5.4 ENSAIOS DE PERMEABILIDADE

São apresentados nesta seção os resultados relativos aos ensaios de permeabilidade nas diversas misturas de CBUQ desenvolvidas ao longo da presente pesquisa.

Especialistas da Strabag BAU-AG recomendaram a execução dos ensaios de permeabilidade em corpos-de-prova de CBUQ para aplicação em barragens utilizando uma pressão de 170 kPa, entretanto, durante a primeira fase da pesquisa, verificou-se que este nível de pressão gerava percolação excessiva pelo sistema e a conseqüente inviabilidade executiva do ensaio. Desta forma, os ensaios foram iniciados com uma pressão de 50 kPa para todos os tipos de misturas e teores de ligante ensaiados, sendo utilizados três corpos-de-prova por teor.

Segundo a literatura (Hoeg, 1993, por exemplo), o principal parâmetro associado à permeabilidade do concreto betuminoso é o índice de vazios da mistura. A Tabela 5.8 apresenta os valores de Vv para os corpos de prova ensaiados de acordo com o tipo de agregado utilizado.

Tabela 5.8 - Índice de vazios dos CP ensaiados. Tipo de agregado

Micaxisto Calcário Granito Teor de Ligante (%) Vv médio (%) Vv médio (%) Vv médio (%) 4,0 - 4,0 - 4,5 5,4 2,8 3,0 5,0 4,0 2,0 2,3 5,5 3,1 1,8 1,4 6,0 2,3 - - 6,5 1,4 - -

Os valores de Vv apresentados na Tabela 5.8 apresentaram uma tendência coerente, podendo se observar uma diminuição dos valores de Vv com o aumento do teor de ligante. Houve, entretanto, uma razoável dispersão entre os valores de Vv para um mesmo teor de ligante. Isto

servir de alerta para um controle tecnológico rigoroso dos materiais e temperaturas durante todo o processo em campo.

A Figura 5.30 apresenta a relação entre os valores do coeficiente de permeabilidade dos corpos-de-prova ensaiados e o teor de ligante das misturas.

Como observado na Figura 5.30, existe, em média, para a mistura com agregado micaxisto uma boa correlação entre aumento do teor de ligante e a diminuição do coeficiente de permeabilidade. Os coeficientes de permeabilidade das misturas com agregado calcário e agregado granito não se mostraram muito influenciados pela variação no teor de ligante se mantendo na mesma ordem de grandeza na faixa de valores ensaiados.

1,E-12 1,E-11 1,E-10 1,E-09 1,E-08 1,E-07 1,E-06 1,E-05 1,E-04 1,E-03 1,E-02 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Teor de Ligante (%) Pe r m e a b ilid a d e ( c m /s )

Pontos experimentais Micaxisto (Falcão, 2003) Pontos experimentais Calcário

Pontos experimentais Granito Média Micaxisto (Falcão, 2003) Média Calcário

Média Granito

Figura 5.30 - Permeabilidade vs. teor de ligante.

Sabe-se que o aumento do teor de ligante está geralmente relacionado à diminuição do volume de vazios, que está, por sua vez, associado com a diminuição do coeficiente de permeabilidade. Entretanto, esta correlação não se apresenta de forma linear e depende da faixa de valores de Vv em questão assim como do tipo de agregado.

De modo a contribuir para o melhor entendimento da relação entre o coeficiente de permeabilidade de concretos asfálticos para aplicação em estruturas hidráulicas e também para comparar os resultados obtidos durante a pesquisa com resultados encontrados na literatura, foi montada a Figura 5.31, que relaciona os resultados apresentados por Höeg

(1993) com os valores de permeabilidade encontrados para os corpos de prova de todas as misturas ensaiadas durante este trabalho.

Os resultados encontrados para os valores de permeabilidade durante a pesquisa apresentaram a mesma tendência que os resultados obtidos por Höeg (1993) em seus experimentos.

O ajuste de curva apresentado é uma combinação dos resultados apresentados por Höeg e os valores encontrados na presente pesquisa. Observa-se que existe uma grande dispersão dos valores permeabilidade apresentados na Figura 5.31, entretanto, utilizando o ajuste elaborado, nota-se que apenas para valores menores que 2,5% de vazios, os valores da curva de ajuste

apresentaram coeficientes de permeabilidade abaixo de 10-9 cm/s.

y = 7E-13x8,2768 R2 = 0,7239 1,E-12 1,E-11 1,E-10 1,E-09 1,E-08 1,E-07 1,E-06 1,E-05 1,E-04 1,E-03 1,E-02 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Volume de Vazios (%) P erm eab il id ad e ( c m /s ) Dados Hoeg (1993)

Pontos experimentais Micaxisto (Falcão, 2003) Pontos experimentais Calcário

Pontos experimentais Granito Potência (Ajuste)

Figura 5.31 - Permeabilidade - resultados obtidos versus modificado - Höeg ,1993. É importante observar que alguns corpos de prova que apresentaram índices de vazios próximos a 3%, mostraram valores de permeabilidade acima do mínimo exigido para utilização em estruturas de contenção hidráulicas. O fato de haver corpos de prova com

valores de coeficiente de permeabilidade superiores a 10-9 cm/s e volume de vazios próximos

ao requerido pelas exigências da prática (3%) deve servir de alerta para um maior cuidado durante a fase de projeto da mistura não dispensando, portanto, os ensaios de permeabilidade e baseando-se apenas no volume de vazios da mistura.

Salienta-se, ainda, que os ensaios realizados são executados ao longo da altura do CP, ou seja, na mesma direção da compactação. Os valores de permeabilidade nesta direção são, geralmente, menores que na transversal no caso de materiais anisotrópicos compactados. Cabe destacar que na situação de aplicação no núcleo de um barramento, a mistura estaria submetida a um fluxo mais inclinado, se aproximando ao da direção transversal do corpo de prova. A anisotropia se relaciona diretamente à forma dos agregados, realçando a importância da análise de tal aspecto, bem como a execução de ensaios laboratoriais de permeabilidade na direção real de fluxo.

Finalmente, os resultados apresentados reforçam a indicação de que é aconselhável a realização de ensaios de permeabilidade durante a fase de dosagem da mistura mesmo nos corpos-de-prova que apresentem volume de vazios um pouco inferiores aos 3% recomendados.

6.1 - APRESENTAÇÃO

Neste capítulo apresentam-se os resultados de simulações numéricas de barragens com núcleo ou com face de concreto asfáltico. Essas simulações tiveram o objetivo de contribuir para o melhor entendimento sobre o comportamento das misturas ensaiadas na presente pesquisa em possíveis aplicações em campo e contribuir com sugestões de projeto.

Foram realizadas simulações de fluxo e estabilidade de taludes de uma barragem hipotética de seção mista com núcleo impermeável, utilizando como ferramentas numéricas os softwares SEEP/W e SLOPE/W do pacote GEOSTUDIO 2004.

Com a intenção de verificar o nível de tensões geradas na laje de uma barragem com face de concreto asfáltico, foram utilizados resultados de simulações numéricas das fases de construção e enchimento, utilizando o programa de elementos finitos PLAXIS-2D em condições de deformação plana.

Tanto para as análises de fluxo e estabilidade, assim com para as análises de tensão e deformação, procurou-se utilizar como parâmetros mecânicos e hidráulicos aqueles obtidos dos ensaios realizados durante a fase laboratorial e apresentados no Capítulo 5.