Influência da substituição parcial de escória ácida de fundição em concreto de cimento portland

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FERNANDO NUNES FERREIRA 
fernando_fnf@hotmail.com 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE ESCÓRIA ÀCIDA DE 
FUNDIÇÃO EM CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND 
 
 
 
 
 
 
 
Projeto de Pesquisa ao Curso de Graduação em 
Engenharia Civil, do Centro Universitário 
UNIAVAN, como requisito parcial para obtenção 
do título de Bacharel. 
 
 
Profª. Orientadora: MSc. Geisiele Ghisleni 
 
 
 
 
Balneário Camboriú 
2019 
 3 
FERNANDO NUNES FERREIRA 
 
 
 
 
INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE ESCÓRIA CIDA DE 
FUNDIÇÃO EM CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND 
 
 
 
Este Projeto de Pesquisa foi julgado adequado à 
obtenção do título de Bacharel em Engenharia 
Civil e aprovado em sua forma final pelo Curso de 
Engenharia Civil, do Centro Universitário 
UNIAVAN. 
 
 
Balneário Camboriú (SC), 03 de Julho de 2019. 
 
 
 
_________________________ 
Profª. MSc. Geisiele Ghisleni. 
Orientadora 
 
_________________________ 
Prof. Dr. Ricardo André Hornburg 
Coordenador do Curso 
 
 
Apresentada perante a Banca Examinadora composta pelos Professores 
 
 
_________________________ 
Profª. MSc. Gisele Marilha Pereira Reginatto 
 
_________________________ 
Prof°. MSc. Victor Eduardo Cury Silva 
 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
"As pessoas não são lembradas pelo número de 
vezes que fracassam, mas sim pelo número de 
vezes que têm sucesso". 
Thomas Alva Edison (1847-1931). 
 5 
AGRADECIMENTOS 
 
Ao concluirmos uma etapa da vida, devemos agradecer á quem se mostrou 
presente em todos os momentos vivenciados neste ciclo. Pessoas que de alguma 
forma contribuíram para mais uma conquista pessoal, a todos estes quero prestar os 
meus sinceros agradecimentos. 
Aos meus pais, Aparecido e Valdirene, pela vida, carinho sempre 
demonstrado e pela compreensão das ausências nos encontros familiares. 
À minha esposa Thainara, pelo amor, carinho e auxilio nesta etapa, sempre 
me apoiando e motivando a seguir em frente. 
Aos meus irmãos Leandro, Marcelo, Sara e Raquel, que além de irmãos são 
verdadeiros amigos. 
Ao meu amigo Eduardo, pela amizade, pelos anos de aprendizado que 
obtive ao seu lado e pelo auxílio no projeto de pesquisa desenvolvido. 
Á minha professora orientadora Geisiele pelo auxilio e paciência que dispôs 
durante as orientações e a confiança em mim depositada para realização da 
pesquisa. 
Aos meus amigos acadêmicos, Ana Laura, Jeferson, José e Leandro, que 
me acompanharam ao longo desta caminhada. 
Às empresas, Supremo Secil Cimentos, pela doação da escória ácida de 
fundição e a Areia Ana, a qual abriu as portas do laboratório técnico para execução 
do trabalho de pesquisa. 
Enfim, a todos que de alguma forma contribuíram para a realização desta 
pesquisa. Aqui meus agradecimentos. 
 
 
 
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TERMO DE ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE 
 
 
Declaro, para todos os fins de direito, que assumo total responsabilidade 
pelo aporte ideológico conferido ao presente trabalho, isentando o Centro 
Universitário UNIAVAN, a coordenação do Curso de Engenharia Civil, a Banca 
Examinadora e o Orientador de toda e qualquer responsabilidade acerca do mesmo. 
 
 
Balneário Camboriú (SC), 03 de Julho de 2019. 
 
 
_______________________ 
Fernando Nunes Ferreira 
 
 7 
RESUMO 
 
FERREIRA, Fernando Nunes. Influência da Substituição Parcial de Escória 
Ácida de Fundição em Concretos de Cimento Portland. 2019. 94 f. TCC 
(Graduação) - Curso de Engenharia Civil, Centro Universitário Uniavan, Balneário 
Camboriú, 2019. 
 
A escória ácida de fundição é um resíduo proveniente das fundições gerado pelo forno cubilô, o qual 
é responsável pela produção do ferro fundido, este resíduo é, em sua maioria, descartado em aterros. 
Visando às propriedades pozolânicas deste resíduo, este trabalho tem por objetivo analisar a 
influência nas resistências mecânicas dos concretos sob a substituição parcial do cimento CP II – F 
40 por escória ácida de fundição. Iniciaram-se os ensaios com a caracterização das matérias primas 
para produção dos concretos. Após, foi elaborado o traço referência utilizando como aglomerante 
apenas cimento, com base no traço referencia realizou-se a substituição parcial do cimento por 
porcentagens de 10, 20 e 30% de escória ácida de fundição sobre o peso total de cimento. 
Confeccionado os quatro traços, foram moldados os corpos de prova que ficaram armazenadas em 
cura úmida até a data dos ensaios, foram submetidos a ensaios de resistência à compressão, 
realizado aos 7, 28 e 63 dias de idade e absorção de água por capilaridade, realizado aos 28 dias de 
idade, aonde foram analisados os resultados obtidos. Os resultados de resistência à compressão 
apresentaram uma queda nas resistências conforme a substituição parcial aumentava, entretanto, o 
traço 10 % atingiu resistência, na idade de 63 dias, de pouco mais de 39 Mpa, 1,17 Mpa a menos que 
o traço referência. Já o traço 30% apresentou resistências interessantes do ponto de vista de 
consumo de cimento, aonde que com consumos de cimento baixo, como 192 kg de cimento obteve-
se uma resistência de 30 Mpa que pelo consumo de cimento, é uma resistência considerável para um 
concreto convencional. Os resultados de absorção de água por capilaridade apresentaram 
satisfatórios resultados, não havendo discrepância nos resultados. Com base nos resultados da 
pesquisa, a substituição do cimento pela escória ácida de fundição em concretos é viável, desde que 
previamente analisados. 
 
 
Palavras-chave: Escória ácida de fundição. Resíduo de fundição. Escória 
pozolânica. 
 8 
ABSTRACT 
FERREIRA, Fernando Nunes. Influence of Partial Substitution of Casting Acid 
Slag on Portland Cement Concretes 2019. 94 f. TCC (Graduate) - Civil engineering 
course, University Center Uniavan, Balneário Camboriú, 2019. 
 
The acid slag foundry is a residue from the foundries generated by the furnace cupola, which is 
responsible for the production of the cast iron, this residue is mostly discarded in landfills. Aiming at 
the pozzolanic properties of this residue, this work has the objective of analyzing the influence on the 
mechanical strengths of the concretes under the partial substitution of the CP II - F 40 cement for acid 
melting slag. The tests were started with the characterization of the raw materials for the production of 
concrete. Afterwards, the reference line was drawn using only cement as a binder, based on the 
reference trace, the partial replacement of the cement was carried out by percentages of 10, 20 and 
30% of acid slag cast on the total weight of cement. Once the four traces were made, the specimens 
that were stored in wet curing until the date of the tests were molded, were submitted to compressive 
strength tests, performed at 7, 28 and 63 days of age and water absorption by capillarity, performed at 
28 days of age, where the results were analyzed. The results of resistance to compression showed a 
decrease in the resistances as the partial replacement increased, however, the 10% trait reached 
resistance, at the age of 63 days, of just over 39 Mpa, 1.17 Mpa less than the reference trait. The 30% 
trait presented interesting resistance from the point of view of cement consumption, where with low 
cement consumption, such as 192 kg of cement, a resistance of 30 Mpa was obtained that, due to the 
consumption of cement, is a considerable resistance to a conventional concrete. The results of water 
absorption by capillarity presented satisfactory results, with no discrepancy in the results. Based on 
the results of the research, the replacement of the cement by the acid slag from concrete casting is 
feasible, since previously analyzed. 
 
 
Keywords: Foundry acid slag. Casting residue. Pozolanic slag.9 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
FIGURA 1. – Desenho esquemático de forno cubilô a ar frio. ................................... 22 
FIGURA 2. – Representação esquemática da formação da escória no cadinho 
durante a fusão do metal. .......................................................................................... 26 
FIGURA 3. - Fluxograma de Aceitação da Água para Amassamento do Concreto. . 40 
FIGURA 4. – Materiais coletados para realização da pesquisa. ............................... 41 
FIGURA 5. – Frasco volumétrico LeChatelier para determinação da massa 
específica do cimento e outros materiais em pó. ...................................................... 43 
FIGURA 6. – Comparativo visual da moagem da escória ácida................................ 45 
FIGURA 7. – Colorímetro e solução aquosa de hidróxido de sódio para determinação 
das impurezas orgânicas em agregado miúdo. ......................................................... 48 
FIGURA 8 – Curva granulométrica da mescla do agregado miúdo. .......................... 51 
FIGURA 9. - Curva granulométrica da mescla do agregado graúdo. ........................ 52 
FIGURA 10. – Balança de precisão de 0,1g.............................................................. 53 
FIGURA 11. – Balança analítica com precisão de 0,001g. ....................................... 54 
FIGURA 12. – Materiais pesados prontos para a mistura. ........................................ 54 
FIGURA 13. – Mistura de concreto em betoneira. ..................................................... 55 
FIGURA 14. – Determinação da consistência do concreto pelo abatimento do tronco 
cone. ......................................................................................................................... 56 
FIGURA 15. – Corpos de prova moldados. ............................................................... 59 
FIGURA 16. – Controle de temperatura da cura úmida. ........................................... 60 
FIGURA 17. – Prensa hidráulica. .............................................................................. 61 
FIGURA 18. – Curva granulométrica do agregado miúdo (areia fina). ...................... 65 
FIGURA 19. – Curva granulométrica do agregado miúdo (areia grossa). ................. 66 
FIGURA 20. – Comparação da solução de hidróxido de sódio com o colorímetro. ... 68 
FIGURA 21. – Curva granulométrica do agregado graúdo britado n° 0. ................... 69 
FIGURA 22. – Curva granulométrica do agregado graúdo britado n°1. .................... 71 
FIGURA 23. – Resultados das determinações das consistências dos concretos pelo 
abatimento do tronco cone. ....................................................................................... 73 
FIGURA 24. – Obtenção das massas dos concretos para determinação da massa 
específica. ................................................................................................................. 74 
 10 
FIGURA 25. – Esquematização do ensaio de compressão de corpos de prova 
cilíndrico de concreto. ............................................................................................... 76 
FIGURA 26. – Comparação das resistências à compressão dos corpos de prova aos 
7 dias de idade. ......................................................................................................... 78 
FIGURA 27 – Comparação das resistências à compressão dos corpos de prova aos 
28 dias de idade. ....................................................................................................... 80 
FIGURA 28. – Gráfico da comparação, em porcentagem, das resistências à 
compressão dos corpos de prova ensaiados aos 63 dias de idade. ......................... 82 
FIGURA 29. – Evolução das resistências á compressão dos traços ao longo das 
idades. ....................................................................................................................... 83 
FIGURA 30. – Evolução da absorção por capilaridade nos traços de concreto. ....... 85 
 
 11 
LISTA DE QUADROS 
 
 
QUADRO 1. Composição química das escórias ácidas de fundição. ....................... 27 
QUADRO 2. – Características das escórias ácidas de forno cubilô a ar frio. ............ 28 
QUADRO 3. – Resultados de resistência à compressão uniaxial (Mpa) em função do 
efeito da interação TE x ID, para relação água/aglomerante igual a 0,70. ................ 30 
QUADRO 4. – Resistência à compressão média (fc), em Mpa, dos blocos de 
concreto para pavimentação com substituição parcial de agregado miúdo por EGF.
 .................................................................................................................................. 31 
QUADRO 5. - Designação normalizada, sigla e classe do cimento Portland. ........... 34 
QUADRO 6. – Ensaios físicos da pasta de cimento CP II F40.................................. 43 
QUADRO 7. – Ensaios químicos do cimento CP II F40. ........................................... 44 
QUADRO 8. – Composição química da escória ácida. ............................................. 46 
QUADRO 9. - Normas utilizadas para caracterização de agregado miúdo. .............. 47 
QUADRO 10. - Normas utilizadas para caracterização de agregado graúdo. .......... 49 
QUADRO 11. – Consumo de material aglomerante por traço. .................................. 50 
QUADRO 12. – Dosagem dos traços em massa para 1 betonada de 30 litros. ........ 53 
QUADRO 13. - Normas utilizadas para caracterização do concreto no estado fresco.
 .................................................................................................................................. 55 
QUADRO 14. - Normas utilizadas para caracterização do concreto no estado fresco.
 .................................................................................................................................. 59 
QUADRO 15 – Resultados dos ensaios realizados no CP II F-40. ........................... 63 
QUADRO 16. – Resultado dos ensaios realizados na escória ácida de fundição. .... 64 
QUADRO 17. – Resultado da distribuição granulométrica do agregado miúdo (areia 
fina). .......................................................................................................................... 64 
QUADRO 18. – Resultado da distribuição granulométrica do agregado miúdo (areia 
grossa). ..................................................................................................................... 65 
QUADRO 19. - Resultado dos ensaios executados nos agregados miúdos. ............ 67 
QUADRO 20. – Resultado dos ensaios executados no agregado graúdo britado n° 0.
 .................................................................................................................................. 69 
QUADRO 21. – Resultado dos ensaios executados no agregado graúdo britado n° 1.
 .................................................................................................................................. 70 
QUADRO 22. – Resultado dos ensaios executados nos agregados graúdos. .......... 71 
 12 
QUADRO 23. – Resultados das determinações das consistências dos concretos pelo 
abatimento do tronco cone. ....................................................................................... 72 
QUADRO 24 – Resultado das massas específicas dos concretos ........................... 74 
QUADRO 25. – Resultados de teor de ar dos concretos. ......................................... 75 
QUADRO 26. – Resistência à compressão aos 7 dias dos corpos de prova. ........... 77 
QUADRO 27. - Resistência á compressão aos 28 dias dos corpos de prova. .......... 79 
QUADRO 28. – Resistência á compressão aos 63 dias dos corpos de prova. ......... 81 
QUADRO 29. – Resultados da absorção de água por capilaridade. ......................... 84 
 
 
 13 
 
 
LISTA DE EQUAÇÕES 
 
Equação1.................................................................................................................. 56 
Equação 2.................................................................................................................. 57 
Equação 3..................................................................................................... ............. 58 
Equação 4.................................................................................................................. 58 
Equação 5.................................................................................................................. 60 
Equação 6.................................................................................................................. 62 
 14 
 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 
 
 
a/agl. – Relação água/aglomerante 
a/c – Relação água/cimento 
ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ASTM – American Society for Testing and Materials 
Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio 
CO2–Dióxido de carbono 
CP II F – Cimento Portland composto com material carbonático 
CP II Z – Cimento Portland composto com material pozolânico 
CP IV – Cimento Portland pozolânico 
Fck – Resistência característica do concreto aos 28 dias 
IAB – Instituto Aço Brasil 
IBRACON – Instituto Brasileiro do Concreto 
KOH – Hidróxido de potássio 
Mpa – Megapascals 
NaOH – Hidróxido de sódio 
Na2SiO3 – Silicato alcalino de sódio 
NBR – Norma Brasileira 
NM – Norma MERCOSUL 
t – Tonelada 
 15 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 17 
1.1 OBJETIVOS ........................................................................................ 18 
1.2 HIPÓTESE .......................................................................................... 19 
1.3 JUSTIFICATIVA .................................................................................. 19 
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ............................................................ 19 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................. 21 
2.1 INDÚSTRIA DE FUNDIÇÃO ............................................................... 21 
2.1.1 Forno Cubilô ..................................................................................... 22 
2.1.2 Geração de Resíduos ...................................................................... 23 
2.1.2.1 Areia de Fundição ......................................................................... 24 
2.1.2.2 Escória de Fundição ..................................................................... 25 
2.2 UTILIZAÇÂO DA ESCÓRIA DE FUNDIÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
 ............................................................................................................................... 29 
2.3 CIMENTO PORTLAND ....................................................................... 31 
2.3.1 Fabricação do Cimento Portland ...................................................... 32 
2.3.2 Tipos de Cimento Portland ............................................................... 34 
2.4 CONCRETOS DE CIMENTO PORTLAND ......................................... 35 
2.4.1 Agregados ........................................................................................ 36 
2.4.2 Aditivos............................................................................................. 38 
2.4.3 Água de amassamento .................................................................... 39 
3 METODOLOGIA PROPOSTA ............................................................................... 41 
3.1 MATERIAIS EMPREGADOS .............................................................. 41 
3.1.1 Cimento Portland ............................................................................. 42 
3.1.2 Escória Ácida ................................................................................... 44 
3.1.3 Agregado Miúdo ............................................................................... 47 
3.1.4 Agregado Graúdo ............................................................................. 48 
 16 
3.1.5 Água de Amassamento .................................................................... 49 
3.1.6 Aditivo Plastificante .......................................................................... 50 
3.2 DOSAGEM DOS CONCRETOS ......................................................... 50 
3.3 CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO ......... 55 
3.4 CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO 59 
3.5 METODOLOGIA DE ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DOS DADOS .. 62 
4 RESULTADOS E ANÁLISES ................................................................................ 63 
4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS .............................................. 63 
4.1.1 Cimento Portland ............................................................................. 63 
4.1.2 Escória Ácida ................................................................................... 63 
4.1.3 Agregado Miúdo ............................................................................... 64 
4.1.4 Agregado Graúdo ............................................................................. 68 
4.2 RESULTADO DAS CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO NO 
ESTADO FRESCO ................................................................................................ 72 
4.2.1 Determinação da Consistência pelo Abatimento do Tronco Cone ... 72 
4.2.2 Determinação da Massa Específica ................................................. 73 
4.2.3 Determinação do Teor de Ar. ........................................................... 75 
4.3 RESULTADO DAS CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO NO 
ESTADO ENDURECIDO ....................................................................................... 76 
4.3.1 Determinação das Resistências à Compressão ............................... 76 
4.3.2 Determinação da Absorção de Água por Capilaridade .................... 84 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 86 
5.1 SUGESTÔES PARA TRABALHOS FUTUROS .................................. 87 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 89 
 
 
 17 
1 INTRODUÇÃO 
 
A evolução das tecnologias proporcionou as indústrias o aprimoramento e 
otimização dos processos produtivos, assim como de seus produtos. Porém, este 
progresso industrial gerou excesso e proporcionou acúmulos de resíduos, impondo a 
criação de soluções para estabelecer o equilíbrio entre o desenvolvimento 
econômico e o meio ambiente (CECCATTO, 2003). 
A principal fonte de degradação do meio ambiente é a geração de resíduos. 
Os meios para minimizar os danos gerados por esses resíduos prescrevem-se pela 
minimização da produção, a reutilização e reciclagem (RESCHKE, 2003). 
A reciclagem é fundamental para um desenvolvimento sustentável, tento em 
vista que é impossível visualizar uma sociedade que não gere resíduos. Inserida 
neste contexto, os processos produtivos da indústria da construção civil tornou-se a 
maior recicladora da economia, possuindo um grande potencial para aumentar o 
volume de materiais de reciclagem (JOHN, 2000). 
Desta forma, a necessidade por se reciclar resíduos industriais motiva cada 
vez mais a investigação científica, objetivando mitigar os impactos ambientais 
causados pelo acúmulo destes resíduos. Esta investigação científica aplica-se 
também à escória ácida de fundição, que tem pouca, ou nenhuma aplicação com 
valor agregado para a empresa geradora (CECCATTO, 2003). 
A escória ácida de fundição é um resíduo proveniente das fundições gerado 
pelo forno cubilô, o qual é responsável pela produção doferro fundido. Estes 
resíduos gerados mantêm-se estocadas nas indústrias de fundições ocupando 
grandes áreas até a destinação final, que muitas vezes são encaminhadas a aterros 
(CECCATTO, 2003). 
A escória ácida de fundição, por possuir propriedades pozolânicas, pode ser 
destinada a fabricação de cimento Portland composto, produzindo os cimentos CP 
IV e CP II-Z, com adições do material pozolânico que variam de 6% a 50%, 
conforme a NBR 16697:2018. 
De acordo com estudo de Oliveira e Barros, (2017) a maior parte do custo de 
fabricação do concreto refere-se ao cimento, a substituição parcial do cimento por 
um resíduo como a escória ácida de fundição, é uma opção benéfica e econômica, 
desde que as propriedades do concreto sejam mantidas. 
 18 
De acordo com pesquisa de Massucato, (2005) a substituição parcial do 
cimento por escória ácida em concreto é capaz de manter as características físicas 
do concreto. 
De acordo com Ceccatto, (2003) a correta utilização da escória ácida na 
fabricação de concreto depende de investigação científica, através da análise de 
suas propriedades e avaliação da sua utilização. Estas observações reforçam o 
entendimento de que cada escória ácida proveniente de fundição podem possuir 
comportamentos diferentes, mesmo que o processo de produção for o mesmo e as 
ligas sejam semelhantes. 
O presente trabalho propende a uma destinação correta do resíduo de 
fundição e análise das propriedades físicas de concretos produzidos com 
substituição parcial de cimento por escória ácida, com o intuito de responder a 
seguinte questão: Quais as influências da substituição parcial da escória ácida nas 
características físicas do concreto produzido com cimento CP II F-40? 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
Este trabalho tem como objetivo analisar e comparar a substituição de 
cimento por escoria ácida na produção de concreto verificando suas propriedades 
mecânicas. 
Como objetivo geral, este trabalho visa analisar as alterações de 
comportamento, com relação á propriedades físicas, de concretos produzidos com 
substituição parcial do cimento Portland por escória ácida de fundição, em relação 
ao concreto produzido apenas com cimento Portland como material aglomerante. 
 
Como objetivos específicos do trabalho, citam-se os seguintes: 
 
a) Com base no traço referência, realizar a substituição parcial do cimento 
Portland por porcentagens de 10%, 20% e 30% de escória ácida, sobre o peso total 
de cimento; 
b) Analisar a resistência dos concretos através de ensaio de compressão 
em corpo de prova cilíndrico com idades de 7, 28 e 63 dias; 
c) Observar a absorção de água por capilaridade nas amostras referentes 
aos diferentes traços aos 28 dias; e, 
 19 
d) Por fim, realizar uma análise comparativa entre os diferentes traços 
identificando qual a mistura que melhor adequa-se com a escória ácida. 
 
1.2 HIPÓTESE 
 
A hipótese atribuída ao trabalho é acreditar que a substituição parcial de 
escória ácida de fundição não altera significativamente as propriedades mecânicas 
dos concretos, podendo ser utilizada para substituição parcial do cimento em 
concretos. 
 
1.3 JUSTIFICATIVA 
 
Segundo as estimativas anuais de emissões de gases de efeito estufa no 
Brasil do Ministério da Ciência Tecnologia e Inovação (BRASIL, 2014), a indústria 
cimenteira é responsável por grande quantidade de CO2 emitidos na atmosfera. 
Resíduo sólido é um grande problema para gerir, devido a sua inevitável 
origem, sua crescente produção e as condições cada vez mais limitantes para o seu 
descarte final. Com o aumento da população mundial, o consumo de matérias 
primas é crescente e, portanto, a geração de resíduos também é crescente 
(TEIXEIRA, 2000). 
A importância do estudo deste trabalho é demonstrar que a substituição 
parcial do cimento Portland por escória ácida em concreto é uma solução por manter 
as propriedades do concreto, assim como a redução de consumo de cimento e 
consequentemente na sua produção e emissão de CO2, além de proporcionar um 
novo destino final a escoria ácida de fundição. 
A viabilidade da pesquisa se sustenta pelo baixo custo econômico envolvido, 
fácil acesso aos equipamentos para realização dos ensaios pertinentes ao estudo e 
o conhecimento elementar do pesquisador sobre a delimitação do tema. 
 
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO 
 
Este trabalho está estruturado em 5 capítulos, além das referências 
bibliográficas. 
 20 
O capítulo 1 inclui esta introdução onde se estabeleceu as motivações para 
a realização do trabalho além dos objetivos que se pretende alcançar, hipótese e a 
justificativa da pesquisa. 
O capítulo 2 compreende a fundamentação teórica, abordando assuntos 
para embasamento teórico para o entendimento dos resultados e dados obtidos na 
pesquisa. 
O capítulo 3 apresenta os materiais empregados e suas características 
através de ensaios normalizados, dosagem dos concretos e as características que 
os concretos devem apresentar no estado fresco e endurecido. 
O capítulo 4 apresentou toda a parte de resultados e análises das 
propriedades físicas dos concretos estudados. 
No capítulo 5 estão as considerações finais do autor sobre os resultados 
obtidos, acompanhado das sugestões para aprofundamento e prosseguimento da 
pesquisa. 
Por fim, o trabalho ainda conta com as referências bibliográficas utilizadas 
para a elaboração da pesquisa. 
 
 
 21 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
Este capítulo serve de orientação para a análise e interpretação dos dados e 
resultados relacionados à pesquisa. 
 
2.1 INDÚSTRIA DE FUNDIÇÃO 
 
No Brasil, as primeiras fundições, principalmente de ferro, instalaram-se em 
São Paulo e posteriormente em Minas Gerais, entre os séculos XVII e XVIII 
(SIEGEL, 1982). 
A indústria de fundição é importante para o desenvolvimento industrial de 
qualquer país, seus produtos são responsáveis pela fabricação de peças de 
máquinas em geral e em particular as máquinas automotrizes, operatrizes, tratores, 
hidroelétricas e agrícolas (SIEGEL, 1982). 
No cenário mundial, o Brasil é o 9° produtor de fundidos (base 2016), 
perdendo a 7ª posição no ranking mundial, sendo superado por México e Coréia do 
Sul (ABIFA, 2018). 
Ainda de acordo com ABIFA (2019), em fevereiro de 2019 a produção 
nacional de fundidos foi cerca de 190 mil toneladas (t) e pouco mais de 40% foi 
produzido pela região Sul do país. 
Fundidos são ligas ferrosas (aço e ferro fundido) e ligas não ferrosas 
(alumínio, cobre, zinco, magnésio, entre outros) produzidas por fundição (MORAES, 
2000). 
A produção de ferro fundido no Brasil corresponde em média a 80% da 
fabricação total de fundidos, aproximadamente 1,83 milhões (t) no ano de 2018 
(ABIFA, 2019). 
De acordo com Caspers (1999), para cada tonelada de ferro fundido 
produzido gera-se cerca de 50 kg de resíduo, logo, no ano de 2018 a indústria de 
fundição gerou aproximadamente 91 mil (t) de resíduos sólidos. 
Para Ângulo et al.(2001), a indústria cimenteira é responsável por reciclar a 
maioria dos resíduos gerados por outras indústrias que produzem materiais de 
construção civil, reciclando principalmente escórias de alto forno e cinzas volantes. 
 
 22 
2.1.1 Forno Cubilô 
 
O forno cubilô surgiu na Inglaterra no final do século XVIII, elaborado por 
John Wilkinson, a partir deste projeto de forno houve uma explosão de produção no 
setor da indústria de fundição da época (SIEGEL, 1982). 
De acordo com Siegel (1982), os fornos cubilô desta época eram de 
características básicas, passando por aperfeiçoamentos até chegar aos fornos 
modernos, totalmente automatizados, que as fundições utilizam hoje. 
No Brasil, o primeiro forno cubilô moderno foi instalado em 1982, em São 
Paulo, pela fundição Sofunge (Sociedade Técnica de Fundições Gerais SA Sofunge) 
(SOTÈRO, 2017).É um forno vertical feito com chapa de aço, e internamente revestido de 
cerâmica refratária; a parte superior é aberta para a inserção das matérias primas e 
o fundo possui portas de ferro fundido permitindo a remoção do coque não 
consumido e do ferro não fundido após cada ciclo de produção (SIEGEL, 1982). 
 
 
FIGURA 1. – Desenho esquemático de forno cubilô a ar frio. 
FONTE: PIESKE et al., (1980). 
 23 
 
De acordo com a Figura 1, na parte superior do forno (7) há uma abertura a 
qual o combustível é introduzido, o oxigênio necessário para a combustão é soprada 
pelas ventaneiras (4), após a completa fusão, o ferro fundido e a escória são 
drenados, o ferro fundido pela bica de sangria (10) e a escória pela bica de sangria 
(11), eles são separados por diferença de densidade, uma vez que a escória flutua 
na superfície do ferro fundido (PIESKE et al., 1980). 
O forno cubilô é o instrumento fundamental para produção de ferro fundido 
cinzento, funciona por meio da refusão de materiais metálicos ferrosos, que é 
fundamentado no princípio de contracorrente, isto é, a carga metálica (usualmente 
ferro fundido, ferro gusa, retorno) e o combustível (usualmente o coque) possuem 
um fluxo contrário ao do comburente (oxigênio do ar) (PIESKE, et al., 1980). 
Para Edge (1984), o processo de fusão de ferros dentro do forno cubilô, é 
um procedimento de troca de calor do combustível, normalmente o coque, com os 
materiais de carga, e o comburente, que é o ar, é insuflado no forno fornecendo 
oxigênio necessário para a combustão do coque. 
 
2.1.2 Geração de Resíduos 
 
De acordo com a NBR 10004 (2004), resíduos sólidos e semissólidos, são 
provenientes de indústrias, domicílios, hospitais, comércio, agricultura e serviços. 
Incluindo também o lodo proveniente de sistema de tratamento de água. 
Os resíduos industriais, materiais resultantes do processo de produção de 
qualquer indústria, podem ser reciclados dentro do próprio processo industrial 
(regeneração), podem ser tratados e caracterizados para serem utilizados como 
insumos em outros processos industriais (reciclagem), ou serem transformados em 
rejeitos, evitando que se torne um material contaminante (BINA, et al., 2002). 
Ainda que a indústria de fundição contribua com a mitigação de impactos 
ambientais, por consumir diversas sucatas metálicas, em contrapartida gera um 
grande volume de resíduos sólidos não metálicos (MARIOTTO, 2000). 
Os resíduos sólidos principais gerados no processo de produção de fundidos 
são a areia de fundição e a escória granulada de fundição, Moraes (2002), afirma 
que esses dois resíduos sólidos são responsáveis por aproximadamente 90% da 
geração dos resíduos da indústria de fundição. 
 24 
 
2.1.2.1 Areia de Fundição 
 
A utilização de areia no processo de produção de fundidos, de modo geral, é 
consumida para a fabricação de moldes e machos, que dão forma as faces externas 
e internas das peças fundidas (SILVA, et al., 1999). 
A moldagem em areia é o método mais utilizado em todo o mundo para a 
fabricação de peças fundidas (WATANABE, et al., 2002). 
A areia de fundição, tratada como rejeito pela maioria das fundições, é 
depositada em aterros monitorados, gerando para as mesmas um custo com o 
descarte. Além disso, não há aterros suficientes para a disposição destas areias e 
as exigências da legislação ambiental contribuem para o aumento dos custos das 
fundições (ARANZABAL, et al., 1999). 
Objetivando a redução de custos nos processos de produção das fundições, 
há estudos que comprovam a viabilidade de alternativas ambientais mais adequadas 
para o gerenciamento dos excedentes de areia, passando a serem menos onerosas, 
ou até mesmo gerando receitas para as fundições (SILVA, et al., 1999; MARIOTTO, 
2000). 
Pesquisas como a de Moraes (2000), consiste na recuperação das 
características originais da areia, removendo as folhagens metálicas, através de 
peneiramento e classificação granulométrica, e pelo processo de regeneração que 
consiste na limpeza superficial dos grãos de areia de fundição, removendo através 
de atrito as substâncias aderentes, possibilitando a reutilização das areias no 
processo de fundição, procrastinando seu descarte final para os aterros. 
Lahl (1991) evidencia que o processo de regeneração proporciona não 
apenas vantagens econômicas, mas também ambientais, pelo fato de que as areias 
de fundição podem conter hidrocarbonetos poliaromáticos (PAH), na maioria deste 
com alto potencial carcinogênico. 
O processo de regeneração não é o único viável para a indústria, há também 
estudos sobre a reciclagem de areia de fundição, principalmente dentro da 
construção civil, como em cimentos, agregados de construção, asfalto, que 
representam uma boa alternativa de reciclagem deste resíduo (REGAN, et al., 1998; 
ARANZABAL, et al., 1999; WATANABE, et al., 2002). 
 25 
Regan, et al., (1998) oportunizam a utilização de areia de fundição como 
adição de fonte de sílica na fabricação de cimento Portland. De acordo com os 
autores a sílica é um insumo importante na fabricação do cimento, esta teoria se 
sustenta pelo fato do cimento ser composto essencialmente por silicato de cálcio. As 
areias de fundição possuem grande quantidade de sílica em sua composição, sendo 
uma matéria prima com potencial para sua utilização na fabricação de cimentos. 
Entretanto, para que a areia de fundição seja viável na fabricação de cimento, deve 
atender a exigências quanto a sua composição química e física, níveis de álcalis 
menores que 0,1% e ter mais de 80% de sílica, em massa, em sua composição. 
Para Aranzabal, et al., (1999) é possível a utilização de areia de fundição 
como agregado no processo de execução de mistura asfáltica, o experimento 
constituiu na variação de 10% e 50% de substituição do agregado natural por areia 
de fundição, a mistura apresentou bons resultados para a substituição de 10% da 
massa de agregado natural por areia de fundição. 
Watanabe, et al., (2002) avaliaram a utilização da areia de fundição como 
agregado para a fabricação de blocos de concreto para utilização em pavimentos em 
substituição parcial ao agregado natural. Neste experimento os autores variaram a 
substituição do agregado natural pela areia de fundição em porcentagens de 25%, 
50%, 75% e 100% e compararam com um traço referencia (sem utilização de areia 
de fundição, apenas agregado natural). Através de ensaios de compressão em 
corpos de prova e avaliação da microestrutura do concreto chegaram a conclusão 
de que é possível a utilização de 25% de substituição do agregado natural por areia 
de fundição em blocos de concreto de pavimentação. 
 
2.1.2.2 Escória de Fundição 
 
No processo de fusão de cubilô, quantidades de materiais não metálicos são 
gerados, estes materiais são denominados escória. A cinza do coque, os produtos 
de oxidação, refratários consumidos e todos os materiais estranhos compõem a 
escória de fundição (SIEGEL, 1982). 
A Figura 2 ilustra a esquemática das fases durante a fusão do metal líquido 
e da formação da escória. As flechas indicam as reações possíveis: (1) solubilidade 
de gases no metal líquido; (2) reações geradoras de gases no metal e 
 26 
desenvolvimento de vapores; (3) e (4) trocas metal – escória; (5) reações do metal 
com o cadinho que o contém (SIEGEL, 1982). 
 
 
FIGURA 2. – Representação esquemática da formação da escória no cadinho durante a fusão do 
metal. 
FONTE: SIEGEL, (1982). 
 
Com a ilustração da Figura 2 é possível visualizar a formação da escória que 
flutua sob o metal líquido, isto ocorre pela diferença de densidade dos dois 
materiais, e através da bica de sangria de escória são separados (PIESKE, 1980). 
A escória é constituída basicamente por três componentes: Al2O3, SiO2 e 
CaO, a alumina (Al2O3) é originada do desgaste superficialdo refratário interno do 
forno; a sílica (SiO2) é provêm também do refratário, da areia aderente aos materiais 
da carga e da cinza do coque; e a cal (CaO) é proveniente da adição de calcário ao 
processo (PIESKE, 1980). 
Normalmente as escórias são caracterizadas de acordo com o índice de sua 
basicidade, que é definido entre soma, em porcentagem, dos componentes básicos 
sobre a soma dos componentes básicos, quando esta relação é maior que um, a 
escória é caracterizada como escória básica e quando o resultado da relação é 
menor que um diz-se que a escória é ácida (PIESKE, 1980). 
 27 
Ainda de acordo com Pieske (1980), as escórias provenientes de fornos 
cubilô, considera-se a relação CaO/SiO2, já que os óxidos determinam a acidez da 
escória. 
Na literatura há divergência sobre a composição química entre as escórias 
de fundição de caráter ácido, uma vez que os materiais envolvidos no processo e o 
tipo de metal produzido influenciam nesta composição, conforme demonstra o 
Quadro 1. 
 
Compostos 
Quantidade (%) 
SIEGEL (1982) MAHAN (1984) CASPERS (1999) 
SiO2 38 a 52 40 a 50 50 a 55 
Al2O3 6 a 23 10 a 20 14 a 16 
CaO 20 a 44 25 a 38 22 a 27 
MnO 1,7 a 3,6 1 a 5 2,0 a 3,5 
FeO 5 a 15 1 a 8 0,5 a 2,0 
QUADRO 1. Composição química das escórias ácidas de fundição. 
FONTE: SIEGEL (1982); MAHAN (1984); CASPERS (1999). 
 
Apesar das divergências na composição química da escória ácida de 
fundição apresentadas no Quadro 1, o que é comum entre os autores é o alto teor 
de óxido de silício, que independente da configuração química da escória, deve ser 
sempre maior que o teor de óxido de cálcio (SIEGEL, 1982; MAHAN (1984); 
CASPERS 1999). 
De acordo com Siegel (1982) e Pieske (1980), uma forma básica de analisar 
se a escória está de acordo, é de forma visual, atentando a sua cor, a cor 
considerada ideal é um tom de verde escuro, escórias com coloração escura contêm 
maior teor de óxidos de ferro e com coloração mais clara apresentam maiores 
porcentagens de óxidos de cálcio e manganês (MnO). 
Com o aumento do teor de FeO, a escória apresenta uma coloração marrom 
podendo chegar a um preto. No caso de uma escória preta, a mesma atacará com 
maior intensidade o refratário, pelo excesso de material oxidante, então o FeO deve 
ser equilibrado com SiO2 e Al2O3 (PIESKE, 1980). 
Ainda Siegel (1982) reitera que esta análise visual não torna os ensaios de 
caracterização de composição química dispensável. 
 28 
Além da coloração, Pieske (1980) apresenta outras características 
constituintes das escórias ácidas, demonstradas no Quadro 2. 
 
Características á observar Observações 
Fluxo 
Calmo Viscosidade boa, operação normal 
Agitado Escória espumosa, operação irregular 
Basicidade 
Ácida Fios longos 
Básica Fios curtos 
Cor 
Preta 
Escória ruim, condições extremamente 
oxidantes 
Marrom escuro Escória ruim, condições oxidantes 
Verde garrafa Operação normal 
Verde tingido de amarelo 
Operação normal, mas com excesso de 
manganês 
Marrom Escória ruim, excesso de calcário 
QUADRO 2. – Características das escórias ácidas de forno cubilô a ar frio. 
FONTE: PIESKE (1980). 
 
A característica de fluxo da escória, demonstrado no Quadro 2, está ligado á 
sua viscosidade, o controle desta propriedade é essencial para determinação da 
qualidade da escória. De acordo com Mahan (1984), para controlar o fluxo da 
escória é benéfico a adição de materiais fluidizantes , permitindo a redução da 
viscosidade e a diminuição da temperatura, contribuindo para maior eficiência de 
operação do forno. 
As propriedades pozolânicas e/ou cimentícias das escórias dependem do 
processo de resfriamento a que são submetidas logo depois de retiradas do forno, 
que estão a aproximadamente 1.500°C (MASUERO, 2001). 
O estado físico de uma escória é importante para a consideração de 
propriedades pozolânicas. Escórias resfriadas lentamente á temperatura ambiente 
possuem tempo suficiente para que haja um arranjo molecular cristalino, entretanto, 
esta composição cristalina não possui propriedades pozolânicas. No entanto quando 
resfriadas rapidamente as moléculas dos compostos não dispõem de tempo para 
cristalizarem-se e esta estrutura desorganizada é de característica amorfo (vítreo) 
podendo conferir propriedades pozolânicas as escórias (HOOTON, 1987). 
 29 
 
2.2 UTILIZAÇÂO DA ESCÓRIA DE FUNDIÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL 
 
A reciclagem de resíduos sólidos gerados pelas indústrias é fundamental 
para busca pelo desenvolvimento sustentável, possibilitando assim a redução da 
utilização de recursos naturais não renováveis (CECCATTO, 2003). 
Os resíduos da indústria de fundição, em específico, tornou-se alvo de várias 
pesquisas para sua utilização principalmente na indústria da construção civil 
(MORAES, 2002). 
Ainda de acordo com Moraes (2002), o crescente aumento pela busca da 
utilização de resíduos sólidos se dá pela exigência do mercado para que as 
empresas possuam políticas de processamento e aplicabilidade para seus resíduos, 
visando à obtenção do certificado ISO 14000. 
As escórias podem ter um maior valor agregado quando utilizadas na 
construção civil como substituição de matérias primas, como em: concreto e cimento 
(VIKLUND et al,. 1999). 
Viklund et al., (1999) reiteram que as propriedades e características das 
escórias nem sempre são adequadas, limitando assim o seu uso dentro da 
construção civil. Isto explica o porquê às escórias de fundição ainda são descartadas 
em aterros. 
Os autores Viklund et al., (1999) ainda afirmam que as escórias para serem 
utilizadas dentro da indústria da construção civil devem ser avaliadas quanto a seus 
parâmetros de utilização, para confirmar sua empregabilidade. 
De acordo com Moraes (2002), as escórias de fundição, principalmente a 
produzida por forno cubilô, desde que sejam as escórias que receberam 
resfriamento rápido quando evacuadas dos fornos, podem ser incorporadas no 
processo de produção de cimentos e concretos, pois possuem propriedades 
pozôlanicas, que é a mesma propriedade dos cimentos CP II – Z e CP IV. 
Ceccatto (2003) avaliou o desempenho de resistências mecânicas de 
cimento CP II Z produzido com diferentes porcentagens de substituição (0, 10, 30 e 
50%) de clínquer por escória de fundição. Como característica de materiais 
pozolânicos, os teores com menor porcentagem de substituição parcial de escória 
obtiveram resistências maiores nas idades iniciais, entretanto, a substituição parcial 
de 50% de clínquer, por escória, foi a que obteve maior ganho de resistência 
 30 
mecânica na idade de 28 dias, obedecendo às especificações da NBR 16697 
(2018). 
Os autores Collins e Sanjayan (1999) afirmam que o potencial de utilização 
das escórias de fundição é na composição de concretos que necessitem de baixo 
calor de hidratação, como blocos de fundação, blocos de barragens ou grandes 
massas de concretagem, pois quando comparado com concretos desenvolvidos 
apenas com cimento o calor de hidratação é menor, entretanto, concretos que 
necessitam de resistências mecânicas altas com idades iniciais, este tipo de adição 
não é recomendada, podendo limitar sua aplicação em determinados tipos de 
concreto. 
Como mencionado anteriormente, a utilização da escória deve ser analisada 
antes de sua utilização, entretanto, alguns autores realizaram comparações entre 
concretos desenvolvidos com diferentes porcentagens de escória. 
Ceccatto (2003) utilizou a escória ácida de fundição em substituição parcial 
do cimento pela escória, conforme demonstra os resultados obtidos pelo autor no 
Quadro 3. 
 
Idade 
(dias) 
Relação 
água/aglomerante 
Teor de substituição do cimento por escória 
ácida de fundição (%) 
0 10 30 50 
Resistências mecânicas (Mpa) 
7 
0,7 
11,3 11,1 7,1 2,6 
28 15,7 15,9 12,1 7,8 
91 16,9 17,7 14,6 10,6 
QUADRO 3.– Resultados de resistência à compressão uniaxial (Mpa) em função do efeito da 
interação TE x ID, para relação água/aglomerante igual a 0,70. 
FONTE: CECCATTO (2003). 
 
Ceccatto (2003) conclui em sua pesquisa, sobre as resistências mecânicas 
obtidas, que a utilização de escória de fundição é viável, entretanto, pela sua reação 
pozolânica, as resistências atingem um melhor aproveitamento, em temos de 
porcentagem, com idade aos 91 dias, idade em que o autor acredita ser o tempo 
para que todas as atividades pozolânicas tenham finalizado. 
 31 
Já Pagnussat (2004), realizou um trabalho experimental utilizando a escória 
ácida de fundição em substituição parcial do agregado miúdo pela escória, os 
resultados obtidos na pesquisa estão descritos no Quadro 4. 
 
Idade 
(dias) 
Relação 
água/aglomerante 
Teor de substituição do agregado miúdo por 
escória ácida de fundição (%) 
0 10 30 50 
Resistências mecânicas (Mpa) 
3 
0,4 
23,8 18,5 16,2 20,8 
7 26,7 19,3 16,8 21,9 
14 28,2 20,0 16,8 21,9 
28 29,1 20,8 18,5 24,0 
QUADRO 4. – Resistência à compressão média (fc), em Mpa, dos blocos de concreto para 
pavimentação com substituição parcial de agregado miúdo por EGF. 
FONTE: PAGNUSSAT (2004). 
 
Pagnussat (2004) conclui que a incorporação da escória de fundição não 
acarreta em grandes perdas de resistência mecânica nos blocos de concreto, o 
autor ainda destaca o teor de substituição de agregado miúdo por escória de 50%, 
sendo o traço, dos que incorporaram a escória, obteve os maiores resultados de 
resistência mecânica. 
 
2.3 CIMENTO PORTLAND 
 
O cimento Portland é um material pulverulento com propriedades 
aglomerantes, aglutinantes ou ligantes que endurece sob a ação da água, posterior 
a esta reação química, o processo de endurecimento é irreversível (PETRUCCI, 
1987; ABCP, 2002). 
Patenteado por Joseph Aspdin, o cimento Portland, foi elaborado em 1824 e 
adquiriu este nome pelo resultado na cor e na dureza assemelhar-se com as pedras 
provenientes da ilha de Portland situada ao sul da Inglaterra, usualmente utilizadas 
para construção civil daquela época (PETRUCCI, 1987). 
O cimento Portland misturado com outros insumos como água, cal e 
agregados miúdos e/ou graúdos, origina-se produtos como a argamassa e o 
concreto e as características e propriedades destes produtos originários irão 
 32 
depender da qualidade e proporção dos insumos empregados em sua mistura, 
entretanto, do ponto de vista químico, o cimento Portland é o mais ativo. (ABCP, 
2002). 
 
2.3.1 Fabricação do Cimento Portland 
 
O calcário e a argila são matérias primas importantes para fabricação do 
cimento Portland, que passam por processos específicos e dão origem a um ligante 
hidráulico chamado de clínquer (BAUER, 2008). 
O processo de fabricação do cimento inicia com a britagem da rocha 
calcária, depois o calcário passa por moagem e é misturado em proporções 
estabelecidas com argila, que também passa pelo processo de moagem (ABCP, 
2002). 
Posteriormente estes insumos serem moídos, são levados até o forno 
rotativo, aonde são aquecidos juntos, até alcançarem temperatura de 1.450 °C, este 
processo, conhecido como calcinação, é responsável pelas novas propriedades dos 
materiais, tornando-os clínquer (NEVILLE, 2016). 
O clínquer depois de aquecido é resfriado bruscamente e em seguida passa 
por nova moagem, deixando-o um material pulverulento (NEVILLE, 2016). 
O processo de calcinação é responsável por aproximadamente 52% das 
emissões de CO2 do processo de fabricação do clínquer, o restante das emissões 
são gerados pelo consumo de energia (WORRELL, et al., 2001). 
Worrell, et al., (2001) ainda afirmam que para cada 1.000 kg de clínquer 
produzido, gera-se cerca de 815 kg de CO2. 
De acordo com John (2000), para agravar a situação, a indústria da 
construção civil é uma das que mais consomem matéria prima natural, 
aproximadamente 50%. 
Neste contexto, o concreto é o produto mais consumido no mundo pela 
indústria da construção civil, com uma produção anual de aproximadamente 20 
bilhões de toneladas. Para atender esta demanda, é produzido anualmente cerca de 
3,6 bilhões de toneladas de cimento (USGS, 2010). 
As adições são outras matérias primas que, introduzidas juntamente ao 
clínquer na etapa de moagem, concebem a produção dos vários tipos de cimento 
Portland, denominados cimentos compostos. Essas adições são a gipsita (gesso), os 
 33 
materiais pozolânicos, materiais carbonáticos (filler calcário) e as escórias de alto 
forno (ABCP, 2002). 
A gipsita tem a importante função de controlar o tempo de pega, isto é, o 
inicio do enrijecimento do clínquer moído no momento em que entra em contato com 
água, iniciando suas reações. A não inserção da gipsita ao clínquer inviabilizaria a 
utilização do cimento, pois quando o cimento entrasse em contato com a água, 
petrificaria quase que imediatamente. Por este motivo, a gipsita é uma adição aplicada 
em todos os tipos de cimento Portland (BAUER, 2008). 
A quantidade de gipsita inserida no cimento é cerca de 3% sendo os outros 
97% clínquer (ABCP, 2002). 
De acordo com ABCP (2002), as adições pozolânicas proveem de rochas 
vulcânicas, material orgânico fossilizado encontrado na natureza e argilas 
submetidas a grandes temperaturas, entre 550°C a 900 °C, decorrentes do processo 
da queima do carvão mineral em usinas termelétricas. 
Os materiais pozolânicos são partículas muito finas, que apresentam a 
propriedade de ligante hidráulico (NEVILLE, 2016). 
A reação entre os ligantes ocorre apenas se, além da água, as adições 
pozolânicas moídas em grãos finos forem introduzidas com outro material, no caso o 
clínquer, que no processo de hidratação emite hidróxido de cálcio (cal) reagindo com 
a pozolana (ABCP, 2002). 
Os materiais carbonáticos são rochas moídas, contendo carbonato de cálcio 
em sua composição como o próprio calcário. Essa adição utiliza-se nos concretos e 
argamassas, tornando-os mais trabalháveis, os grãos ou partículas dos materiais 
carbonáticos moídos possuem dimensões adequadas para alojar-se entre os grãos 
ou partículas dos outros materiais constituintes do cimento, atuando similar a um 
lubrificante (ABCP, 2002). 
A escória de alto forno é um rejeito não metálico da indústria siderúrgica, 
advindo, principalmente, do processo de fabricação do ferro gusa, possuindo em sua 
composição, silicatos de cálcio amorfos, provenientes das impurezas do minério de 
ferro com os fundentes que são introduzidos juntos no alto forno, dando aspecto 
granular á escória (MEHTA e MONTEIRO, 1994). 
As adições destes compostos devem obedecer as especificações 
normativas da NBR 16697 (2018), que determina os limites mínimos e máximos de 
adição destes materiais. 
 34 
 
2.3.2 Tipos de Cimento Portland 
 
O primeiro cimento Portland produzido no Brasil foi o do Tipo Comum, 
um cimento constituído apenas de clínquer e gesso (97% clínquer e 3% gesso), sem 
qualquer outra adição, este cimento era identificado como CP, atualmente o CP I. 
Este cimento serviu de referencia para comparação com as propriedades e 
características dos tipos de cimento produzidos posteriormente. Somente a partir do 
amplo domínio científico do CP, foi possível o desenvolvimento dos outros tipos de 
cimentos existentes, objetivando atender as aplicações em obras especiais (PAULA, 
2009). 
Os cimentos existentes diferenciam-se entre si quanto as suas características, 
bem como ao tipo de adição que será introduzido na mistura com o clínquer que irá 
definir sua classificação quanto a sua tipologia (RIBEIRO; PINTO; STARLING, 
2006). 
O material cimento Portland é considerado um termo genérico, apresentando 
propriedades diferentes quando hidratado, sendo o principal causador destas 
divergências, as adições, possibilitando a fabricação de cimentocom variadas 
propriedades específica para determinados casos. (NEVILLE, 2013). 
Há alguns tipos de cimento Portland, para oferecer maior variedade de 
utilização aos consumidores (ABCP, 2002) conforme descrito no Quadro 5. 
 
 
QUADRO 5. - Designação normalizada, sigla e classe do cimento Portland. 
FONTE: ABCP (2002). 
 35 
 
A norma que especifica as características dos vários tipos de cimento é a 
NBR 16697:2018. Os cimentos são caracterizados pela sigla e classe de resistência 
á compressão. As siglas representam o prefixo CP acrescido de números romanos 
I,II,III, IV e V, de acordo com a tipologia do cimento, conforme demonstrado no 
Quadro 5, sendo as classes de resistência á compressão representadas pelos 
números 25, 32 e 40. As classes de resistência correspondem a valores mínimos de 
resistência á compressão em megapascal (Mpa), após 28 dias de cura. A 
determinação da classe de resistência ARI, é obtida com a compressão do corpo de 
prova de cimento aos 7 dias de cura. O sufixo RS significa Resistente a sulfatos, 
indicados para obras executadas em classes de agressividade ambiental agressiva 
e o sufixo BC vem de Baixo calor de hidratação, indicado para blocos de fundação e 
de barragens ou peças com grandes volumes de concretagem (PAULA, 2009). 
 
2.4 CONCRETOS DE CIMENTO PORTLAND 
 
O concreto é um material de edificação estrutural preparado por uma mistura 
de aglomerantes com materiais inertes e água. No estado fresco, deve oferecer 
condições de plasticidade oferecendo facilidade de manuseio ao ser lançado em 
formas, obtendo ganhos de coesão e resistência, pelas reações químicas que 
acontecem, entre o aglomerante e a água, com o passar do tempo. (PETRUCCI, 
1987). 
Na mistura do concreto, o Cimento Portland, incorporado com a água, forma 
uma pasta fluida, de acordo com a quantidade de água adicionada. Essa pasta é 
responsável por envolver as partículas dos agregados utilizados para produzir o 
concreto de cimento Portland, que, nas primeiras horas, apresenta-se em estado 
fresco capaz de serem moldadas em fôrmas das mais variadas formas geométricas. 
Com o tempo, a mistura endurece pela reação da água com o cimento, adquirindo 
resistência mecânica, tornando-se um material de excelente desempenho estrutural, 
sob os mais diversos ambientes de exposição (IBRACON, 2010). 
De acordo com a NBR 12655 (2015) o concreto de cimento Portland é um 
material produzido pela mistura homogênea de cimento, agregados miúdos, 
agregados graúdos e água, com ou sem a inserção de componentes minoritários 
(aditivos químicos, metacaulim, sílica ativa e outros materiais pozolânicos), que 
 36 
desenvolve suas propriedades pelo endurecimento da pasta de cimento (cimento e 
água) (ABNT, 2015). 
 
2.4.1 Agregados 
 
Agregados são importantes na produção de concreto, são materiais 
granulares, sem forma ou volume definido, geralmente inerte, de dimensões 
apropriadas para a utilização em obras de engenharia. Agregados são provenientes 
de rochas britadas, fragmentos rolados nos leitos de rios e minerais encontrados em 
jazidas (NEVILLE, 2013). 
Os agregados desempenham um papel importante em argamassas e 
concretos, trazendo benefícios econômicos e técnicos, como, o aumento da 
retenção de água e aumento da resistência ao desgaste sem prejudicar as 
resistências mecânicas, pois os minerais de agregados de boa qualidade 
apresentam resistências superiores ao da pasta de cimento (PETRUCCI, 1987). 
Através da mistura dos agregados com cimento e água se obtém 
argamassas e concretos, e os agregados compõem aproximadamente 70% do 
volume de materiais utilizados para o processo de produção dos produtos em que 
são destinados (RIBEIRO; PINTO; STARLING, 2006). 
Os agregados podem ser obtidos diretamente na natureza em jazidas ou 
leito de rios (areias e pedregulhos), ou por procedimentos artificiais como trituração 
e britagem de matérias-primas oriundas de extração (RIBEIRO; PINTO; STARLING, 
2006). 
Os agregados são classificados em agregado graúdo e agregado miúdo, de 
acordo com a dimensão de seus grãos, através do peneiramento do agregado de 
acordo com o conjunto de peneiras sucessivas, que atendem à ABNT NBR NM ISO 
3310-1, com as aberturas estabelecidas no Quadro 5. (RIBEIRO; PINTO; 
STARLING, 2006). 
Os agregados miúdos detêm seus grãos passantes pela peneira com 
abertura de malha de 4,75 mm e retidos na peneira com abertura de malha de 150 
µm, em ensaio de peneiramento executado em conformidade com a ABNT NBR NM 
248 (ABNT, 2009). 
A distribuição granulométrica dos agregados deve atender aos limites 
expressos na NBR NM 248 (2003). Agregado miúdo com distribuição granulométrica 
 37 
divergente das zonas expressas na NBR NM 248 (2003), desde que realizado 
prévios estudos de dosagem comprovando sua aplicabilidade (ABNT, 2009). 
De acordo com Bauer (2008), os agregados podem conter substâncias 
nocivas para a durabilidade dos concretos como, material pulverulento e material 
orgânico, entretanto, não devem exceder os limites descritos na NBR 7211 (2009). 
Material pulverulento, segundo Bauer (2008), é um material fino que passa 
através da peneira 75 µm por lavagem é denominado material pulverulento, isto por 
que é constituído de partículas de argila (< 0,002 mm) e sílte (0,002 a 0,06 mm), 
principalmente argila. 
Petrucci (1987), afirma que a argila presente no agregado forma uma 
película envolvendo cada grão presente no concreto, se esta película não se separar 
durante a mistura do concreto, sua ação é extremamente prejudicial, mesmo em 
pequenas proporções. Entretanto, a argila muito fina contribui para o preenchimento 
dos vazios, fazendo com que a pasta de cimento envolva melhor os grãos do 
agregado. 
Petrucci (1987) conclui que para verificar se a argila é prejudicial ao 
agregado e se deverá ou não ser realizado uma lavagem neste material, impõe-se a 
realização de ensaios comparativos prévios. 
Nos últimos anos, notáveis pesquisas foram realizadas para entender o 
comportamento deste material. Como conclusão, tem sido apresentado que, caso a 
quantidade do material pulverulento seja fixado, sem sofrer variações bruscas, em 
estabelecidos limites, há uma contribuição para um melhor desempenho do concreto 
(DAMO, 2011). 
Materiais orgânicos são resíduos, comumente provenientes de vegetais, 
geralmente em forma de partículas ínfimas, entretanto, em altos teores podem 
escurecer o agregado miúdo (BASÍLIO 1995). 
Em altas quantidades as impurezas orgânicas retardam a pega do cimento e 
prejudicam o endurecimento das argamassas e concretos, resultando em perda de 
resistência, podendo também, causar a má aderência da pasta de cimento com as 
partículas do agregado (NEVILLE, 2016). 
 
 
 38 
2.4.2 Aditivos 
 
Aditivos são materiais químicos utilizados na constituição do concreto e/ou 
argamassa, antes ou durante a mistura, objetivando a melhoria nas propriedades 
tanto no estado fresco, quanto no endurecido (NEVILLE, 2016). 
Estes aditivos agem nas características reológicas do concreto alterando as 
reações de hidratação do cimento, melhorando a trabalhabilidade, modificando a 
viscosidade, atuando na retenção de água, acelerando ou retardando o inicio de 
pega e controlando o progresso das resistências mecânicas, entre outras (BAUER, 
2008). 
O efeito de cada aditivo varia conforme sua concentração no concreto, tipo 
de cimento e dos materiais que compõem o concreto. Além do emprego principal, 
os aditivos podem apresentar efeitos secundários, alterando algumas outras 
características no concreto (IBI, 2014). 
De acordo com a NBR 11768 (2011), existem três segmentos de aditivos, os 
plastificantes, superplastificantes e retardadores de pega (ABNT, 2011). 
Os aditivos plastificantes de acordo com o item 3.6 da NBR 11768:2011 trata 
o aditivo como umredutor de água, que, não modifica a consistência do concreto em 
seu estado fresco, responsável por reduzir a quantidade de água de amassamento 
contida em uma mistura de concreto. Quando não alterado a quantidade de água, 
modifica a consistência do concreto aumentando a fluidez ou abatimento, ou, 
conferindo estes dois efeitos simultaneamente na mistura (NEVILLE, 2016). 
Os aditivos plastificantes são polímeros orgânicos, são utilizados para 
produção de concretos, que ganham resistência por causa da redução no teor de 
água, ou o concreto pode obter uma resistência específica para um consumo menor 
de cimento ou, aumentar o abatimento sem alterar o teor da água de amassamento 
(BAUER, 2008). 
Os aditivos superplastificantes são semelhantes ao plastificantes, a 
diferença entre os aditivos é a reatividade de quando entram em contato com a 
mistura, enquanto que o plastificante de acordo com Collepardi (1998), promove um 
aumento no abatimento de 50 a 70mm, o superplastificante promove um aumento de 
150 a 200mm. Além do teor de água que no superplatificante pode chegar a uma 
redução de 30% de água na mistura. 
 39 
O requisito para a classificação de um aditivo redutor de água, como os 
plastificantes e superplastificantes, através do método de ensaio ABNT NBR NM 67 
(1998) é que o concreto ensaiado deve ter redução de ≥5% da água em relação ao 
concreto referencia. O aditivo redutor de água não apresenta funções significativas 
sobre a pega do cimento (ABNT, 2011). 
Os aditivos retardadores de pega de acordo com Neville (2016) são úteis em 
concretagens em temperatura elevadas, conferindo retardo no inicio de pega do 
cimento evitando juntas frias. Também são úteis em obras que necessitam de um 
maior tempo de utilização do concreto no estado fresco ou quando necessita de um 
tempo maior de transporte do concreto. 
 
2.4.3 Água de amassamento 
 
As características da água de amassamento aplicada são essenciais para a 
produção de concreto, pois a existência de impurezas pode ser responsável por 
efeitos prejudiciais na resistência mecânica do concreto. Desta forma, a água de 
amassamento não pode conter matéria orgânica indesejável nem substâncias 
inorgânicas em teores excessivos (BAUER, 2008). 
Para que a água possa ser considerada adequada para o preparo de concreto 
deve atender aos requisitos estabelecidos por norma, bem como os métodos para 
sua avaliação (ABNT, 2009) de acordo com o fluxograma expresso na Figura 3. 
 
 40 
 
FIGURA 3. - Fluxograma de Aceitação da Água para Amassamento do Concreto. 
FONTE: ABNT (2009). 
 
O fluxograma da Figura 3 apresenta a sequência de ensaios que fornecem os 
subsídios necessários para a aceitação ou recusa de uma amostra de água (ABNT, 
2009). 
 41 
3 METODOLOGIA PROPOSTA 
 
Este capítulo consiste na apresentação de ensaios e procedimentos 
utilizados para alcançar os objetivos propostos para avaliação da influência da 
substituição parcial do cimento Portland por escória ácida de fundição em concretos. 
 
3.1 MATERIAIS EMPREGADOS 
 
Os materiais empregados na produção dos traços de concreto foram o 
cimento Portland composto CP II-F-40, a escória ácida moída, agregado miúdo 
natural (areia fina), agregado miúdo natural (areia grossa), agregado graúdo artificial 
britado n.º 0, agregado graúdo artificial britado n.º 1, água e aditivo plastificante. 
 
 
FIGURA 4. – Materiais coletados para realização da pesquisa. 
FONTE: O autor (2019). 
 
Os materiais foram coletados e armazenados adequadamente, conforme 
ilustra a Figura 4, objetivando manter suas características e utilizar sempre o mesmo 
material, diminuindo a variação dos materiais. Os insumos foram caracterizados de 
acordo com suas respectivas normas. 
 42 
Os ensaios normalizados especificados a seguir foram realizados em 
laboratório técnico de indústria de concreto e argamassas, na cidade de 
Camboriú/SC. 
 
3.1.1 Cimento Portland 
 
O cimento Portland utilizado na pesquisa foi o CP II – F40, o cimento foi 
escolhido porque se destaca pelo alto grau de finura, é indicado tanto para 
aplicações que necessitam de desforma rápida, bem como para a utilização para 
fabricação de concreto em centrais dosadoras (ITAMBÉ, 2019). 
A fábrica cimenteira concentra-se na cidade de Balsa Nova/PR, próximo ao 
local de estudo, com fácil acesso as amostras fornecidas pela indústria. 
Foi realizado o ensaio de finura do cimento por peneiramento de acordo com 
a NBR 11579 (2012). 
O ensaio de finura, em materiais aglomerantes, determina o material retido 
na peneira de abertura de malha de 75 µm, este ensaio é importante para 
caracterizar um material aglomerante quanto a sua superfície de contato, quanto 
menor a porcentagem de material retido na peneira, maior será sua superfície de 
contato (BAUER, 2008). 
Também foi realizado ensaio de massa específica, que de acordo com a 
norma NBR 16605 (2017) a qual prescreve o método para determinação da massa 
específica do cimento Portland e outros materiais em pó por meio do frasco 
volumétrico de Le Chatelier, demonstrado na Figura 5. 
 
 43 
 
FIGURA 5. – Frasco volumétrico LeChatelier para determinação da massa específica do cimento e 
outros materiais em pó. 
FONTE: O autor (2019). 
 
O ensaio de massa específica determina o volume de um corpo é medido 
através do deslocamento de um líquido, este ensaio determina o volume que o 
cimento Portland ocupará na mistura de concreto. 
As características físicas e reológicas da pasta são detalhadas no Quadro 6, 
os números apresentados são as médias dos meses de janeiro á dezembro do ano 
de 2018 (ITAMBÉ, 2018). 
 
FÍSICOS 
Tipos 
de 
Ensaios 
Exp. 
Quente 
Tempo de 
Pega (h: min) 
Cons. 
Normal 
Blaine 
# 
200 
# 
325 
Resistência à Compressão 
(MPa) 
Índices mm Inicio Fim % cm²/g % % 
1 
dia 
3 
dias 
7 
dias 
28 
dias 
Média 0,31 3:13 4:01 30,4 4.474 0,05 0,35 22,9 38,8 45,5 54,1 
Sd 0,15 0:24 0:10 0,6 57,43 0,02 0,09 0,6 0,7 0,8 1,2 
Min 0,09 2:00 3:41 29,6 4.372 0,03 0,25 22,0 37,6 44,4 51,9 
Max 0,60 3:35 4:16 31,4 4.549 0,08 0,57 23,8 40,1 47,1 55,7 
QUADRO 6. – Ensaios físicos da pasta de cimento CP II F40. 
FONTE: Adaptação relatório de ensaios físicos CP II F40 da cimentos Itambé (2018). 
 
 44 
Tendo em vista as variações que os cimentos apresentam, as características 
físicas e químicas do CP II F-40 foram introduzidas para simples conferencia da 
tipologia de cimento utilizado na pesquisa. 
As composições químicas e potenciais do cimento são detalhadas no 
Quadro 7, os números apresentados são as médias dos meses de janeiro á 
dezembro do ano de 2018 (ITAMBÉ, 2018). 
 
QUÍMICOS 
Tipos 
de 
Ensaios 
Al2O3 SiO3 Fe2O3 CaO MgO SO3 
Perda 
ao 
Fogo 
CaO 
L. 
R. Ins. 
Eq. 
Alc. 
Índices % % % % % % % % % % 
Média 4,08 18,23 2,86 60,39 3,65 3,16 5,22 0,64 1,06 0,68 
Sd 0,06 0,18 0,04 0,26 0,22 0,09 0,13 0,11 0,09 0,02 
Min 3,96 17,99 2,80 60,03 3,23 3,03 5,01 0,54 0,86 0,65 
Max 4,17 18,52 2,94 60,95 3,90 3,29 5,42 0,91 1,25 0,70 
QUADRO 7. – Ensaios químicos do cimento CP II F40. 
FONTE: Adaptação relatório de ensaios químicos CP II F40 da cimentos Itambé (2018). 
 
3.1.2 Escória Ácida 
 
A escória ácida é proveniente de fundição siderúrgica localizada na cidade 
de Joinville/SC, optou-se por esta fundição pela proximidade com o local de 
desenvolvimento do trabalho. 
A escória originalmente é granulada, necessitando assim do beneficiamento 
de moagem para que a mesma obtenha uma superfície de contado maior, 
potencializando sua reação pozolânica. 
A amostra fornecida pela indústria de fundição foi moída em betoneira com 
auxílio de esferas de aço, mesmas esferas utilizadas no moinho de bolas no 
processo de fabricação do cimento Portland. 
 
 45FIGURA 6. – Comparativo visual da moagem da escória ácida. 
FONTE: O autor (2019). 
 
A Figura 6 compara visualmente o resultado da moagem, a escória ácida 
granulada (á esquerda) e a escória ácida moída (á direita). 
A moagem foi realizada em uma etapa, com a inserção de 10 kg de escória 
ácida e 60 kg de esferas de aço na betoneira e com duração de 4 horas de moagem. 
Foi realizado ensaio de massa específica, de acordo com a NBR 16605 
(2017) o qual determina o volume que a escória ocupará na mistura do concreto. 
Também foi realizado o ensaio de finura, por peneiramento de acordo com a 
NBR 11579 (2012), objetivando comparar se sua finura está compatível para 
material aglomerante. 
O Quadro 8 apresenta as características químicas da amostra de escória 
ácida utilizada. 
 
 46 
 
Materiais Unidade 
Fórmula 
Molecular 
Resultados 
Obtidos 
Resíduo Insolúvel % - 44,62 
Óxido de Ferro % Fe₂O₃ 4,67 
Óxido de Cálcio % CaO 30,69 
Óxido de Potássio % K₂O 0,64 
Trióxido de Enxofre % SO₃ 0,49 
Dióxido de Silício % SiO₂ 47,03 
Óxido de Alumínio % Al₂O₃ 8,26 
Óxido de Magnésio % MgO 3,26 
Óxido de Sódio % Na₂O 0,23 
Óxido de Bário % BaO 0,22 
Óxido de Cério % CeO₂ 0,20 
Cloro % Cl 0,01 
Óxido de Cromo % Cr₂0₃ 0,19 
Óxido de Manganês % MnO 2,97 
Óxido de Nióbio % Nb₂O₅ 0,02 
Pentóxido de Fósforo % P₂O₅ 0,03 
Óxido de Estrôncio % SrO 0,15 
Dióxido de Titânio % TiO₂ 0,52 
Trióxido de Tungstênio % WO₃ 0,15 
Óxido de Zinco % ZnO 0,03 
Dióxido de Zircônio % ZrO₂ 0,06 
Atividade Pozolânica % - 99,02 
QUADRO 8. – Composição química da escória ácida. 
FONTE: Supremo cimento (2018). 
 
Os valores informados no Quadro 8 foram fornecidos pela empresa Supremo 
Cimento, especificando que os resultados apresentados são referentes a amostra de 
escória ácida fornecida. 
 
 47 
3.1.3 Agregado Miúdo 
 
Os agregados miúdos empregados são oriundos de jazidas naturais da 
cidade de Araquari/SC, de natureza quartzosa. 
No Quadro 9, estão descritos os ensaios normalizados que serão realizados 
para determinar as características relevantes dos agregados miúdos para esta 
pesquisa. 
 
Norma Título Determinação 
NBR NM 
248:2003 
 
 
Agregados- Determinação da composição 
granulométrica. 
Granulometria 
NBR NM 
46:2003 
 
 
Agregados - Determinação do material fino 
que passa através da peneira 75 µm, por 
lavagem. 
Material 
Pulverulento 
NBR NM 
52:2009 
 
 
Agregado miúdo - Determinação da massa 
específica. 
Massa específica 
ASTM 
Standart 
C 40 - 99 
 
Test Method for: Organic Impurities in Fine 
Aggregates for Concrete 
Matéria Orgânica 
QUADRO 9. - Normas utilizadas para caracterização de agregado miúdo. 
FONTE: O autor (2019). 
 
A determinação granulométrica é a distribuição, em porcentagem, dos 
diversos tamanhos de grãos. É a determinação das dimensões das partículas do 
agregado e de suas respectivas porcentagens de ocorrência (ABNT, 2003). 
A composição granulométrica tem grande influência nas propriedades das 
argamassas e concretos, conhecer esta distribuição do agregado e representa-la 
através de uma curva, chamada de curva granulométrica (PETRUCCI, 1987). 
A determinação do material fino que passa através da peneira 75 um, por 
lavagem, este ensaio objetiva a determinação das partículas de argila e outros 
materiais que através da lavagem passem pela malha da peneira de 75µm (ABNT, 
2003). 
De acordo com a NBR 7211 (2009), os limites máximos aceitáveis de 
material passante pela malha da peneira de 75µm no agregado miúdo com relação à 
 48 
massa do material são de 5% para concreto protegido de desgaste superficial e de 
3% para concreto submetido a desgaste superficial. 
Foi realizado ensaio de massa específica, de acordo com a norma NBR NM 
52 (2009) o qual determina o volume que o agregado miúdo ocupa na mistura de 
concreto. 
A ASTM Standart C 40 determina as impurezas orgânicas em agregado 
miúdo para concreto, adicionando uma solução aquosa de hidróxido de sódio com 
pureza de 3% junto ao agregado e através de análise visual com o colorímetro 
avaliar se é possível utilização do agregado no concreto. 
 
 
FIGURA 7. – Colorímetro e solução aquosa de hidróxido de sódio para determinação das impurezas 
orgânicas em agregado miúdo. 
FONTE: O autor (2019). 
 
A Figura 7 ilustra alguns dos materiais necessários para a execução do 
ensaio normalizado pela ASTM Standart C 40, como o colorímetro e a solução 
aquosa de hidróxido de sódio com pureza de 3%. 
 
3.1.4 Agregado Graúdo 
 
O agregado graúdo utilizado será proveniente de jazidas de material pétreo 
de Camboriú/SC, de natureza granítica. 
 49 
No Quadro 10, estão descritos os ensaios normalizados que serão 
realizados para determinar as características relevantes dos agregados graúdos 
para esta pesquisa. 
 
Norma Título Determinação 
 NBR NM 
248:2003 
 
 
Agregados- Determinação da composição 
granulométrica. 
Granulometria 
NBR NM 
46:2003 
 
 
Agregados - Determinação do material fino 
que passa através da peneira 75 um, por 
lavagem. 
Material 
Pulverulento 
NBR NM 
53:2009 
 
 
Agregado graúdo – Determinação da massa 
específica e massa específica aparente. 
Massa específica 
QUADRO 10. - Normas utilizadas para caracterização de agregado graúdo. 
fonte: O autor (2019). 
 
De acordo com a NBR 7211 (2009), os limites máximos aceitáveis de 
material pulverulento, o passante pela malha da peneira de 75µm no agregado 
graúdo com relação à massa do material é de 1% para concreto armado. 
Foi realizado ensaio de massa específica, de acordo com a norma NBR NM 
52 (2009) o qual determina o volume que o agregado graúdo ocupa na mistura de 
concreto. 
 
3.1.5 Água de Amassamento 
 
A água que se utilizará na mistura do concreto é de abastecimento público 
da cidade de Camboriú/SC. 
A água de amassamento utilizada em concreto deve obedecer aos requisitos 
da NBR 15900-1 (2009), que determina a aceitação ou não da água para 
amassamento do concreto. 
Como a água utilizada na pesquisa é de abastecimento público, de acordo 
com a NBR 15900-1 (2009) a água está aprovada para utilização, sem necessidade 
da execução de ensaios. 
 
 
 50 
3.1.6 Aditivo Plastificante 
 
O aditivo plastificante dosado á mistura de concreto foi disponibilizado pela 
indústria química da cidade de Vargem Grande/SP. 
TECHNIFLOW 506 é uma linha de aditivo plastificante multifuncional mid-
range de pega normal de alta redução de água, a base de policarboxilato ou hibrido 
de lignosulfonato mais policarboxilato que apresenta excelente dispersão das 
partículas de cimento melhorando assim a trabalhabilidade (BAUCHEMIE, 2019). 
 
3.2 DOSAGEM DOS CONCRETOS 
 
Para a dosagem dos traços de concreto, elaborou-se um traço referência, 
sendo sua mistura apenas com cimento, sem substituição de escória. 
O traço dosado contem as características exigidas pela NBR 6118 (2014), 
quanto à relação água/aglomerante e ao consumo de cimento. 
A relação a/a foi fixada em 0,6 e o consumo de aglomerante fixado de 
acordo com a classe de agressividade ambiental II (moderada), de 280 kg/m³ de 
acordo com a NBR 6118 (2014). 
Esta classe de agressividade ambiental foi escolhida por ter maior 
empregabilidade nas estruturas edificadas em concreto armado no território 
nacional, pois a classificação do tipo de ambiente para efeito de projeto é urbana. 
Posteriormente a elaboração do traço referência, foram realizados traços 
com a substituição parcial do cimento por diferentes porcentagens de escória ácida. 
O consumo de escória refere-se ao consumo inicial de cimento (280 kg/m³), 
em substituições parciais de 10, 20 e 30% conforme descrito no Quadro 11. 
 
Traços Referência 10% 20% 30% 
Cimento 280 252 224 196 
Escória 0 28 56 84 
Total de 
Aglomerante 280 280 280 280 
QUADRO 11. –