2.4 ESTUDOS DE CASO
2.4.2 Ensaios da Quality Concrete
Os ensaios na empresa Quality Concrete ocorreram durante 2 dias, sendo que, no primeiro o objetivo era produzir uma amostra de concreto utilizando uma adição de cinzas volantes, com slump de aproximadamente 120 mm e acréscimos na quantidade de água por amostra, a fim de realizar correção da consistência. Enquanto que, no segundo dia, não foi empregada a cinza volante na mistura e a mesma quantidade de água utilizada para o de referência foi usada nas amostras de concreto carbonatado, ou seja, não houveram ajustes quanto à quantidade de água para que se melhorasse a trabalhabilidade do material. Para ambos, visou-se obter concreto com resistência característica de 27,5 MPa, sendo produzidas amostras com 2 m3
cada, conforme traço detalhado na Tabela 2 (MONKMAN, 2014).
Tabela 2 - Traço usado pela Quality Concrete nos ensaios.
Material Unidade Traço com Cinza Volante Traço Regular Quantidade Porcentagem Quantidade Porcentagem
Areia kg/m3 770 33,5% 770 33,5% Brita 20 mm kg/m3 1030 44,8% 1030 44,8% Cimento Portland kg/m3 281 12,2% 336 14,6% Cinza Volante kg/m3 55 2,4% Água l/m3 165 7,2% 163 7,1% Aditivo (Daracem 50) ml/m3 1400 1350
Aditivo (Darex II) ml/m3 200 ~200
Fonte: Adaptado de Monkman (2014).
Do mesmo modo como foi feito no ensaio da Ocean, a adição de água foi adiada até que a injeção do dióxido de carbono estivesse completa. A relação a/c no momento da adição do gás não pode ser calculada, uma vez que o teor de umidade dos agregados não era conhecido. O concreto foi usado para produção de pré- fabricados, sendo lançado no local de ensaio 20 a 25 minutos após início da mistura (MONKMAN, 2014).
2.4.2.1 Primeiro dia de ensaio da Quality Concrete
No primeiro dia de ensaios foram produzidas três misturas, uma referência e os outras duas com doses de CO2 de 0,5% e 1,0%, da massa de cimento. Novamente,
a água só foi adicionada após conclusão da injeção de dióxido de carbono durante 180 segundos (MONKMAN, 2014).
Devido à adição de cinza volante, a quantidade do gás absorvida foi indeterminada, uma vez que essa apresenta teores altos e variáveis de carbono. Além disso, observou-se que as propriedades do concreto fresco produzido com cinza volante naquele dia foram instáveis, sendo que para os demais ensaios optou-se por não fazer a adição do material pozolânico, a fim de simplificar as análises (MONKMAN, 2014). Os resultados dos ensaios realizados no primeiro dia na Quality Concrete estão apresentados no Quadro 7.
Amostras Ar incorporado Slump inicial (mm) Temperatura (oC)
Referência 3,6% 140 23,9
Dose de 0,5% de CO2 4,2% 115 26,2
Dose de 1,0% de CO2 4,1% 127 28,6
Quadro 7 - Propriedades do concreto fresco no ensaio do primeiro dia da Quality Concrete. Fonte: Adaptado de Monkman (2014).
Notou-se que a quantidade de ar incorporado aumentou na dosagem de 0,5% de CO2, porém diminuiu na dosagem mais alta. Deste modo, a conclusão sobre o
impacto da carbonatação sob essa propriedade não pôde ser determinada (MONKMAN, 2014).
O slump inicial da amostra de 0,5% ficou dentro do valor desejado, com variação aceitável, bem como, em medições subsequentes aos 19 e 38 minutos. Quanto à temperatura, os resultados encontrados foram maiores nas amostras carbonatadas, assim como obtido no ensaio da Ocean Contractors. (MONKMAN, 2014).
A resistência à compressão foi avaliada aos 1, 7, 28 e 56 dias. Os dados do ensaio estão presentes na Figura 7.
Figura 7 - Resistência à compressão do ensaio do primeiro dia da Quality
Concrete.
Fonte: Adaptado de Monkman (2014).
A resistência à compressão do concreto com 0,5% de CO2 foi de 82% quando
comparado ao de referência no primeiro dia, equivalente no sétimo e vigésimo oitavo dia, e 6% maior aos 56 dias. A resistência da amostra com 1,0% de dióxido de carbono foi de 71% em relação ao de referência no primeiro dia e 94% nas outras três idades. Sendo assim, o concreto carbonato atingiu resistência equivalente ou ligeiramente inferior ao do concreto referência, com ambas doses (MONKMAN, 2014).
Foi observado pelos ensaios realizados ao primeiro dia que a resistência nas idades iniciais foi inferior ao da referência, aumentando nas idades seguintes. O que pode ter influenciado nesta diminuição é que as amostras carbonatadas apresentaram maior porcentagem de ar incorporado. Isso pode ter ocorrido pela quantidade de água adicionada à mistura com o objetivo de obter a trabalhabilidade desejada. Decidiu-se então, no próximo dia de ensaio, fixar a quantidade utilizada com a intenção de confirmar os impactos relativos ao dióxido de carbono sobre a resistência do concreto (MONKMAN, 2014).
2.4.2.2 Segundo dia de ensaio da Quality Concrete
No segundo dia de ensaios foram produzidas três outras amostras, uma referência e as outras duas com injeção de 1,0% e 1,5% de CO2 em relação à massa
de cimento. O concreto submetido à dose mais baixa continha 0,44% de CO2 em
massa do cimento, ou seja, 44% de eficiência de absorção de CO2 na reação,
enquanto a dose maior continha 1,69%, ou seja, 113% de eficiência. Devido ao valor alto obtido na determinação da eficiência, concluiu-se que o procedimento de quantificação de CO2 deve ser aprimorado através da reprodução de mais
experimentos (MONKMAN, 2014).
As propriedades do concreto fresco dos ensaios em questão foram resumidas no Quadro 8. Observou-se que, quando a quantidade de água do traço permaneceu constante entre as amostras, o slump inicial diminuiu com o aumento da quantidade de CO2, bem como, a temperatura do concreto novamente apresentou aumento
devido à carbonatação (MONKMAN, 2014).
Amostras Ar incorporado Slump inicial (mm) Temperatura (oC)
Referência 5,9% 178 25,8
Dose de 0,44% de CO2 5,9% 102 28,1
Dose de 1,69% de CO2 4,5% 76 28,6
Quadro 8 - Propriedades do concreto fresco no ensaio do segundo dia da Quality Concrete. Fonte: Adaptado de Monkman (2014).
O teor de ar incorporado da amostra com 0,44% de CO2 correspondeu ao da
referência, enquanto a amostra com 1,69% obteve teor de ar incorporado menor. Para fazer uma análise definitiva sobre a influência do CO2 na quantidade de ar incorporado
do concreto carbonatado seriam necessários ensaios adicionais. Entretanto, os resultados indicam que reação de carbonatação pode diminuir o teor de ar incorporado (MONKMAN, 2014).
Nesse último ensaio a quantidade de água permaneceu fixa e houve pouca variação quanto à porosidade, se comparado com o concreto referência. Sendo assim, os resultados apontam que a adição de água às misturas anteriores pode ter
aumentado a porosidade e a permeabilidade e diminuído a resistência do concreto (MONKMAN, 2014).
Na Figura 8 estão apresentados os resultados de resistência à compressão do concreto produzido no segundo dia de ensaios da Quality Concrete.
Figura 8 – Resistência à compressão em ensaio no segundo dia na empresa
Quality Concrete.
Fonte: Adaptado de Monkman (2014).
A resistência da amostra com absorção de 0,44% de CO2, em relação à
massa de cimento, foi de 96% da referência no primeiro dia, e entre 103% a 107% nas outras três idades. Neste caso em que tanto a quantidade de água como o teor de ar incorporado são iguais, ao comparar o concreto referência com as amostras de concreto carbonatado, observa-se que a carbonatação contribuiu muito pouco, tanto para a diminuição da resistência no primeiro dia, quanto para o aumento da resistência nas demais avaliações. Entretanto, para amostra com 1,69% de CO2 absorvido, a
resistência obtida foi de 98% da observada no de referência ao primeiro dia, 117% aos 28 dias e 111% aos 56 dias. O bom desempenho quanto à resistência pode ter relação com fato de não ter sido adicionada água a mais para correção da consistência e, consequentemente, com o fato da amostra possuir baixo teor de ar incorporado. Em contraste, nos ensaios anteriores, a adição de água à mistura para aumento do slump resultou na redução da resistência, principalmente nas primeiras idades (MONKMAN, 2014).