Dosagem

Figura 21 – Ensaio de miniabatimento de tronco de cone. Mistura em argamassadeira de laboratório (esquerda); minitronco de cone preenchido e paquímetro sobre superfície de vidro

nivelada (centro); medida do diâmetro da pasta espalhada (direita).

4.2.3 Concretos auxiliares

Estabelecidos os parâmetros iniciais de composição dos agregados e porcentagem de aditivo, avaliaram-se alguns traços iniciais como teste para avaliar o potencial de redução do consumo de cimento. Estes traços foram executados em pequeno volume em misturadora de mesa (argamassadeira com misturador adaptado para concreto). O volume é suficiente apenas para realizar um ensaio de consistência pelo abatimento do tronco de cone – “slump test” – (NBR NM 67:1998) e posteriormente moldagem de quatro corpos de prova cilíndricos 10 cm x 20 cm. Optou-se por romper estes corpos de prova à compressão nas idades de 7 e 28 dias, sendo dois para cada idade. Devido à pequena quantidade de amostras, este ensaio teve finalidade apenas exploratória para indicar a viabilidade da confecção dos concretos planejados e avaliar a influência de alguns parâmetros.

Dentre as opções estudas nesta fase estão o procedimento de mistura, o consumo de cimento, a quantidade de água necessária, alternativas de empacotamento, tipos de aditivos, teores de aditivos e eliminação de alguns dos materiais.

4.3.1 Concretos com baixo consumo de cimento

Para atingir o objetivo deste trabalho foram propostos concretos com baixo consumo de cimento para os dois tipos de cimento. Considera-se aqui como de baixo consumo aqueles concretos que possuem baixa relação consumo/resistência. Foram avaliados dois concretos, sendo que um com consumo dentro dos limites normativos atuais e um segundo abaixo destes limites.

Para o primeiro concreto de baixo consumo de cimento adotou-se consumo de 280 kg/m³, equivalente ao mínimo exigido pela ABNT NBR 12655:2006 para classe de agressividade II. Um motivo adicional para esta escolha é o fato dos ensaios preliminares terem mostrado que traços com estes consumos possuem relação água/aglomerantes próxima da relação água/cimento dos traços de referência.

Para o segundo concreto de baixo consumo reduziu-se o consumo de cimento próximo do mínimo, de modo que o volume de pasta de cimento seja suficiente para ainda preencher os vazios do esqueleto de agregados. Isto resulta em consumos em torno de 200 kg/m³, abaixo portanto das exigências normativas mínimas.

4.3.2 Concretos de referência

Os concretos de referência seguem as recomendações da ABNT NBR 12655:2006 para a máxima exigência de durabilidade (classe de agressividade IV). Esta norma estipula três critérios que devem ser atendidos simultaneamente: resistência à compressão acima de um limite mínimo, relação água/cimento abaixo de um limite máximo e consumo de cimento acima de um limite mínimo. Estes parâmetros são fixados para as diferentes classes de agressividade ambiental, independente do tipo de cimento, uso de adições minerais e de aditivos, ou qualquer outra restrição. Sendo assim, os concretos de referência foram elaborados utilizando-se agregados comumente utilizados na construção civil (um agregado graúdo e um agregado miúdo), os mesmos cimentos utilizados nos concretos de baixo consumo de cimento, e sem o uso de aditivos ou adições minerais.

Após a avaliação de alguns traços testes (ver anexo A.3) observou-se que para os dois tipos de cimento utilizados os parâmetros limitantes são:

− Cimento CP V-ARI: fator água/cimento = 0,45. Com isto foi necessário consumo de cimento de 420 kg/m³, para que se obtivesse trabalhabilidade adequada com lançamento convencional. A resistência ficou acima de 40 MPa;

− Cimento CP III-40-RS: resistência = 40 MPa. Para isto houve necessidade de utilizar relação água/cimento = 0,43 e consumo de cimento de 440 kg/m³.

4.3.3 Concreto fresco

A mistura foi realizada em betoneira de laboratório com capacidade para 220 L, seguindo ordens de mistura distintas para os concretos de baixo consumo e os de referência.

Os concretos de referência foram misturados conforme procedimentos normalmente utilizados na tecnologia de concretos convencional (HELENE, 1992), na seguinte sequência:

80 % da água, agregado graúdo, agregado miúdo, cimento e 20 % restante da água. A mistura ocorreu em sequência, em intervalos de cerca de 3 minutos entre cada material, suficiente para promover a homogeneização dos materiais presentes na betoneira.

Nos concretos com baixo consumo de cimento, mesmo tendo altas taxas de aditivo em relação ao cimento, o consumo volumétrico em relação ao traço todo não é muito alto.

Também o consumo de água precisa ser mantido baixo. A demanda de água e aditivo é decorrente principalmente dos materiais mais finos (aglomerantes e fílers). Nos ensaios prévios observou-se que realizando a mistura em uma sequência que direcionasse a água e o aditivo para estes materiais, resultava em melhor trabalhabilidade. Adotou-se por isto sequencia de mistura diferenciada para os concretos de baixo consumo de cimento, sendo preparada primeiro a mistura de cimento, adições minerais, água e aditivo superplastificante, em seguida adicionados os agregados, em ordem crescente de granulometria. Com isto reduz-se o desvio de água e aditivo pelos agregados. A mistura, portanto, compreendeu inicialmente a homogeneização a seco de cimento, sílica ativa, metacaulinita e SM500 (fíler). A esta mistura adicionou-se 95 % da água, misturando até não restarem porções de pó seco. Cinco minutos após a água inicial adiciona-se o superplastificante com o restante da água. Descolou-se todo material grudado nas paredes e pás da betoneira. Formou-se então uma pasta bastante fluida e homogênea. Após uma ação de cinco minutos de aditivo iniciou-se a adição sequencial do restante do material, em ordem crescente de granulometria, até a brita 1, com intervalo de cerca de 2 minutos entre cada material.

Após a homogeneização do concreto, caso haja necessidade, realiza-se o ajuste da água para obter a trabalhabilidade desejada. A trabalhabilidade foi avaliada apenas com o ensaio de abatimento de tronco de cone (ABNT NBR NM 67:1998), sendo que se adotou para o concreto de referência uma trabalhabilidade de concreto convencional (8 +/- 2 cm).

Já para o concreto com baixo consumo, devido ao emprego de aditivo com alto poder de plastificação, o abatimento obtido é bem superior, neste trabalho acima de 17 cm.

Após obter o abatimento estipulado realizou-se ainda ensaio de massa específica do concreto fresco (ABNT NBR 9833:2008) e ensaio de teor de ar incorporado (ASTM C231).

Avaliaram-se ainda parâmetros qualitativos de acabamento e aparência do concreto, como teor adequado de argamassa, exsudação e segregação.

A etapa final consistiu na moldagem dos corpos de prova necessários para os ensaios mecânicos e de durabilidade, na seguinte sequência:

− três blocos 10 cm x 12 cm x 4 cm para ensaio de potencial de corrosão;

− uma Placa de 20 cm x 96 cm x 3 cm;

− vinte e dois corpos de prova cilíndricos 10 cm x 20 cm confeccionados em fôrma metálica com emprego de desmoldante;

− doze corpos de prova cilíndricos 10 cm x 20 cm confeccionados em fôrma de PVC sem emprego de desmoldante para os ensaios onde o desmoldante pode interferir nos resultados;

− quatro prismas de 10 cm x 10 cm x 50 cm, sendo 1 sem aplicação de desmoldante.

Nos traços com cimento CP III-40-RS moldaram-se três prismas adicionais para avaliação de idade adicional de resistência à tração na flexão.

A moldagem foi realizada utilizando adensamento mecânico, com vibrador de agulha de imersão de 22 mm de diâmetro. O adensamento foi realizado em camada única, com a agulha na posição vertical, retirada lentamente de modo a evitar aprisionamento de ar.

Todos os corpos de prova foram adensados pelo mesmo operador, a fim de manter a uniformidade de aplicação da vibração, tanto em termos de posição, de velocidade de retirada, como de tempo total de aplicação.