TCC engenharia civil, concreto leve

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UNIVERSIDADE PAULISTA 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
DIOGO CESAR MORENO PAIS 
ÉRIKA LORRANNY ROCHA CHAGAS 
GLEIPSON DE OLIVEIRA 
JACKELINE DA SILVA RODRIGUES 
RAFAEL TAVERNY MOTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCRETO LEVE: 
Caracterização do concreto leve com EPS e sua aplicação dentro da engenharia civil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GOIÂNIA 
2019
 
 
DIOGO CESAR MORENO PAIS 
ÉRIKA LORRANNY ROCHA CHAGAS 
GLEIPSON DE OLIVEIRA 
JACKELINE DA SILVA RODRIGUES 
RAFAEL TAVERNY MOTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCRETO LEVE: 
Caracterização do concreto leve com EPS e sua aplicação dentro da engenharia civil 
 
Trabalho de conclusão de curso para obtenção 
do título de bacharel em Engenharia Civil 
apresentado à Universidade Paulista, Campus 
Goiânia Flamboyant. 
 
Orientador: Prof. M.e Lorena Alves de Oliveira 
 
 
 
 
 
 
 
 
GOIÂNIA 
2019 
 
 
Universidade Paulista – Campus Goiânia Flamboyant – Engenharia Civil 
FOLHA DE AVALIAÇÃO 
 
CONCRETO LEVE: Caracterização do concreto leve com EPS e sua aplicação dentro da 
engenharia civil 
 
 
Nome (s): 
DIOGO CESAR MORENO PAIS 
ÉRIKA LORRANNY ROCHA CHAGAS 
GLEIPSON DE OLIVEIRA 
JACKELINE DA SILVA RODRIGUES 
RAFAEL TAVERNY MOTA 
 
 
Trabalho de conclusão de curso para obtenção 
do título de bacharel em Engenharia Civil 
apresentado à Universidade Paulista. 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
Prof. Mestre. Lorena Alves de Oliveira – Orientador 
 
Nota atribuída: ......................(.......................) ....................................................... 
 
Prof. Especialista. Jefferson Rosa de Souza 
 
Nota atribuída: ......................(.......................) ....................................................... 
 
Prof. Especialista. Gisela de Sousa Ribeiro 
 
Nota atribuída: ......................(.......................) ....................................................... 
 
Data: 28/11/2019 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Queremos agradecer primeiramente а Deus, pela força е coragem durante toda esta 
longa caminhada e a nossa família que nos deu apoio tanto financeiro, quanto emocional. 
Agradecemos também a nossa orientadora Prof. Mestre Lorena Alves de Oliveira pela paciência 
na orientação е incentivo que tornaram possível а conclusão deste trabalho, e aos nossos 
professores que contribuíram com o nosso aprendizado, com conhecimento e lições que 
levaremos para toda vida, agradecemos a todos que contribuíram com a realização deste 
trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“O primeiro dever da inteligência é desconfiar 
dela mesma.” 
(Albert Einstein) 
 
 
RESUMO 
 
O concreto é o material mais utilizado na construção civil, por ser um material de baixo custo 
de produção, que possui técnicas conhecidas, mão de obra qualificada e de fácil acesso. Com 
isso buscam-se formas de utilizar de maneira adequada e visando não comprometer o meio 
ambiente, de aplicar resíduos de outras indústrias na construção civil. O trabalho teve como 
objetivo analisar as características físicas do concreto com a substituição parcial do agregado 
graúdo por pérolas de EPS, visando determinar a resistência a compressão dos corpos de prova 
moldados, a massa específica afim de determinar o traço mais adequado para a utilização. A 
dosagem do concreto foi realizada conforme o método IPT/EPUSP (Instituto de Pesquisas 
Tecnológicas/ Escola Politécnica da Universidade de São Paulo), com corpos de prova sendo 
moldados seguindo os parâmetros estabelecidos na ABNT NBR 5738 (2015). A resistência foi 
determinada com corpos de prova com idade de 7, 14 e 28 dias, para cada percentual de 
agregado graúdo substituído (0%, 15%, 40% e 65%), utilizando os parâmetros estabelecidos na 
ABNT NBR 5739 (2018). Também foi realizado a determinação da massa específica do corpo 
de prova, afim de analisar a relação entre a perda de massa com uma possível perda de 
resistência do material. Através dos resultados obtidos foi possível determinar que o traço que 
apresentou melhores resultados foi o traço de 40% de substituição do agregado graúdo, pois o 
mesmo foi o que apresentou uma melhor relação entra a redução da massa específica e a 
resistência adquirida aos 28 dias. 
 
Palavras-chave: Corpos de prova, Resistência, ABNT NBR. 
 
 
 
ABSTRACT 
 
Concrete is the most used material in civil construction, as it is a low cost material of production, 
which has known techniques, skilled labor and easy access. With this, we seek ways to use it 
properly and in order not to compromise the environment, to apply waste from other industries 
in construction. The objective of this work was to analyze the physical characteristics of 
concrete with partial replacement of coarse aggregate by EPS beads, aiming to determine the 
compressive strength of the molded specimens, the specific mass in order to determine the most 
suitable trace for use. The concrete was measured according to the IPT / EPUSP method 
(Institute of Technological Research / Polytechnic School of the University of São Paulo), with 
specimens being molded following the parameters established in ABNT NBR 5738 (2015). 
Resistance was determined with specimens aged 7, 14 and 28 days for each percentage of 
substituted large aggregate (0%, 15%, 40% and 65%), using the parameters established in 
ABNT NBR 5739 (2018). It was also performed the determination of the specimen specific 
mass, in order to analyze the relationship between the mass loss and a possible loss of material 
resistance. Through the obtained results, it was possible to determine that the trait that presented 
better results was the 40% substitution trait of the coarse aggregate, because it was the one that 
presented the best relation between the reduction of the specific mass and the acquired 
resistance at 28 days. 
 
Keywords: Specimens, Resistance, ABNT NBR. 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS 
 
 
Abreviaturas 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ASTM “American Society for Testing and Materials ‘’ 
ABRAPEX Associação Brasileira de Poliestireno Expandido 
BC Baixo calor de hidratação 
CB-018 Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados 
CFCs Clorofluorcarbonetos 
CP Cimento Portland 
Eco-92 Conferência do Rio de Janeiro em 1992 
EPS Poliestireno Expandido 
IPT/EPUSP Instituto de Pesquisas Técnológicas da Escola Politécnica da Universidade de 
São Paulo 
NBR Norma Brasileira Regulamentadora 
RS Resistente a sulfatos 
Unche Conferência de Estocolmo 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 10 
1.1 Justificativa ........................................................................................................... 10 
1.2 Objetivos ............................................................................................................... 11 
1.2.1 Objetivos específicos .............................................................................................. 11 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...................................................................................... 12 
2.1 A história do concreto .......................................................................................... 12 
2.2 O concreto na atualidade ..................................................................................... 13 
2.3 Cimento ................................................................................................................. 13 
2.4 Classificações do concreto .................................................................................... 14 
2.5 Classificações dos agregados ................................................................................15 
2.6 Propriedades mecânicas do concreto ................................................................... 17 
2.6.1 Aderência ............................................................................................................... 17 
2.6.2 Resistência ............................................................................................................. 18 
2.6.3 Tenacidade ............................................................................................................. 18 
2.6.4 Dureza .................................................................................................................... 19 
2.7 Propriedades físicas do concreto .......................................................................... 19 
2.7.1 Massa específica..................................................................................................... 19 
2.7.2 Porosidade .............................................................................................................. 20 
2.7.3 Teores de umidade ................................................................................................. 20 
2.7.4 Propriedades térmicas ............................................................................................. 20 
2.8 Propriedades do concreto no estado fresco ......................................................... 21 
2.8.1 Consistência ........................................................................................................... 21 
2.8.2 Adensamento.......................................................................................................... 21 
2.9 Concreto leve ........................................................................................................ 21 
2.10 Concreto com agregados leves ............................................................................. 24 
 
 
2.11 Poliestireno expandido (EPS) ............................................................................... 26 
2.12 Sustentabilidade ................................................................................................... 28 
3 METODOLOGIA ......................................................................................................... 30 
3.1 Dosagem do concreto ............................................................................................ 30 
3.2 Moldagem dos corpos de prova ........................................................................... 31 
3.3 Verificação da resistência a compressão.............................................................. 33 
3.4 Determinação da massa específica dos corpos de prova ..................................... 35 
3.5 Análise estatística ................................................................................................. 35 
REFERÊNCIAS ................................................................................................................. 43 
 
10 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O concreto é material construtivo amplamente disseminado. Podendo ser encontrado em 
casas de alvenaria, rodovias, pontes, edifícios mais altos do mundo, torres de resfriamento, 
usinas hidrelétricas e nucleares, obras de saneamento e até em plataformas de extração 
petrolífera móveis. O concreto é uma pedra artificial, a base de um meio cimentante (cimento 
Portland, cal, gesso), que se molda de acordo com a necessidade de projeto, sendo que no seu 
estado fresco é um composto plástico, e depois de endurecido tem resistência similar a das 
rochas. 
Estima-se que anualmente são consumidas 11 bilhões de toneladas de concreto no 
mundo, o que segundo a Federación Iberoamericana de Hormigón Premesclado (FIHP), 
representa aproximadamente, um consumo médio de 1,9 tonelada de concreto por habitante por 
ano, valor inferior apenas ao consumo de água. No Brasil, o concreto que sai de centrais 
dosadoras gira em torno de 30 milhões de metros cúbicos. O elevado consumo de concreto 
influência diretamente na extração de recursos naturais (areia, água, brita, rochas calcárias), 
gerando resíduos que na maioria das vezes são descartados sem nenhum redirecionamento. 
Um dos problemas apresentados pelo concreto é a sua dificuldade em vencer grandes 
vãos, pelo seu alto peso específico, que proporciona grandes flechas a estrutura. Uma das 
formas de vencer essa particularidade é reduzir o peso específico do concreto. Para isso pode-
se utilizar agregados leves, como a cinza volante, argila expandida, pedra-pomes, vermiculita e 
o poliestireno expandido (EPS). O poliestireno expandido (EPS) se adequa a esses parâmetros, 
contribuindo com a sustentabilidade, por se tratar de um material 100% reciclável. 
 
1.1 Justificativa 
 
O concreto é o material mais utilizado mundialmente na construção civil, sendo 
utilizado em todos os tipos de construções, desde edificações a pavimentação, em elementos 
estruturais e não estruturais, sendo responsável por gerar boa parte dos resíduos provenientes 
da construção civil. 
Nos dias atuais há uma grande preocupação no desenvolvimento sustentável, tendo em 
vista isto, a reutilização de materiais passou a ser uma forma viável de aplicação da construção 
sustentável. Com esta pesquisa busca-se encontrar a melhor forma de reutilizar materiais 
11 
 
provenientes de outras indústrias, para reduzir o peso específico do concreto, sem afetar 
relevantemente as suas características mais benéficas. 
 
1.2 Objetivos 
 
Analisar as características físicas do concreto com a substituição parcial do agregado 
graúdo por pérolas de EPS. 
 
1.2.1 Objetivos específicos 
 
a) Determinar os traços de concreto leve a base de EPS, com substituição parcial do 
agregado graúdo. 
b) Comparar a resistência a compressão do concreto leve com EPS com o concreto 
convencional através de ensaios. 
c) Determinar a massa específica dos corpos de prova a 28 dias. 
d) Analisar a relação entre a massa específica dos corpos de prova e a resistência a 
compressão obtida. 
 
 
12 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1 A história do concreto 
 
As primeiras construções surgem como uma forma do ser humano buscar abrigo contra 
as intempéries naturais. Nas construções da antiguidade os materiais mais empregados foram a 
pedra, madeira e mais tarde as ligas metálicas. O emprego da pedra e madeira data de, pelo 
menos, 3 mil anos (CLIMACO, 2018). 
O concreto é um material novo, sendo que até o início do século passado as construções 
eram realizadas a base de madeira e alvenaria. Apesar da madeira ser abundante na época e de 
fácil acesso ela apresentava alguns problemas na sua utilização, sendo elas a durabilidade, que 
era muito afetada pela falta de tratamento das mesmas, e problemas com incêndios. Por conta 
disso, as principais edificações da época eram realizadas a base de alvenaria de pedras ou barro 
(CARVALHO, 2008). 
Um grande avanço ocorreu com o desenvolvimento dos chamados materiais 
aglomerantes, que endurecem em contato com a agua e tornaram possível a fabricação de uma 
pedra artificial, denominada concreto ou betão, com a adição de materiais inertes, para aumentar 
o volume, dar estabilidade físico-química e reduzir custos. Os romanos já utilizavam um tipo 
de concreto, usando como aglomerantes a cal e a pozolana, de extração natural ou com 
subprodutos de outros materiais. As primeiras regras conhecidas de dosagem de materiais para 
concreto são atribuídas a Leonardo da Vinci, mas o uso se propagou, principalmente, a partir 
do estabelecimento de um processo de fabricação industrial de cimento Portland, por Joseph 
Apsdin, na Inglaterra, em 1824, que passou a ser reproduzido em todo mundo (CLIMACO, 
2018). 
Apesar de tudo, a definição de cimento estabelecida hoje não poderia ser aplicado à 
invenção de Aspdin, pois o cimento é realizado através da queima a altas temperaturas, até a 
fusão incipiente do material, de uma mistura definida de rocha calcária e argila finamentemoídas resultando no clínquer. É duvidoso acreditar que a mistura de Aspdin em 1824, tenha 
sido realizada a uma temperatura suficiente para produzir o clínquer, além que a sua patente 
não define as proporções dos ingredientes empregados (CARVALHO, 2008). 
No Brasil, a fabricação do cimento Portland foi iniciada em 1888, quando o comendador 
Antônio Proost Rodovalho instalou uma usina em Sorocaba-SP, operando de forma 
intermitente até 1907 e extinguindo-se definitivamente em 1918. Posteriormente, várias 
13 
 
iniciativas esporádicas de fabricação de cimento foram desenvolvidas. Em Cachoeiro do 
Itapemirim, o governo do Espírito Santo fundou, em 1912, uma fábrica que funcionou até 1924, 
sendo então paralisada, voltando a funcionar em 1936, após modernização. Em 1924 a 
Companhia Brasileira de Cimento Portland instalou uma fábrica em Perus, SP, cuja construção 
pode ser considerada como o marco da implantação da indústria brasileira de cimento 
(BATTAGIN, 2009). 
 
2.2 O concreto na atualidade 
 
O concreto é um dos materiais mais utilizados na construção mundial, estima-se que 
anualmente são consumidas 11 bilhões de toneladas de concreto no mundo, o que segundo a 
FIHP (Fedaración Iberoamericana de Hormigón Premesclado) seria de 1,9 toneladas de 
concreto por habitante por ano, valor inferior apenas ao consumo de água. Pode-se dizer que o 
concreto é uma pedra artificial, que se molda de acordo com a inventividade construtiva do 
homem, pois se trata de um material plástico em seu estado fresco, que adquire resistência 
quando endurece (PEDROSO, 2009). 
Duas propriedades que se destacam no concreto como material construtivo são a sua 
resistência a água (diferente do aço e da madeira o concreto sofre menos quando exposto a 
meios aquosos) e sua plasticidade, que possibilita obter obras construtivas de diversas formas. 
“O concreto é uma mistura homogênea de cimento, agregados miúdos e graúdos, com ou sem 
a incorporação de componentes minoritários (aditivos químicos e adições), que desenvolve suas 
propriedades pelo endurecimento da pasta de cimento”, define Inês Battagin, superintendente 
do CB-18 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (PEDROSO, 2009). 
 
2.3 Cimento 
 
O termo cimento pode ser atribuído a todo material com propriedades adesivas e 
coesivas, capaz de unir fragmentos de minerais entre si, de modo a formar um todo compacto. 
A ASTM C 150 (2009) define o cimento Portland como um aglomerante hidráulico produzido 
pela moagem do clínquer, que consiste essencialmente de silicatos de calcário hidráulico, 
usualmente com uma ou mais formas de sulfatos de cálcio como um produto de adição. 
As dosagens do cimento e do concreto, ou seja, as proporções dessas misturas, são tão 
importantes para a obtenção de um produto de qualidade que são normalizadas. Cada país 
14 
 
possui normas técnicas que recomendam como obter diferentes cimentos e concretos para 
diferentes aplicações. No Brasil, o mercado da construção civil dispõe algumas opções de 
cimentos, conforme o Quadro 1: 
 
Quadro 1- Designação normalizada, sigla e classe do cimento Portland 
Fonte: ABNT NBR 16697 (2018) 
 
2.4 Classificações do concreto 
 
O concreto pode ser definido como pasta e argamassa produzido a partir do uso de um 
meio cimentante. Geralmente esse meio é o produto da reação entre um cimento hidráulico e 
água, mas atualmente mesmo essa definição pode cobrir uma larga gama de produtos. O 
concreto pode ser produzido com vários tipos de cimento e também conter pozolanas, como 
cinza volante, escoria de alto-forno, sílica ativa, adições minerais, agregados de concreto 
reciclado, aditivos, polímeros e fibras. Além disso, esses concretos podem ser aquecidos, 
Designação 
normalizada(tipo) 
Subtipo Sigla Classe de 
resistência 
Sufixo 
Cimento Portland comum Sem adição CP I 
 
 
 
25,32 ou 40c 
 
 
 
 
RS a 
Ou 
BC b 
- 
Com adição CP I-S 
 
 
 
Cimento Portland 
composto 
 
Com escória 
granulada de alto 
forno 
CP II-E 
Com material 
carbonático 
CP II-F 
Com material 
pozolânico 
CP II-Z 
Cimento Portland de alto-forno CP III 
Cimento Portland pozolânico CP IV 
Cimento Portland de alta resistência inicial CP V ARI d 
Cimento Portland branco Estrutural CPB 25,32 ou 40c 
Não estrutural CPB - - 
a O sufixo RS significa resistente a sulfatos e se aplica a qualquer tipo de cimento Portland que 
atenda aos requisitos estabelecidos em 5.3, além dos requisitos para seu tipo e classe originais. 
b O sufixo BC significa baixo calor de hidratação e se aplica a qualquer tipo de cimento Portland 
que atenda aos requisitos estabelecidos em 5.4, além dos requisitos para seu tipo e classe originais. 
c As classes 25,32 ou 40 representam os valores mínimos de resistência á compressão aos 28 dias 
de idade, em megapascais (MPa), conforme método de ensaio estabelecido pela ABNT NBR 7215. 
d Cimento Portland de alta resistência inicial, CP V, que apresenta a 1 dia de idade resistência igual 
ou maior eu 14 Mpa, quando ensaiado de acordo com a ABNT NBR 7215 e atende aos demais requisitos 
estabelecidos nesta Norma para esse tipo de cimento. 
15 
 
curados a vapor, auto-clavados, tratados a vácuo, prensados, vibrados por impactos (shock-
vibrated), extrudados e projetados (NEVILLE e BROOKS, 2013). 
O concreto pode ser classificado em função de suas massas específicas, obtidas pelas 
diferentes dosagens da mistura, também chamadas de traços, sendo três classes básicas de 
classificação. Concreto de densidade normal (massa específica no intervalo de 2000 a 
2800kg/m³ comumente encontrado em obras em geral), concreto leve (densidade abaixo do 
intervalo estabelecido para o concreto normal, obtida com o uso de agregados com menor massa 
específica), concreto pesado (massa específica acima do intervalo estabelecido para o concreto 
normal, devido ao uso de agregados de alta densidade, usado em blindagem contra radiação) 
(BAUER, 2016). 
Os concretos podem também ser classificados em relação à sua resistência à compressão 
aos 28 dias, sendo eles o concreto de baixa resistência menos de 20MPa (não adequado à 
finalidade estrutural, segundo a ABNT NBR 6118 (2014), concreto de resistência normal: de 
20 a 50MPa e concreto de alta resistência: mais de 50Mpa (NBR 8953, 2015). 
 
2.5 Classificações dos agregados 
 
Os agregados são materiais granulares, sem forma e volume definidos, de dimensões e 
propriedades estabelecidas para o uso em obras conforme a Figura 1. Aproximadamente ¾ do 
volume do concreto é composto por agregados, que possuem a função de dar volume a mistura 
do concreto. A qualidade do concreto é diretamente ligada a qualidade do agregado, pois as 
suas propriedades físicas, térmicas e algumas vezes químicas influenciam no desempenho do 
concreto. Do ponto de vista financeiro é vantajoso ter uma maior quantidade de agregados no 
cimento, já que o custo destes sãos menores, porém para se adquirir uma boa qualidade no 
concreto, deve-se levar em consideração a melhor relação em custo-benefício (NEVILLE e 
BROOKS, 2013). 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 Figura 1: Agregados comumente encontrados no Brasil. 
 
 
 Fonte: ORNELAS (2019) 
 
Os agregados podem ser classificados segundo a sua natureza, suas dimensões, sua 
classificação petrográfica e segundo a sua forma e textura. Quanto a natureza eles se 
subdividem em agregados naturais e artificiais. Os naturais são os que se encontram de forma 
particulada na natureza (areia, cascalho ou pedregulho) e os artificiais são aqueles produzidos 
por algum processo industrial, como as pedras britadas, areias artificiais, escórias de alto-forno 
e argilas expandidas, entre outros. Os agregados para a construção civil são obtidos de materiais 
rochosos variados, consolidados ou granulares, fragmentados naturalmente ou por processo 
industrial. Podem ser oriundos de rochas sedimentarescomo arenitos e siltitos, entre outras; 
metamórficas como os quartizitos, calcários e gnaisses; ígneas como o granito, Sienitos, 
basaltos e diabásios (LA SERNA e REZENDE, 2007). 
A classificação segundo as dimensões subdivide os agregados em graúdos e miúdos. 
Define-se agregado miúdo como areia de origem natural ou resultante de britagem de rochas 
estáveis – ou a misturas de ambas –, com grãos que passam pela peneira de 4,8mm e ficam 
retidos na peneira de 0,075mm. O agregado miúdo não deve conter grãos de um único tamanho. 
Isso significa que se deve procurar adquirir agregados com boa distribuição granulométrica. 
Como a quantidade de água no concreto é um fator importante que condiciona, inclusive, a 
resistência e durabilidade da estrutura, é necessário considerar, também, a quantidade do líquido 
presente na areia (umidade) na dosagem do concreto. Durante o recebimento e estocagem, a 
areia deve ser guardada em baias drenadas, para evitar que as parcelas dos grãos finos sejam 
carreadas (NBR 7211, 2005). 
Agregado graúdo são o pedregulho ou a brita proveniente de rochas estáveis ou a mistura 
de ambos, com grãos maiores que 4,8mm. No concreto usado na construção civil, podem ser 
usadas tanto as britas quanto os pedregulhos, dependendo da necessidade. O importante é que 
a) areia 
fina 
b) areia 
fina fina 
c) areia 
fina grossa 
d) areia 
grossa 
e) bica 
corrida 
f) pó de 
pedra 
g) brita em 
geral 
17 
 
sejam materiais de boa resistência, limpos e com granulação uniforme, para que possam ser 
dosados de forma a se obter uma massa de concreto econômica e com a maior resistência 
possível (MEHTA e MONTEIRO, 1994). 
Do ponto de vista petrográfico os agregados podem ser divididos em vários grupos de 
rochas com características comuns. A norma americana ASTM C 294-05 apresenta as 
descrições dos minerais mais comuns e importantes encontrado nos agregados, sendo eles: 
minerais de sílica, feldspato, minerais micáceos, minerais corbonáticos, minerais sulfáticos, 
minerais de sulfeto de ferro, minerais ferromagnesianos, zeólitos, minerais de óxido de ferro e 
minerais argilosos (ASTM C 294, 2005). 
As características externas dos materiais, em especial a forma e a textura, são 
importantes para as propriedades do concreto fresco e endurecido. Embora não exista 
normalização da ASTM, algumas vezes é utilizado nos Estados Unidos a seguinte classificação, 
conforme o Quadro 2: totalmente redondo (sem face original), arredondado (quase todas as 
faces inexistentes), sub arredondado (faces com áreas reduzidas), sub anguloso (alguns 
desgastes com faces intactas e anguloso (poucas evidencias de desgastes) (NEVILLE e 
BROOKS, 2013). 
 
2.6 Propriedades mecânicas do concreto 
 
2.6.1 Aderência 
 
Aderência é a propriedade que impede que haja escorregamento de uma barra em 
relação ao concreto que a envolve. É, portanto, responsável pela solidariedade entre o aço e o 
concreto, fazendo com que esses dois materiais trabalhem em conjunto. A aderência pode ser 
decomposta em três parcelas, sendo aderência a adesão, ao atrito e aderência mecânica. A 
aderência por adesão caracteriza-se por uma resistência à separação dos dois materiais. Ocorre 
em função de ligações físico-químicas, na interface das barras com a pasta, geradas durante as 
reações de pega do cimento. Para pequenos deslocamentos relativos entre a barra e a massa de 
concreto que a envolve, essa ligação é destruída (PINHEIRO e MUZARDO, 2003). 
A aderência ao atrito manifesta-se quando há tendência de deslocamento dos materiais, 
dependendo da rugosidade da barra e da pressão transversal exercida do concreto sobre a barra. 
O coeficiente de atrito entre aço e concreto é alto, em função da rugosidade da superfície das 
barras, resultando valores entre 0,3 e 0,6. A aderência mecânica se dá devido a conformação 
18 
 
superficial das barras. Nas barras de alta aderência, as saliências mobilizam forças localizadas 
aumentando significativamente a aderência (LEONHARDT e MONNIG, 1977). 
 
2.6.2 Resistência 
 
A principal propriedade do concreto é a sua resistência a compressão, sendo 
determinada em corpos de prova padronizados, para possibilitar a comparação dos diversos 
resultados. Colocando-se uma série de valores de resistências de corpos de prova do mesmo 
concreto em um gráfico de distribuição, com as tensões medidas no eixo horizontal e as 
frequências de ocorrência de um dado valor (ou intervalo de valor) no eixo horizontal, obtém-
se uma curva de distribuição normal. A área entre a curva e o eixo horizontal é igual a 1. Um 
valor qualquer da resistência divide esta área nas probabilidades de ocorrência de valores 
menores e maiores do que este valor. O valor de resistência que tenha 95% de probabilidade de 
ser ultrapassado denomina-se resistência característica à compressão do concreto, fck 
(ALMEIDA, 2002). 
A resistência a compressão do concreto está diretamente ligada a resistência dos 
agregados nele contido, apesar de não ser fácil determinar a resistência a compressão do 
agregado. As informações necessárias sobre as partículas dos agregados devem ser obtidas a 
partir de métodos de ensaios indiretos, como ensaios de esmagamento de amostras preparadas 
da rocha (NEVILLE e BROOKS, 2013). 
A resistência a tração depende da direção do esforço, relativamente ao veio da pedra. É 
determinada pelo ensaio diametral, em que um corpo de prova cilíndrica é submetido a um 
esforço perpendicular ao eixo do cilindro, sua ordem de grandeza oscila de 10 a 15 MPa 
(BAUER, 2016). 
 
2.6.3 Tenacidade 
 
Tenacidade é uma medida da quantidade de energia que o compósito pode absorver 
antes de fraturar, expressa, numericamente, pela área sob a curva tensão versus deslocamento 
vertical obtida no ensaio de tração na flexão com velocidade de deformação controlada. A 
tenacidade pode ser definida como a resistência do agregado a ruptura por impacto, sendo usual 
a determinação do índice de impacto de agregados soltos (PINTO JR, 1997). 
19 
 
Os ensaios de tenacidade são apresentados pelas normas BS 812-112: 1990 e BS EN 
1097-2: 1998. O resultado desse ensaio é relacionado com o índice de esmagamento e pode ser 
utilizado como ensaio alternativo. O ensaio é dado pelo impacto de um martelo-padrão, 
golpeando 15 vezes o material analisado, sujeito ao peso próprio, sobre o agregado no interior 
de um recipiente cilíndrico (NEVILLE e BROOKS, 2013). 
 
2.6.4 Dureza 
 
Pode ser definida como a resistência ao desgaste, sendo uma importante propriedade do 
concreto. No Brasil, a avaliação da dureza de agregados é definida pelo ensaio de abrasão Los 
Angeles, sendo normalizada pela NBR NM 51:2001, o ensaio Los Angeles combina os 
processos de atrito e abrasão e dá resultados que mostram uma boa correlação, não somente 
com o desgaste real dos agregados no concreto, mas também com as resistências à compressão 
e flexão do concreto produzido com o mesmo agregado (NBR NM 51, 2001). 
 
2.7 Propriedades físicas do concreto 
 
2.7.1 Massa específica 
 
A massa específica deve ser cuidadosamente definida, pois há diversos tipos de massa 
específica. A massa especifica absoluta refere-se ao volume de material sólido excluindo todos 
os poros. Massa específica é a relação entre a massa de agregado seco e seu volume excluindo 
os capilares, a massa específica aparente é definida como a relação entre massa do agregado 
seco e seu volume, incluindo os poros permeáveis. (NEVILLE e BROOKS, 2013). 
A massa específica refere-se somente ao volume de partículas individuais, e não é 
fisicamente possível compactar essas partículas de maneira que não existam vazios entre elas. 
Portanto, quando o agregado vai ser proporcionado em volume, é necessário conhecer sua 
massa unitária, definida como a massa real necessária para preencher um recipiente de volume 
unitário, sendo esse o valor utilizado para realizar as conversões entre massa e volume 
(FREITASJR, 2013). 
 
 
20 
 
2.7.2 Porosidade 
 
A porosidade é uma importante característica física a ser considerada como parâmetro, 
já que incide no comportamento higroscópico (transferência de água no estado líquido e 
gasoso), nos mecanismos de desgaste (pressão da cristalização dos sais precipitados), na 
resistência (a compressão e flexão) e durabilidade das argamassas. A porosidade controla o 
conteúdo de água (retenção e evaporação da umidade), a penetração do ar na estrutura da 
argamassa e, portanto, também a carbonatação do hidróxido de cálcio. A porosidade pode ser 
determinada ou avaliada medindo-se a porosidade total e a absorção capilar (KANAN, 2008). 
 
2.7.3 Teores de umidade 
 
É a relação entre a massa de água absorvida pelo agregado e preenchimento total ou 
parcialmente os vazios, e massa desse mesmo agregado quando seco, podendo ser definido pela 
quantidade de água que tem na amostra. Pode-se optar por diferentes métodos para se obter esse 
resultado, através de uma estufa em laboratório de acordo com a NBR 6457 (2016) ou pelo 
método Speedy sendo que este método é o mais rápido na obtenção do índice de umidade, o 
que o torna o mais apropriado para ser empregado em obras, o mesmo é preconizado pelo 
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT/ Departamento Nacional de 
Estradas de Rodagem - DNER em seu Método de Ensino - ME 052/94 (SUPORTE 
SONDAGENS E INVESTIGAÇÕES, 2019). 
 
2.7.4 Propriedades térmicas 
 
As propriedades térmicas têm seu papel importante dentre outras propriedades do 
concreto. O conhecimento dessas propriedades é fundamental para controlar as variações de 
volume dentro de certos limites e disciplinar a dissipação do calor gerado pelo concreto, durante 
a hidratação. As propriedades térmicas do concreto, bem como as resistências do concreto, 
podem variar consideravelmente devido às variações dos materiais, proporcionamento e 
produção (ANDRIOLO, 1984). 
 
 
21 
 
2.8 Propriedades do concreto no estado fresco 
 
2.8.1 Consistência 
 
Capacidade maior ou menor que o concreto fresco tem de se deformar, sobre cargas 
estando relacionado ao processo de trabalhabilidade, transporte, adensamento do concreto, 
podendo variar com a quantidade de água empregada, granulometria dos agregados e também 
pela presença de produtos químicos específicos denominados aditivos. Existem diversos testes 
para medir essa consistência, o mais adotado como esse ensaio de abatimento é o slump test 
(AMBROZEWICZ, 2012). 
 
2.8.2 Adensamento 
 
Pode se considerar a operação que procura evitar a formação de bolhas de ar, eliminar 
os vazios e segregação de materiais que possam ocorrer durante o lançamento, tornando a 
mistura mais compacta, menos permeável e, portanto, mais eficaz, algumas peças exigem 
adensamento lento e concreto fluído, outras permitem concreto plásticos e com adensamento 
mais energético. Usa se um aparelho chamado vibrador para sua execução, existindo algumas 
recomendações a serem evitas, inclusive não acionar fora do concreto, não podendo tocar o 
vibrador na armadura ou nas fôrmas (MEHTA e MONTEIRO, 1994). 
 
2.9 Concreto leve 
 
Concreto leve se caracteriza pela redução da massa específica em relação aos concretos 
convencionais, consequência devido a substituição de parte dos materiais sólidos por ar. Podem 
ser classificados em concreto celular, concreto sem finos e concreto com agregados leves, 
conforme a Figura 2. No geral, apresentam massa especifica aparente abaixo de 2000 kg/m³, 
enquanto a densidade do concreto convencional varia de 2300 a 2500 kg/m³ (ROSSIGNOLO, 
2009). 
 
 
 
 
22 
 
 Figura 2: Concreto celular, concreto sem finos e concreto com agregados leves 
 
 a) Concreto celular. b) Concreto sem finos. c) Concreto com agregados leves 
 Fonte: ROSSIGNOLO (2009). 
 
A primeira indicação conhecida da aplicação dos concretos com agregados leves data 
de aproximadamente 10 a.C., quando construtores pré-colombianos, originários da região da 
atual cidade de El Tajin, localizada no México, utilizaram uma mistura de pedra-pomes com 
um ligante à base de cinzas vulcânicas e cal para a construção de elementos estruturais. 
(ROSSIGNOLO, 2009). 
A respeito desses registros, as aplicações históricas mais conhecidas dos concretos com 
agregados leves foram construídas pelos romanos, destacando-se, na Itália, o Porto de Cosa, a 
cobertura do Panteão e o Coliseu de Roma. Os romanos, com a intenção de reduzir as cargas 
nas estruturas, utilizaram concretos que combinavam aglomerante à base de cal e rochas 
vulcânicas (ROSSIGNOLO, 2009). 
Em 1918, ocorreu as primeiras aplicações dos agregados leves artificiais produzidos por 
Stephen J. Hayde em concreto de cimento Portland, durante a Primeira Guerra Mundial, quando 
a American Emergency Fleet Building Corporation construiu embarcações com concreto leve. 
Um exemplo dessas embarcações é o USS Selmo, com 123,3 m de comprimento. Lançado ao 
mar em 1919 nos Estados Unidos, a estrutura dessa embarcação utilizou cerca de 2000 m³ de 
concreto leve com argila expandida, com valores de resistência à compressão aos 28 dias de 
38,5 MPa e de massa específica de 1905 kg/m3 (CHANDRA e BERNTSSON, 2002). 
Logo, iniciou nos Estados Unidos as pesquisas para aplicação desse material na 
construção civil. A primeira aplicação estrutural de concreto leve em edificações ocorreu em 
1922, no ginásio da Westport High School, na cidade de Kansas. A baixa capacidade de suporte 
do solo foi a motivação para o uso do concreto leve na estrutura para com isso reduzir os custos 
com a estrutura de fundação. Mesmo os agregados leves apresentando custo elevado em relação 
23 
 
aos agregados convencionais, o uso desse material proporcionou a redução do custo geral da 
edificação (ESCSI, 1971). 
Já a primeira aplicação do concreto leve estrutural em edifícios de múltiplos pavimentos 
ocorreu em 1929, também na cidade de Kansas, na expansão do edifício de escritórios da 
Southwestern Bell Telephone Company. Esse edifício construído de 14 pavimentos com 
estrutura em concreto convencional, foi projetado para receber apenas oito pavimentos. No 
entanto, projetistas verificaram que se fosse utilizado concreto leve na estrutura poderiam ser 
executados seis pavimentos adicionais, além dos oito já previstos. Assim, a estrutura dos 14 
pavimentos desse edifício foi executada em concreto leve com 25 MPa de resistência à 
compressão aos 28 dias (ROSSIGNOLO, 2009). 
Já no Brasil, em 1965, o Grupo Rabello, que então apresentava forte expressão no setor 
da construção civil brasileira, juntamente com a empresa Compact Engenharia Ltda., fundou a 
Construção Industrializada Nacional (Cinasa), com o objetivo de produzir elementos pré-
fabricados em concreto armado para construção de habitações. Com o intuito de melhorar o 
desempenho do processo produtivo das unidades habitacionais, verificou-se a possibilidade de 
utilizar concreto leve nos elementos pré-fabricados, facilitando, assim, o transporte e a 
montagem das peças. Em virtude da ausência de fornecedores de agregados leves no Brasil, o 
Grupo Rabello decidiu implantar uma unidade de produção desse material. Essa nova empresa 
do Grupo, a Cinasita, iniciou a produção de argila expandida em 1968, com um volume mensal 
de produção de 7500 m³ (ROSSIGNOLO, 2009). 
O concreto leve estrutural, apresenta-se como um material de construção consagrado 
em todo o mundo, com aplicação em diversas áreas da construção civil. É viável quando é 
necessário vencer grandes vãos, como em pontes, lajes e nos elementos flutuantes, como 
plataformas marítimas. A ampla utilização desse material é particularmente atribuída aos 
benefícios promovidos pela diminuição da massa específica do concreto, que traz a redução de 
esforços na estrutura das edificações, a economia com formas e cimbramento, e a diminuição 
dos custoscom transporte e montagem de construções pré-fabricadas (ROSSIGNOLO, 2009). 
O concreto leve também pode ser classificado segundo a utilização prevista, em 
concreto leve estrutural (ASTM C 330-05), concreto leve para componentes para alvenaria 
(ASTM 331-05) e concreto isolante (ASTM 332-99). A classificação de concreto leve estrutural 
é baseada em uma resistência mínima e, segundo a ASTM C 330-05, a resistência a compressão 
aos 28 dias em corpos de provas cilíndricos não deve ser inferior a 17 MPa. A massa especifica 
de cada concreto determinada no estado fresco, não deve ser maior que 1840 kg/m³ e, 
24 
 
normalmente, situa-se entre 1400 e 1800 kg/m³. Por outro lado, o concreto para alvenaria 
geralmente tem uma massa especifica entre 500 e 800 kg/m³ e resistência entre 7 e 14 MPa. A 
propriedade essencial do concreto isolante é seu coeficiente de condutividade térmica, que deve 
ser menor que 0,3 J/m²sºC/m, enquanto a resistência situa-se entre 0,7 e 7 MPa (ASTM C 330, 
2005). 
 
2.10 Concreto com agregados leves 
 
Quanto à origem, os agregados leves podem ser classificados em naturais ou artificiais. 
Os principais agregados leves naturais são diatomita, pedra-pomes, escória, cinzas vulcânicas 
e tufos. Por serem encontrados apenas em algumas regiões, esse tipo de agregado leve não é 
muito utilizado (NEVILLE e BROOKS, 2013). 
Os agregados leves artificiais são obtidos em processos industriais e, normalmente, são 
classificados com base na matéria-prima utilizada e no processo de fabricação, como a argila 
expandida e o EPS, conforme a Figura 3 (ROSSIGNOLO, 2009). 
 
 Figura 3: Agregados leves 
 
 a) Argila Expandida b) Pedra-pomes c) EPS 
 Fonte: ROSSIGNOLO(2009) 
 
Os vários tipos de agregados leves disponíveis possibilitam a variação da massa 
especifica do concreto desde um pouco mais de 300 até 1850 kg/m³, com uma variação 
correspondente na resistência de 0,3 a 40 MPa, ou mesmo mais elevada em alguns casos. 
Resistências menores que 60 MPa podem ser obtidas com consumos de cimento muito elevados 
(560 kg/m³). Em geral, com agregado leve, o consumo de cimento varia desde os mesmos 
valores do concreto normal até 70% a mais para um concreto de mesma resistência (NEVILLE 
e BROOKS, 2013). 
Ocorre, porém, que além da redução da massa específica, a substituição dos agregados 
convencionais por agregados leves pode ocasionar alterações significativas no desempenho de 
25 
 
outras propriedades do concreto estrutural, com destaque para a trabalhabilidade, a resistência 
mecânica, o módulo de deformação, a durabilidade, a estabilidade dimensional, a condutividade 
térmica e para a microestrutura da zona de transição pasta-agregado (ROSSIGNOLO, 2009). 
Para uma mesma trabalhabilidade, o concreto com agregado leve apresenta um menor 
abatimento de tronco de cone e um menor fator de compactação que o concreto normal devido 
à ação da gravidade ser menor no caso do material mais leve. Um risco consequente é que, ao 
utilizar uma trabalhabilidade maior, será maior a tendência à segregação (NEVILLE e 
BROOKS, 2013). 
Todos os concretos produzidos com agregados leves apresentam uma movimentação de 
água maior que no caso do concreto normal. A natureza porosa dos agregados significa que eles 
têm uma absorção elevada e rápida. Para efeito de comparação, a absorção dos agregados leves 
em 24 horas varia entre 5 e 20%, enquanto a absorção dos agregados normais é em geral menor 
que 2%. Portanto, se o agregado estiver seco durante a mistura ele rapidamente irá absorver 
agua e a trabalhabilidade irá diminuir (NEVILLE e BROOKS, 2013). 
O uso de agregados miúdos leves, bem como de agregados graúdos leves, agrava o 
problema com a trabalhabilidade. Portanto, pode ser preferível utilizar agregado miúdo normal 
com agregados graúdos leves. Esse concreto é classificado como um concreto semileve e, claro, 
a massa especifica, a condutividade térmica e o modulo de elasticidade são maiores que quando 
todos os agregados utilizados são leves. A baixa condutividade térmica do concreto com 
agregado leve é claramente vantajosa para usos que requerem um isolamento muito bom, mas 
a mesma propriedade causa uma maior elevação da temperatura na cura de grandes massas de 
concreto, o que é importante para a possibilidade de fissuração térmica nas primeiras idades 
(NEVILLE e BROOKS, 2013). 
Um outro aspecto importante a se considerar é o fato de os concretos leves apresentarem 
um aumento do consumo de energia para sua produção em relação aos concretos normais, para 
a mesma tensão de trabalho, em função da produção dos agregados leves em fornos rotativos. 
Deve-se ressaltar, porém, que as vantagens do concreto leve se sobressaem às desvantagens. A 
energia adicional utilizada na produção dos agregados pode ser facilmente compensada pela 
redução da massa específica do concreto, que, favorece a redução da armadura, do volume total 
de concreto e da energia utilizada no transporte e no processo construtivo. Além disso, quando 
comparado ao concreto convencional, o concreto com agregados leve promove a redução do 
consumo de energia no condicionamento térmico das edificações quando utilizado nas vedações 
(ROSSIGNOLO, 2009). 
26 
 
2.11 Poliestireno expandido (EPS) 
 
EPS, sigla internacional para Poliestireno Expandido, foi descoberto em 1949, na 
Alemanha, por meio de experimentos, quais os químicos Fritz Stasny e Karl Buchholz 
conseguiram produzir um novo tipo de material. A composição química surgiu de polímeros e 
monômeros de estireno, um tipo de hidrocarboneto líquido fabricado a partir do petróleo que, 
ao serem misturados a gases, levaram à sua expansão e deram formato ao poliestireno. 
Antigamente, os gases usados nesse processo eram os CFCs (clorofluorcarbonetos), que são 
destruidores da camada de ozônio, mas hoje já foram substituídos pelo pentano, que não causa 
nenhum dano (MUNDO ISOPOR, 2019). 
O produto final é composto de pérolas de até 3 milímetros de diâmetro, que se destinam 
à expansão. No processo de transformação, essas pérolas são submetidas à expansão em até 50 
vezes o seu tamanho original, através de vapor, fundindo-se e moldando-se em formas diversas. 
Expandidas, as pérolas consistem em até 98% de ar e apenas 2% de poliestireno (ABRAPEX, 
2019). 
O EPS começou a ser utilizado na guarda costeira dos Estados Unidos, em seus barcos 
e também durante a Segunda Guerra Mundial. No Brasil, esse benefício só chegou por volta 
dos anos 60, e foi registrado como EPS Isopor em 1998 pela Knauf Isopor. Por esse motivo, o 
nome "isopor" passou a ser reconhecido nacionalmente como produtos de EPS (MUNDO 
ISOPOR, 2019). 
De acordo com a Associação Brasileira da Industria, as principais características do 
poliestireno expandido são que ele pode ser reciclado infinitas vezes que não perde as 
propriedades mecânicas (não degrada) é totalmente reciclável, excelente isolante térmico, 
leveza, resistência a envelhecimento, resistência química, resistência mecânica, resistência à 
umidade, amortização de impacto, versatilidade e facilidade de formatação e facilidade de 
manipulação (ABIQUIM, 2014). 
O EPS tem inúmeras aplicações em embalagens industriais, artigos de consumo e até 
mesmo na agricultura. Porém, é na construção civil, que sua utilização é mais difundida. A 
espuma rígida de EPS é comprovadamente um material isolante. Como plástico composto 
basicamente por vazios, contendo ar e fisicamente estável pode suportar variações de 
temperaturas de -50º C a +80º C, sendo assim um material isolante da melhor qualidade 
(ABIQUIM, 2014). 
27 
 
Nas últimas décadas, o EPS vem ganhando posição importante na construção civil, não 
apenas por sua característica isolante, mas também por sua leveza, resistência, facilidade de 
manuseio. Resistente, fácil de recortar, leve e durável, é um dos melhores materiais parapreenchimento de rebaixos ou vazios necessários a vários processos construtivos, 
principalmente lajes e painéis pré-fabricados. Essas qualidades ainda permitem que ele seja 
uma solução para aterros estáveis sobre solos moles. Por suas características, o EPS é ideal para 
carga leve, isolamento, decoração, construção de estradas, facilitação de drenagem de terrenos 
e entre outras aplicações (ABIQUIM, 2014). 
Além do fator ambiental, as vantagens mais evidentes da utilização do EPS em concreto 
leve decorrem da redução da massa específica do concreto, já que o peso próprio das obras de 
concreto tem grande participação na carga total da estrutura. Esta redução resulta em ganhos 
significativos de custos com fôrmas e escoramentos, redução de custos com transporte e 
agilidade para movimentações de materiais pré-moldados permitindo estruturas mais leves e 
esbeltas, elevando a produtividade na construção civil (ABIQUIM, 2014). 
Quando usados como elementos de alvenaria, os blocos de concreto leve com adição de 
EPS suportam carga semelhantes aquelas vencidas por outros tipos de material que cumprem a 
mesma função. Os blocos leves, geralmente, são maciços e não vazados, e comparando a carga 
de ruptura deles e dos tradicionais em relação à pressão, em algumas situações, é possível 
encontrar na opção com EPS uma resistência maior, conforme Figura 4. A solução chega a ser 
70% mais leve do que o bloco de concreto comum. O material é indicado para a execução de 
paredes rápidas e uma alternativa para o drywall (VELOSO, 2018). 
 
 Figura 4: Obra feita utilizando blocos de concreto com EPS 
 
 Fonte: GONÇALVES (2019). 
28 
 
2.12 Sustentabilidade 
 
A preocupação com o meio ambiente e os impactos do modelo de desenvolvimento para 
o futuro do planeta está na origem da decisão da ONU de promover a I Conferência sobre o 
Meio Ambiente Humano, em Estocolmo na Suécia no ano de 1972 (SCOTTO, MOURA 
CARVALHO e GUIMARÃES, 2008). Esse processo converge para a realização da 
Conferência das Nações Unidas de Desenvolvimento e Meio Ambiente (ECO-92), que acontece 
no Rio de Janeiro, em 1992, mobilizando os países e a comunidade cientifica e ambientalista 
de todo mundo. Como um dos mais importantes acontecimentos politicos do final do seculo 
XX, propaga a proposta de desenvolvimento sustentável e aprova a Agenda 21, com os 
postulados centrais de um modelo de desenvolvimento sustentável e a busca de 
comprometimento das nações com as geraçoes futuras (BUARQUE, 2008). 
Os 3 Rs da sustentabilidade (Reduzir, Reutilizar e Reciclar) são ações práticas que visam 
minimizar o desperdício de materiais e produtos, além de poupar a natureza da extração 
inesgotável de recursos. Adotando estas práticas, é possível diminuir o custo de vida reduzindo 
gastos, além de favorecer o desenvolvimento sustentável. 
Reduzir - Consiste em ações que visem à diminuição da geração de resíduos, seja por 
meio da minimização na fonte ou por meio da redução do desperdício. 
Reutilizar - Quando um produto é reutilizado, este é reaproveitado na mesma função ou 
em diversas outras possibilidades de uso. 
Reciclar - A reciclagem envolve o processamento de um material com sua 
transformação física ou química, seja para sua reutilização sob a forma original ou como 
matéria-prima para produção de novos materiais com finalidades diversas (CASTILLIONI, 
2016) 
A indústria da construção civil é sem dúvida uma das maiores produtoras de resíduos 
no meio ambiente. Além de gerar resíduos, a construção civil também é a maior responsável 
pelo consumo de recursos naturais: cerca de 50% do total dos recursos extraídos. Essa situação 
vem trazendo grande preocupação, e é por isso que a conscientização tem se tornado frequente 
(KISOLTEC, 2017). 
Em diversas áreas, já são utilizados materiais de diversas origens, desde simples peças 
de decorações até peças por exemplo com funções termo acústicas, nivelamentos, alternativas 
autossuficientes entre outros. Ideias como Telhado verde, asfalto-borracha, já são bastante 
29 
 
utilizadas. A adição de novos materiais como Borracha e Poliestireno expandido vem como 
forma de substituição a agregados (KISOLTEC, 2017). 
Os blocos EPS vem sendo utilizado na construção de rodovias em que são aplicadas o 
processo Geofoam. Estes blocos são empilhados e cobertos por aterros laterais e pavimentação 
superior, conforme a Figura 5. Dessa forma, a técnica garante agilidade, redução de custos, 
durabilidade e sustentabilidade para a obra, além de agregar maior resistência mecânica às 
rodovias (MUNDO ISOPOR, 2016). 
 
 Figura 5: Estabilização de solo feito com Poliestireno Expandido. 
 
 Fonte: Mundo Isopor, 2016. 
 
A utilização do EPS é uma pratica extremamente sustentável, por se tratar de um 
material 100% reciclável e reaproveitável. Na sua fabricação não são utilizados gases CFC 
(clorofluorcarbonetos), não contribui para a formação do gás metano e não contamina o solo, o 
ar ou a água. No concreto leve são utilizados em forma de pérolas na substituição do agregado 
graúdo (EPS BRASIL, 2014). 
 
30 
 
3 METODOLOGIA 
 
3.1 Dosagem do concreto 
 
Os ensaios foram realizados no laboratório de Materiais de Construção Civil (MCC), 
nas dependências da Universidade Paulista campus Flamboyant. Para a moldagem dos corpos 
de prova foram utilizados cimento Pontland comum, areia média (0,2 a 0,6 mm), brita 1 (4,8 a 
12,5 mm) e pérolas de EPS, sendo que os materiais foram adquiridos em lojas de materiais de 
construção da região. Para a obtenção do traço do concreto foi utilizado o método de dosagem 
IPT/EPUSP (Instituto de Pesquisas Tecnológicas/ Escola Politécnica da Universidade de São 
Paulo). 
O método de dosagem tem como objetivo a obtenção da mistura mais econômica, para 
obter um concreto que contenha as características adequadas as condições de serviço, tais como: 
trabalhabilidade, homogeneidade, durabilidade, que seja econômico empregando os materiais 
disponíveis. São utilizados para a obtenção do concreto o cimento Portland, agregado miúdo, 
agregado graúdo e água de amassamento do concreto conforme NBR 15900 de 2009. 
Na fase experimental são necessários três pontos para poder montar o diagrama de 
dosagem, que relaciona a resistência à compressão, relação a/c do traço e o uso de cimento. O 
início do estudo parte da avaliação preliminar, com a mistura de um traço 1:5,0 (cimento: 
agregados secos totais, em massa). Baseado nas informações obtidas dessa mistura, 
confeccionam-se mais duas, com os traços definidos em 1:3,5 (traço rico) e em 1:6,5 (traço 
pobre). 
Para a obtenção dos traços auxiliares utilizou-se a Equação 1: 
 
𝛼 =
1 + a
1 + a + p
 
(1) 
Onde “α” é o teor de argamassa, “a” é a quantidade de agregado miúdo e “p” é a 
quantidade de agregado graúdo do traço. 
Com o auxílio da Equação 1, foram elaborados 4 traços auxiliares, com percentual de 
substituição de 0%, 15%, 40% e 65% do agregado graúdo, pelo agregado leve. Foi utilizado 
primeiramente um teor de argamassa de 51%, porém, visto a necessidade, o mesmo foi elevado 
para 53,4 %. Com esse teor de argamassa, e com a relação de 1:4,75 de cimento e agregados e 
com a relação a/c de 0,7, por meio da Equação 1 foi obtido o primeiro traço 1: 2,07: 2,68: 0,7. 
31 
 
Na figura 6 apresentam-se as figuras referentes a pesagem dos materiais, antes que os mesmos 
fossem levados a betoneira. 
 
 Figura 6: Pesagem dos materiais 
a) Cimento b) Areia c) Brita d) EPS 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
Utilizando a relação entre a massa unitária do agregado graúdo de 1,462 kg/dm³, que foi 
determinada em laboratório foi possível realizar a conversão da quantidade de brita de massa 
para volume, obtendo o volume do agregado graúdo que foi substituído em relação a 
porcentagem de agregado leve utilizado em cada um dos corposde prova, após foi realizado o 
processo reverso, e pesado a quantidade de EPS utilizada, para retornar o traço em função da 
massa, obtendo os demais traços apresentados na Tabela 1. 
 
 Tabela 1: traços utilizados para a fabricação dos corpos de prova 
Porcentagem de 
substituição 
Traço unitário Traço lançado na betoneira 
0% 1 : 2,07 : 2,68 : 0 : 0,7 4,43 : 9,17 : 11,87 : 0 : 3,10 
15% 1 : 2,07 : 2,28 : 0,0035 : 0,7 4,43 : 9,17 : 10,10 : 0,0157 : 3,10 
40% 1 : 2,07 : 1,61 : 0,0092 : 0,65 4,43 : 9,17 : 7,12 : 0,0409 : 2,88 
65% 1 : 2,07 : 1,21 : 0,0144 : 0,63 4,43 : 9,17 : 5,34 : 0,0640 : 2,79 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
3.2 Moldagem dos corpos de prova 
 
Foram moldados um total de 60 corpos de prova conforme parâmetros estabelecidos na 
NBR 5738 de 2015, sendo 5 para cada porcentagem de substituição do agregado graúdo com 
32 
 
testes sendo realizados aos 7, 14 e 28 dias. Foram utilizados corpos de prova com diâmetro de 
10 cm e altura de 20 cm, com tolerância de 1% no diâmetro e 2% na altura. Antes da moldagem 
dos corpos de prova, os moldes e suas bases foram revestidos com uma fina camada de óleo 
mineral como estipulado em norma (NBR 5738, 2015). Na figura 7 está representado a 
fabricação do concreto na betoneira. 
 
 Figura 7: Fabricação do concreto 
 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
O concreto foi introduzido em duas camadas de volume aproximadamente igual e cada 
camada foi adensada utilizando uma haste de material metálico, que foi penetrada no concreto 
por um número de vezes determinado na Tabela 2. A primeira camada foi atravessada em toda 
a sua espessura pela haste, com golpes distribuídos por toda a sua seção transversal. Nas 
camadas posteriores a haste penetrou aproximadamente 20 mm na camada anterior. A última 
camada foi moldada com uma quantidade em excesso de concreto, de modo a atender o volume 
total do molde com posterior regularização da superfície (NBR 5738, 2015). 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
 Tabela 2: Número de camadas para moldagem dos corpos de prova 
Diâmetros usuais (d) 
mm 
Número de camadas em função 
do tipo de adensamento 
Número de golpes para 
adensamento manual 
Mecânico Manual 
100 1 2 12 
150 2 3 25 
200 2 4 50 
250 3 5 75 
300 3 6 100 
450 5 - - 
 Fonte: NBR 5738 (2015) 
 
Após a moldagem colocou-se os moldes sobre uma superfície horizontal rígida, livre de 
vibrações e de qualquer outra ação que possa perturbar o concreto. Durante as primeiras 24 
horas todos os corpos de prova foram armazenados em local protegido de intempéries e cobertos 
para impedir a perda de água. Após, os mesmos foram submetidos ao processo de cura por 
submersão, onde ficaram a realização dos ensaios (7, 14 e 28 dias). 
 
 Figura 8: Processo de fabricação dos corpos de prova 
a) Corpos de prova emoldurados b) Corpos de prova desmoldados c) Processo de cura 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
 
 
34 
 
3.3 Verificação da resistência a compressão 
 
 A determinação da resistência a compressão dos corpos de prova foi realizada conforme 
a NBR 5739:2018. Para a realização dos ensaios foi necessário a utilização de máquina de 
ensaio a compressão classe 1, que possui a capacidade de aplicação de força compatível e 
controlada, sobre o corpo de prova colocado entre os pratos de compressão. A máquina permitia 
o ajuste da distância entre os pratos de compressão, com deslocamentos que superava o corpo 
de prova em no mínimo 15 mm (NBR 5739, 2018). 
Os pratos de compressão são de aço, sendo que o prato inferior é removível e o prato 
superior é provido de articulação, tipo rótula esférica. Para a determinação das dimensões foi 
utilizado um paquímetro com resolução igual ou superior a 0,1 mm, com calibração realizada 
a menos de 24 meses (NBR 5739, 2018). 
 Os corpos de prova foram rompidos à compressão com uma idade determinada, 
respeitando uma tolerância de tempo descrita na Tabela 3, sendo que a tolerância de tempo para 
14 dias foi obtida por interpolação conforme a norma. A idade do corpo de prova foi contada a 
partir do momento da moldagem do mesmo. 
 
 Tabela 3: Tolerância de tempo para a idade do ensaio 
Idade de ensaio (d) Tolerância permitida (h) 
7 6 
14 12 
28 24 
 Fonte: NBR 5739 (2018) 
 
 Antes do início do ensaio, foi realizada a limpeza das faces superior e inferior dos pratos 
e corpos de prova. Estes foram cuidadosamente centralizados no prato inferior, com o auxílio 
dos círculos concêntricos de referência. O carregamento de ensaio foi aplicado continuamente 
e sem choques, com velocidade de carregamento de (0,45 ± 0,15) MPa/s. a velocidade de 
carregamento foi mantida constante durante todo o ensaio. O carregamento foi interrompido 
quando houve uma queda de força que indicou a ruptura (NBR 5739, 2018). A resistência a 
compressão foi obtida através da Equação 2 a seguir: 
 
𝐹𝑐 = 
4𝐹
𝛱𝑥𝐷2
 
(2) 
35 
 
Onde Fc é a resistência a compressão, expressa em megapascals (MPa), F é a força 
máxima alcançada, expressa em newtons (N) e D é o diâmetro do corpo de prova, expresso em 
milímetros (mm). 
 Os resultados a resistência a compressão foram expressos em megapascals (MPa), com 
três algarismos significativos. Através dos resultados obtidos, foi possível estabelecer o 
percentual de substituição que obteve o melhor desempenho, levando em consideração a sua 
resistência aos 7, 14 e 28 dias. 
 
3.4 Determinação da massa específica dos corpos de prova 
 
A determinação da massa específica foi realizada em laboratório, com corpos de prova de 
idade igual a 28 dias. Para isso foi necessário determinar o volume do corpo de prova e a massa 
do mesmo. A determinação foi realizada antes do teste de resistência a compressão, onde com 
um paquímetro foi determinada as dimensões do corpo de prova (altura e diâmetro) e com a 
balança foi determinada a massa do corpo de prova. A massa específica foi obtida a partir da 
Equação 3: 
 
𝜌 =
4𝑚
Π ∗ d2 ∗ ℎ
 
(3) 
Onde ρ é a massa específica (kg/m³), m é a massa do corpo de prova (kg), d é o diâmetro 
do corpo de prova (m) e h é a altura do corpo de prova (m). 
Com a determinação da massa específica de cada porcentagem de substituição, utilizando 
a Equação 3, foi possível realizar a comparação entre a redução da massa específica com a 
resistência a compressão adquirida. 
 
3.5 Análise estatística 
 
Os dados foram submetidos a análise de variância, caso o resultado fosse significativo seria 
aplicado um teste de medias onde não poderia haver uma variação superior a 5% em relação as 
resistências encontradas. Os resultados encontrados foram lançados no programa Sisvar que 
realizou a análise dos resultados encontrados (FERREIRA, 2009). 
No trabalho realizado deseja-se obter uma redução do peso específico do concreto para que 
o mesmo fique abaixo de 1800 Kg/m³. Após, foi realizado uma análise entre a redução da massa 
específica em função do aumento do percentual do agregado leve, com uma possível perda de 
36 
 
resistência do concreto provocada pela substituição do agregado. Os resultados foram 
apresentados em gráficos da resistência em função da massa específica do corpo de prova. 
 
37 
 
4 ESTUDO DE CASO 
 
4.1 Determinação dos traços utilizados 
 
O traço inicial foi 1: 2,07: 2,68: 0,7, que foi utilizado para a moldagem dos corpos de 
prova que não tiveram substituição do agregado graúdo. A partir deste traço foi determinado o 
traço com as porcentagens de substituição do agregado graúdo (15%, 40% e 65%), sendo que 
a relação água cimento foi reduzida para 0,65 nos corpos de prova com substituição de 40% do 
agregado graúdo, e para 0,63% nos corpos de prova de 65% de substituição. 
 
4.2 Resistência obtida 
 
Em todas as idades os corpos de prova que apresentaram uma maior resistência foram 
os que não tiveram substituição do agregado graúdo, e conforme foi aumentando o percentual 
de substituiçãoa sua resistência foi reduzindo. Os resultados obtidos estão apresentados na 
Tabela 4. 
 
 Tabela 4: Resistência média dos corpos de prova aos 7, 14 e 28 dias 
Porcentagem de 
substituição 
Idade do corpo de 
prova (dias) 
Resistência 
média (mPa) 
0 
7 
11.65 a 
15 8.82 b 
40 6.39 c 
65 4.7 c 
0 
14 
12.24 a 
15 10.26 ab 
40 8.62 b 
65 5.29 c 
0 
28 
16.73 a 
15 12.67 b 
40 10.53 bc 
65 6.87 c 
As médias seguidas da mesma letra não diferem a 5 % pelo teste de Tukey 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
38 
 
 As médias seguidas pela letra “a” representa os melhores resultados obtidos no teste, 
“b” os resultados intermediários e “c” os que apresentaram os piores resultados. Através do 
teste de Tukey verificou-se que aos 14 dias os corpos de prova com 15% de substituição, não 
diferenciam a resistência dos corpos de prova sem substituição e também os corpos de prova 
de 15% e 40% aos 28 dias. Com as resistências obtidas, foi realizado uma relação entre a 
resistência dos corpos de prova, e o tempo de fabricação dos mesmos, obtendo assim a linha de 
tendência de cada percentual de substituição, conforme apresentado no Gráfico 1. 
 
 Gráfico 1: Resistência em função do tempo 
 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
 Através do gráfico foi implantada a linha de tendência de crescimento de cada 
percentual de substituição, apresentando a sua equação da reta e seu R² que representa a 
probabilidade de um ensaio realizado sob os mesmos parâmetros apresentarem os mesmos 
resultados. Através da equação da reta é possível identificar o coeficiente angular, que 
representa o ângulo de crescimento da reta, e o coeficiente linear, que representa o valor inicial 
de cada reta. Apesar do resultado apresentar uma reta de crescimento, a resistência para de 
11,65
12,24
16,73
8,82
10,26
12,67
6,39
8,62
10,53
4,7
5,29
6,87
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
7 dias 14 dias 28 dias
R
es
is
tê
n
ci
a 
m
éd
ia
 a
 c
o
m
p
re
ss
ão
Idade dos corpos de prova
Resistência x Tempo
0% 15% 40% 65%
39 
 
crescer aos 28 dias, que é quando o concreto apresenta a sua resistência média característica 
máxima. Os dados referentes as equações das retas estão apresentadas na Tabela 5. 
 
 Tabela 5: Equação reduzida da reta 
% 
Equação reduzida da 
reta 
Coeficiente 
angular 
Coeficiente linear R² (%) 
0% y = 0,2532x +9,405 0,2532 9,405 94,93 
15% y = 0,1817x + 7,615 0,1817 7,615 99,79 
40% y = 0,1885x + 5,435 0,1885 5,435 94,59 
65% y = 0,1047x + 3,91 0,1047 3,910 99,55 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
4.3 Determinação da massa específica dos corpos de prova 
 
Tendo em vistas que as dimensões do corpo de prova são conhecidas (0,1 metro de 
diâmetro e 0,2 metro de altura) os dados foram submetidos a Equação 3, onde foi possível 
determinar a massa específica dos corpos de prova conforme Tabela 6. 
 
 Tabela 6: Massa específica dos corpos de prova aos 28 dias. 
Massa dos 
corpos de prova 
(g) 
Porcentagem de substituição 
0% 15% 40% 65% 
3706.3 3512.2 3058.2 2722.8 
3751.4 3476.4 3099.8 2777.9 
3673.9 3492.4 3061.7 2715.7 
3648.8 3475.7 3112.7 2731.6 
3664.1 3470.6 3129.7 2713.5 
Média (g) 3688.9 3485.46 3092.42 2732.3 
Massa especifica 
(kg/m³) 
2348.43 2218.91 1968.7 1739.44 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
Através dos resultados obtidos, foi possível analisar que a partir de 40% de substituição 
do agregado graúdo por EPS, o concreto já pode ser classificado como concreto leve, pois a sua 
40 
 
massa específica ficou abaixo dos 2000 kg/m³. Ainda foi possível verificar uma redução de 
5,52% na massa específica dos corpos de prova com substituição de 15%, comparado aos 
corpos de prova sem substituição, 16,17% de redução nos de 40% de substituição e 25,93% de 
redução nos corpos de prova de 65% de substituição. 
 
4.4 Relação entre massa específica e resistência 
 
Através dos resultados obtidos, foi possível analisar uma perda progressiva de 
resistência, suscetível ao aumento da quantidade de agregado graúdo leve, fazendo que a massa 
específica dos corpos de prova analisados fosse diretamente proporcional a resistência 
adquirida pelos mesmos, conforme apresentado no Gráfico 2. Ainda foi possível analisar que 
nos corpos de prova com 65% de substituição, não houve um ganho de resistência considerável 
no decorrer dos dias. 
 
 Gráfico 2: Resistência média em função da massa específica aos 28 dias 
 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019) 
 
 O gráfico apresenta a resistência média de cada percentual de substituição do agregado 
graúdo aos 28 dias, com a massa específica média dos mesmos, e através da linha de tendência, 
foi possível analisar que a relação entre a massa específica e a resistência média dos corpos de 
prova com percentual de substituição de 15% ficaram abaixo da expectativa, e que os corpos 
16,73
12,67
10,53
6,87
R² = 0,9517
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500
R
es
is
tê
n
ci
a 
m
éd
ia
Massa específica
Massa específica x Resistência média
41 
 
de prova com 0% e 40% obtiveram resultados acima do esperado. Ainda foi possível analisar, 
através do valor do R², que os dados possuem 95,17% de confiabilidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
 
5 CONCLUSÃO 
 
Através dos resultados obtidos no estudo de caso e da analise realizada, pode-se inferir 
que o traço que apresentou melhores resultados, foi com o percentual de substituição de 40% 
do agregado graúdo, pois apesar da resistência do traço de 15% ter sido maior, aos 28 dias pelo 
teste de Tukey não houve diferenciação entre os mesmos, e ao fazer a análise entre a massa 
específica e a resistência adquirida, pode-se concluir através da linha de tendência, que a relação 
entre a massa específica e a resistência dos corpos de prova com 15% de substituição ficou 
abaixo do esperado, enquanto os de 40% ficaram acima. Apesar disso, também pode ser 
utilizado o traço com percentual de 65% de substituição, em locais onde não seja necessária 
grande resistência, como por exemplo em enchimento de lajes. 
Com isso pode-se concluir que os traços fabricados podem ser utilizados em partes não 
estruturais de uma construção (enchimento de lajes, tampas para reservatórios, fabricação de 
blocos de vedação, calçadas, entre outros), porém o mesmo não impede que o estudo seja 
realizado para concreto estrutural, desde que seja reduzido a relação água cimento, e que utilize 
um traço mais rico, para que o mesmo possa adquirir uma maior resistência, sem que haja uma 
perda de trabalhabilidade. 
 Para estudos futuros, devem ser realizados alguns procedimentos visando a obtenção de 
melhores resultados, tais como a realização do capeamento com enxofre regularizando a 
superfície dos corpos de prova, para que a força aplicada pela máquina seja axial, não 
ocasionando uma variação nos resultados, também pode-se utilizar agregados de melhor 
qualidade, em conjunto com a utilização de um aglomerante com maior MPa, para obter uma 
maior resistência. 
 
 
 
 
 
 
 
43 
 
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