elas é insignificante. A partir do teor de 15% e 20% 
verifica-se um aumento na diferença de 4,5% e 8% respectivamente, conforme 
resultados apresentados nas páginas 51, 52 e 53. 
y = -1,364x + 29,376
R² = 0,8809
y = -2,1819x + 31,515
R² = 0,9914
y = -0,3558x + 33,787
R² = 0,4702
y = -1,4212x + 36,35
R² = 0,9792
y = 2,0481x + 35,394
R² = 0,9837
y = -0,4984x + 41,656
R² = 0,2514
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
55,0
60,0
REFERÊNCIA 5% 10% 15% 20%
R
e
s
is
tê
n
c
ia
 (
M
P
a
)
Teores das adições (%)
Comparativo de resistência à compressão axial - S.A. x C.C.A nas idades 
3,7 e 28dias
3 Dias S.A 3 Dias C.C.A 7 Dias S.A 7 Dias C.C.A 28 Dias S.A 28 Dias C.C.A
 
 
55 
Na idade de 7 dias, para os teores de 5% e 10% obtém-se resultados 
irrelevantes, porém a partir das adições nos teores de 15% e 20% temos diferenças 
de 5% e 9% simultaneamente. 
Por último, aos 28 dias nota-se que para a adições nos teores de 5% a 
diferença é desprezível, já para as próximas adições com 10%, 15% e 20%, percebe-
se um aumento na diferença, em comparação as idades anteriores, de 3%, 9% e 14% 
respectivamente, obtendo-se uma variação de aproximadamente 4% entre os teores. 
Conforme o aumento nos teores das adições, percebe-se um acréscimo nas 
diferenças dos valores podendo variar em relação ao traço referência. Nas adições 
sequentes o ganho de resistência do concreto com sílica ativa é gradual tendendo 
sempre a ser positivo, contribuindo para um aumento de desempenho e durabilidade. 
Já a sílica da casca de arroz quanto maiores as adições, menores são os valores de 
resistência à compressão, diminuindo seu desempenho e consequentemente a sua 
durabilidade. 
As linhas de tendência apresentam uma similaridade dos concretos com 
adição de 5% para os dois tipos de sílica, entretanto, o ganho de resistência do 
concreto com adição de sílica se dá devido a um maior refinamento da estrutura de 
poros e ao efeito pozolânico, conforme observado no experimento de (HOFFMANN, 
2001). 
Comparando com MATHIAS E ASSIS, (2008), os resultados obtidos nos 
teores de CCA, para o desempenho das sílicas estão próximo um do outro em 
menores teores de adição e idades, porém ao adicionar 20%, a sílica ativa tem um 
acréscimo considerável nas resistências. Esta diferença é devido ao teor de SiO2, que 
na CCA (moída) atinge-se até 70% e na sílica ativa cerca de 95%, já no experimento 
atual a CCA (industrializada) atinge 90,67%, e a sílica ativa 95,26%, obtendo-se ainda 
um distanciamento nos resultados. 
A cinza da casca de arroz utilizada por MATHIAS E ASSIS, (2008) passou por 
processo de moagem durante o experimento, diferentemente da CCA utilizada neste 
estudo, apresentando resultados aproximados quanto a resistência à compressão 
atingindo um distanciamento de 17,5% da CCA moída e 13% da CCA industrializada, 
ambas em comparação com a sílica ativa para o teor de 20%. Em relação a 
trabalhabilidade, a CCA empregada por MATHIAS E ASSIS, (2008) para teores acima 
de 10%, pede-se mais aditivo para atingir o slump desejado. Comparando-se a CCA 
industrializada utilizada neste experimento, com a usada pelos pesquisadores acima, 
 
 
56 
verifica-se um concreto com boa trabalhabilidade, não exigindo maior quantidade de 
aditivo, demostrando uma evolução da indústria na obtenção do produto final da cinza 
da casca de arroz. 
No gráfico 11, é apresentada a diferença de resistência aos 28 dias dos 
concretos com adições em comparação ao concreto referência (28 dias REF.). 
 
GRÁFICO 11 - COMPARATIVO RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL DO CONCRETO 
REFERÊNCIA X ADIÇÕES. 
 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Para a sílica ativa observa-se que no teor de 5% houve uma diferença 
insignificante; para o teor de 10% a diferença foi de (+3%); para teor de 15% a 
diferença chega a (+7,5%) e para teor de 20% a diferença obtida é de (+12%). 
A CCA por sua vez, no teores de 5% e 10%, percebe-se uma diferença 
irrelevante; para teor de 15% a diferençafoi de (-3%); e por fim, no teor de 20% atinge-
se uma diferença de (-4%). 
Verifica-se portanto que para todos os teores das adições, a CCA demonstra 
similaridade ao concreto referência, diferentemente da S.A que por sua vez, quanto 
maior o teor de adição, maior a sua resistência. 
y = 2,0481x + 35,394
R² = 0,9837
y = -0,4984x + 41,656
R² = 0,2514
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
REFERÊNCIA 5% 10% 15% 20%
R
e
s
is
tê
n
c
ia
 (
M
p
a
)
Teores das adições (%)
Comparativo de resistência à compressão axial ( S.A x CCA ) em relação ao 
referência
28 Dias REF. 28 Dias S.A
28 Dias C.C.A Linear (28 Dias S.A)
Linear (28 Dias C.C.A)
 
 
57 
6.3 ANÁLISE QUANTO AOS CUSTOS DOS CONCRETOS 
 
Para a análise dos custos dos concretos foram levantados, no mês de outubro 
de 2017, junto aos fornecedores de materiais de construção local, os valores dos 
insumos já com impostos e custos de transporte incluídos. 
Os valores apresentados na tabela 25 são para o concreto referência sem as 
adições de aditivos e sílicas. 
 
TABELA 25 - TRAÇO REFERÊNCIA DE CONSUMO POR M³. 
Insumos Massa/M³ Custo 
 Cimento CPV – ARI 355,96 kg R$ 153,06 
 Areia Fina 754,63 kg R$ 36,97 
 Brita 0 1025,16 kg R$ 50,23 
 Água 222,47 L R$ 1,68 
Total do Valor por m³ R$ 241,94 
 
 FONTE: Autores (2017). 
 
A seguir na tabela 26, os valores apresentados compreendem as adições 
minerais em percentagem aos materiais aglomerantes, nas proporções de 5%, 10%, 
15% e 20% e aditivo para ambos os traços, onde os valores encontrados no mercado 
foi de R$ 2,18 para o kg de sílica ativa (SA), R$ 1,74 o kg para a sílica da cinza de 
casca de arroz (CCA) e R$ 2,61 o litro do aditivo plastificante. 
Analisando o custo unitário entre as sílicas, observa-se que a cinza da casca 
de arroz é 79,8% do preço da sílica ativa, ou seja, 20,2% mais barato. 
 
 TABELA 26 - TABELA DE CUSTOS COM ADIÇÕES DE SÍLICAS. 
Tipos de Sílica 5% 10% 15% 20% 
S.A. R$ 273,29 R$ 305,50 R$ 349,03 R$ 385,59 
 C.C.A. R$ 266,16 R$ 289,37 R$ 324,65 R$ 347,37 
 
 FONTE: Autores (2017). 
 
Considerando o custo por m³, a cinza da casca de arroz é mais viável 
economicamente em comparação a sílica ativa em todos os teores. Porém percebe-
se que nas duas adições, comparando com o valor do traço referência, elevam-se os 
 
 
58 
custos conforme o aumento dos teores, chegando até 10% de diferença na proporção 
de 20%, conforme o gráfico 12. 
 
GRÁFICO 12 - CUSTO POR TEOR DE ADIÇÃO. 
 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Na tabela 27, seguem os valores da quantidade de aditivo utilizada para os 
traços com adições das sílicas. 
 
 TABELA 27 - ADITIVOS X PROPORÇÕES DE SÍLICAS (%). 
Identificação Traço referência 5% 10% 15% 20% 
Aditivo S A (%) 0,00 0,25 0,30 0,53 0,83 
Aditivo CCA (%) 0,00 0,10 0,16 0,00 0,28 
 
 FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
R$0
R$50
R$100
R$150
R$200
R$250
R$300
R$350
R$400
R$450
5% 10% 15% 20%
C
u
s
to
 (
R
$
)
Teores das adições (%)
Comparativo de custos dos concretos
REF. S.A. C.C.A.
 
 
59 
GRÁFICO 13- PORCENTAGEM DE ADITIVO POR SÍLICA. 
 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
No gráfico 13, evidencia-se a tendência de aumento na quantidade do uso de 
aditivo para maiores teores de adições minerais para se obter a mesma 
trabalhabilidade do concreto referência, elevando-se o seu custo/benefício.Verifica-se 
portanto, que quanto maior a proporção nos teores das adições minerais, a tendência 
do aumento da necessidade de aditivo da S.A é significativamente superior ao da 
CCA. 
 
 TABELA 28 - PREÇO POR 1 MPA DE RESISTÊNCIA. 
Resistências aos 28 dias X valor do concreto por M³ 
Tipo de Sílicas 5% 10% 15% 20% 
S.A. 
R$ 
273,29 
MPa 
39,2 
R$ 
305,50 
MPa 
41,8 
R$ 
349,03 
MPa 
43,9 
R$ 
385,50 
MPa 
45,3 
 C.C.A. 
R$ 
266,16 
MPa 
40,2 
R$ 
289,30 
MPa 
41,5 
R$ 
324,65 
MPa 
38,4 
R$ 
347,30 
MPa 
39,6 
 Valor por MPa S. A R$ 6,97 R$ 7,30 R$ 7,95 R$ 8,50 
Valor por MPa C.C.A. R$ 6,62 R$ 6,97 R$ 8,45 R$ 8,77 
 
 FONTE: Autores (2017). 
 
 
 
 
y = 0,02x2 + 0,074x - 0,06
R² = 0,9727
y = 0,01x2 - 0,014x + 0,04
R² = 0,4052
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
TRAÇO REF. 5% 10% 15% 20%
Média de Aditivo S A (%) Média de Aditivo CCA (%)
Linear (Média de Aditivo S A (%)) Linear (Média de Aditivo CCA (%))
Comparativo do consumo de aditivo
T
e
o
r
d
e
 a
d
iv
o
 (
%
)
 
 
60 
GRÁFICO 14 - CUSTO POR 1 MPA. 
 
 
FONTE: Autores (2017). 
 
Pode-se observar que nos teores de 5% e 10%, a CCA fica mais favorável 
quanto ao seu custo/benefício por MPa em comparação a sílica ativa. Porém nos 
teores de 15% e 20%, verifica-se que a S.A apresentou um melhor custo/benefício, 
obtendo-se menor custo por MPa, onde nota-se uma diferença de (+3%) de 
econômica em comparação com a sílica da casca de arroz no teor de 20%, conforme 
tabela 28 e gráfico 14. 
 
 
 
 
 
 
 
6,97 7,3
7,95
8,5
6,62 6,97
8,45 8,77
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
5% 10% 15% 20%
C
u
s
to
 (
R
$
)
Teores das adições (%)
Custo / 1 MPa
 Valor por MPa S. A Valor por MPa C.C.A.
 
 
61 
7 CONCLUSÕES 
 
Considerando os resultados obtidos pelas resistências à compressão axial 
dos concretos através dos gráficos e linhas de tendências, analisou-se os resultados 
das proporções de cinza da casca de arroz com sílica ativa, onde verificou-se 
resultados muito próximos aos 28 dias nos teores de 5% e 10%, diferentemente de 
outros experimentos já realizados em outras pesquisas, isto se dá pela diferença no 
processo de fabricação da CCA. Porém a partir do teor de 15% observa-se que a CCA 
apresenta perda de resistência, diferentemente da sílica ativa que melhora a sua 
resistência mesmo com maiores proporções, apresentando um melhor desempenho 
e consequentemente, uma maior durabilidade. 
Em relação a trabalhabilidade, avaliou-se que as sílicas apresentaram 
resultados semelhantes, porém aumentando-se a proporção de S.A. houve maior 
concentração de aditivo que a CCA para atinguir o slump estabelecido, porém 
comparado a experimentos anteriores, obteve-se na CCA uma melhora na 
trabalhabilidade do concreto. 
Quanto ao custo, ambas as sílicas superam o concreto referência, contudo 
observa-se que para teores até 10% a CCA apresentou um resultado positivo de 
economia em relação a sílica ativa. Para teores de 15% e 20%, verifica-se que a sílica 
ativa apresentou um melhor resultado em comparação a CCA, pois o seu custo por 
resistência (MPa) é menor, permitindo ajustes em seu traço para otimização de seu 
preço. 
Atingiu-se na sílica da cinza de casca de arroz um melhor desempenho em 
relação ao histórico apurado na bibliografia corrente, seus resultados têm se 
apresentado muito próximos aos da sílica ativa em baixos teores de adição, porém 
ampliando-se as proporções das adições é notório o ganho de resistência da sílica 
ativa. 
Uma das melhores formas de consumo de cinza da casca de arroz é a 
obtenção de energia junto das beneficiadoras através de sua queima, enquanto a 
sílica ativa contribui para a redução de energia e emissão de CO2, pelo simples fato 
de reduzir o consumo de aglomerante. As duas sílicas além de serem sustentáveis, 
se forem descartadas de forma clandestina ocasiona-se a poluição ao meio ambiente. 
Embora no estudo não foram avaliadas propriedades referentes a estes 
requisitos, sabe-se que a incorporação de S.A e CCA melhoram a microestrutura, 
 
 
62 
diminuem a permeabilidade e porosidade, aumentando assim a durabilidade do 
concreto e pela redução de cimento e reaproveitamento destes resíduos (S.A e CCA) 
se está contribuindo para a sustentabilidade. Portanto não deve ser levado em conta 
apenas o m³, mas os benefícios técnicos e ecológicos inerentes ao uso das adições. 
 
 
63 
8 SUGESTÕES PARA NOVAS PESQUISAS 
 
A busca por materiais que possam ser utilizados