3.3 – ASPECTOS REOLÓGICOS

O tempo requerido de manutenção da consistência e da auto- adensabilidade depende do tempo necessário para o transporte e o lançamento, bem como da temperatura do concreto. Estes requisitos devem ser determinados e especificados e o CAA deve manter as propriedades requeridas no estado fresco durante esse período.

Segundo Alencar (2009), as características requeridas para o concreto auto - adensável no estado fresco dependem da aplicação e,

dos elementos de concreto; Quantidade e tipo de armadura, incluindo a presença de insertes, quando for o caso; Equipamentos disponíveis para moldagem (tipo bomba ou caçamba) e dos métodos de moldagem; Importância do acabamento.

A classificação da consistência para o concreto auto - adensável é dada segundo o nível de: Espalhamento; Viscosidade; Habilidade passante; Resistência à segregação.

Verifica-se que a relação água/cimento (a/c) influencia algumas características do concreto tais como: Menor relação água/cimento conduz a maior resistência à compressão axial; maior resistência à tração na flexão; maior resistência à abrasão; maior módulo de elasticidade; maior durabilidade; menor porosidade; menor retração; menor exsudação/segregação (Vaquero y Mayor, 2009).

Alencar (2008) chamou a atenção de que, para compreender melhor os fundamentos da reologia, é necessário entender a diferença entre materiais sólidos e líquidos. Conceituam-se fluidos ideais, líquidos e gases, como aqueles que se deformam irreversivelmente, onde a energia necessária à deformação se dissipa em forma de calor, não se recuperando após a eliminação da tensão aplicada. Já os sólidos ideais se deformam elasticamente, recuperando a energia ao se eliminar a tensão aplicada. Para a deformação nos sólidos tem-se a tensão de cisalhamento obtida dividindo-se a força pela área, onde N

(Newton) / m2 _{= Pa (Pascal). Para os líquidos a tensão de cisalhamento}

provoca gradiente de velocidade de deformação ou taxa de deformação, velocidade (m/s) / distância (m) = 1/s. A tensão de cisalhamento e a

taxa de cisalhamento são obtidas através de ensaios experimentais com

utilização de viscosímetros ou reômetros. O concreto endurecido é um exemplo de material que apresenta características de sólido elástico e de líquido viscoso, sendo denominado viscoelástico.

Segundo Camões (2003), constatou-se que a tensão de cisalhamento (δ) exercida entre dois planos paralelos do fluido é proporcional à taxa de cisalhamento (γ) verificada numa direção perpendicular ao escoamento. Então, o fator de proporcionalidade

entre a tensão de cisalhamento e a taxa de cisalhamento é designado por viscosidade (η).

η (Pa.s) = σ (Pa) / γ (1/s) (equação 3.1)

Nos aspectos reológicos, o comportamento de um fluido que satisfaça essa proporcionalidade pode ser chamado de Newtoniano e é caracterizado pelo parâmetro viscosidade.

Daí, quanto maior a viscosidade, maior sua resistência ao escoamento, ou seja, menor é a taxa de deformação. Assim, identifica-se diferença entre um concreto facilmente trabalhável e outro “pegajoso”, difícil de ser bombeado e apresentando “bolhas” na superfície, segundo Alencar (2008). As Figuras 3.14 e 3.15 apresentam exemplos de gráficos para fluidos, denominado curva de fluxo, para definir seus comportamentos reológicos.

Figura 3.14: Líquido Newtoniano,

curva de fluxo (Alencar, 2008) Figura 3.15: Comparativo curvas de fluxo CC e CAA (Alencar, 2008)

Camões (2003), citando Ferraris (1999) sobre as expressões mais frequentemente utilizadas para caracterizar o comportamento reológico de fluidos e suspensões, concluiu que, salvo para os líquidos Newtonianos, foram utilizados pelo menos dois parâmetros para descrever a reologia dos fluidos. No caso, vamos nos fixar na equação proposta por Bingham que incorpora um segundo fator caracterizador

é necessária ultrapassar para que se inicie o escoamento.

A tensão de escoamento está relacionada com o espalhamento,

de forma que quanto maior σ0, menor a fluidez e vice-versa, porque

o concreto terá mais dificuldade para iniciar seu escoamento, o que representa redução de trabalhabilidade. O concreto auto - adensável

deve ter um valor pequeno ou nulo de σ₀, de forma que se comporte

aproximadamente como um fluido Newtoniano (Alencar, 2009). Assim, reitera-se que o concreto fresco pode ser representado pelo modelo de Bingham – não flui até que a tensão aplicada supere um

valor mínimo (σ0).

O Guidelines for Viscosity Modifying Admixtures for Concrete

(EFNARC, 2006), indicou que o ponto de escoamento descreve a força necessária para o inicio da movimentação do concreto. Ele está relacionado com a trabalhabilidade do concreto e pode ser avaliado através de ensaios de abatimento (slump) para CC e escoamento (slump

flow) para CAA. Já a viscosidade plástica descreve a resistência do

concreto para fluir devido a esforço externo. A viscosidade é causada por atrito interno. A velocidade do fluxo do concreto está relacionada com a viscosidade plástica conforme mostrado esquematicamente na

Figura 3.16, e pode ser avaliada pelos ensaios t₅₀₀ e slump flow ou pelo

tempo para fluir através do ensaio do funil V (V Funnel).

Figura 3.16: Desenho esquemático da velocidade do fluxo do concreto

(EFNARC, 2006).

Elevada viscosidade acarreta baixa velocidade da fluência

Desnerck (2012), em Properties of fresh self-compacting concrete

mixes, abordando a reologia do concreto, indica que para o concreto

fresco a mistura apresenta fluidez e, para o concreto endurecido, apresenta deformação plástica e fluência. Entende-se que o concreto simples é um material compósito, formado pelos agregados e a pasta, que, por sua vez, é formada pelo cimento + possíveis adições + água. Então, no estado fresco, considera-se trabalhabilidade como interação entre pasta e agregados. Assim, a aplicação da reologia ao concreto representa um desafio, onde as progressivas alterações físico-químicas dependem do tempo.

Como pressupostos básicos para a descrição de material por meio de equações / modelos reológicos, Desnerck nos apresenta materiais homogêneos de uma composição uniforme, material isotrópico e materiais contínuos, ou seja, sem apresentar descontinuidades. Assim, indaga-se se essas suposições válidas para o CC são também válidas para o CAA.

Assim, Desnerck (2012) nos apresenta as Figuras 3.17 a 3.20, contendo representações gráficas do comportamento de fluidos para estudo do comportamento reológico do CAA fresco.

A Figura 3.17 apresenta a curva de fluxo para fluido de comportamento newtoniano, onde uma medição permite determinar a viscosidade. A Figura 3.18 apresenta a curva de fluxo para líquido de comportamento não newtoniano, onde uma medição não é suficiente para determinar a viscosidade, utilizando-se o modelo reológico proposto por Bingham. A Figura 3.19 chama a atenção para a viscosidade aparente. A Figura 3.20 apresenta alguns modelos reológicos propostos, dentre os quais o de Bingham, mais usualmente adotado.

Figura 3.17: Comportamento

Newtoniano (Desnerck, 2012). Figura 3.18: Comportamento não Newtoniano (Desnerck, 2012).

Figura 3.19: Viscosidade aparente

(Desnerck, 2012). Figura 3.20: Modelos reológicos (Desnerck, 2012).

Comportamento Newtoniano Comportamento não-Newtoniano

Viscosidade plástica Uma medição

permite determinar

η Uma medição não é suficiente para

determinar relação

Viscosidade plástica Viscosidade aparente

Comportamento não-Newtoniano - viscosidade Reologia - modelos