ESTUDO EM CONCRETOS

Os estudos em concreto foram iniciados no Brasil, mas os testes principais foram realizados na Universidade do Texas, em Austin, EUA. No Brasil, foi feita a curva de dosagem para a determinação da relação/água cimento, definidas as proporções de agregados e os primeiros ajustes de aditivos. Foram preparados 18 concretos no Brasil para os ajustes iniciais, variando tipo, teor e distribuição granulométrica do fíler. Os primeiros estudos reológicos desses concretos foram feitos na USP, com o reômetro Pheso (Poli-USP), consistindo em testes exploratórios. Conforme explanado no item 3.1, os dados desse estudo preliminar podem ser observados no Apêndice A, uma vez que os materiais utilizados não foram os mesmos que os empregados nos demais ensaios.

3.4.1 Determinação dos Traços

Para determinar o traço piloto dos CAAs, inicialmente foi estabelecida a relação água/cimento necessária para atingir a resistência à compressão de 40 MPa (classe de resistência muito empregada em indústrias de pré-fabricados) utilizando a Lei de Abrams e empregando os mesmos materiais efetivamente usados na dosagem do CAA, com exceção dos agregados: cimento CP V ARI, areia natural, brita 12,5/19

mm e aditivo superplastificante. Após a dosagem dos três concretos para a confecção da curva, determinou-se as constantes da Equação 16.

𝑓𝑐𝑗 =100,35

4,61𝑎/𝑐 (16)

Utilizando um desvio padrão de 3,0 MPa, a resistência de dosagem empregada foi de aproximadamente 45 MPa. Determinou-se a relação água/cimento de 0,53, a qual foi mantida constante para todos os CAAs. De acordo com a literatura (EFNARC, 2005) e com estudos experimentais realizados anteriormente a esse trabalho, os parâmetros de dosagem em relação a 1 m³ de CAA podem ser resumidos da seguinte forma:

- consumo de água igual a 200 l; - consumo de cimento igual a 377 kg;

- consumo de agregado graúdo igual a 30% do volume total; - consumo de finos (cimento + fílers de britagem) variável:

- 180 litros: 109 dm³ de cimento + 71 dm³ de fíler de britagem; - 200 litros: 109 dm³ de cimento + 91 dm³ de fíler de britagem; - 220 litros: 109 dm³ de cimento + 111 dm³ de fíler de britagem; - aditivo superplastificante ajustado objetivando uma abertura no slump flow de 67 ± 3 cm.

A Figura 45 mostra os componentes fixos e variáveis dos CAAs. A seta indica os componentes que foram alterados neste trabalho em função da definição dos volumes de finos adotados.

Com base nas proporções definidas anteriormente, foram confeccionados CAAs contendo diferentes mineralogias, tamanho de partículas (D50) e teores de fílers. Também foi dosada uma série de CAA com o volume total de finos constituído somente por cimento (série C2), a qual apresentou a mesma relação água/finos em volume dos demais concretos e relação água/cimento inferior a 0,53 (0,36; 0,33; 0,30). No total, foram confeccionados 30 concretos autoadensáveis, conforme indica a Figura 46.

Figura 45: Componentes do CAA. A seta indica os componentes que serão alterados neste trabalho.

Figura 46: Concretos dosados.

A nomenclatura adotada para os concretos produzidos está apresentada na Figura 47, que mostra o exemplo do concreto L0.180. A

letra representa a mineralogia do fíler presente (“L” representa o calcário). Concretos dosados somente com cimento (sem fíler) são representados pela letra “C”. O número “0” significa que o fíler não passou por nenhum processo de moagem e encontra-se na sua granulometria mais grossa (D50 entre 30 e 40 µm). Finalmente, “180” indica o volume total de finos (litros) presente na mistura por m³ de CAA produzido.

Figura 47: Esquema explicativo da nomenclatura dos CAAs.

A Tabela 23 mostra o proporcionamento dos materiais utilizados nos CAAs dosados. Vale salientar que a massa de fíler varia conforme a granulometria porque as substituições foram feitas em volume e os fílers apresentam variações na sua massa específica aparente. Como mencionado anteriormente, o teor de aditivo superplastificante foi ajustado tendo como alvo uma abertura no slump flow de 67 ± 3 cm. Isso foi necessário para que todas as misturas se enquadrassem nas classificações de concreto autoadensável.

Tabela 23: Proporcionamento dos materiais para confecção de 1 m³ de concreto.

CAA Cimento (kg) Fíler (kg) Areia (kg) Brita (kg) Água (l) Aditivo (l) L0.180 377 165 707 924 200 1,22 L0.200 377 221 655 924 200 1,32 L0.220 377 277 603 924 200 1,78 L1.180 377 165 707 924 200 1,27 L1.200 377 221 655 924 200 1,56 L1.220 377 277 603 924 200 1,83 L2.180 377 165 707 924 200 1,37 L2.200 377 221 655 924 200 1,47 L2.220 377 277 603 924 200 1,76

CAA Cimento (kg) Fíler (kg) Areia (kg) Brita (kg) Água (l) Aditivo (l) D0.180 377 167 707 924 200 1,43 D0.200 377 223 655 924 200 1,68 D0.220 377 279 603 924 200 2,03 D1.180 377 167 707 924 200 1,83 D1.200 377 223 655 924 200 2,30 D1.220 377 279 603 924 200 3,02 D2.180 377 167 707 924 200 1,91 D2.200 377 223 655 924 200 2,33 D2.220 377 279 603 924 200 2,86 G0.180 377 164 707 924 200 1,70 G0.200 377 219 655 924 200 2,18 G0.220 377 274 603 924 200 2,68 G1.180 377 164 707 924 200 2,06 G1.200 377 219 655 924 200 2,51 G1.220 377 274 603 924 200 3,00 G2.180 377 164 707 924 200 2,13 G2.200 377 219 655 924 200 2,38 G2.220 377 274 603 924 200 2,96 C2.180 562 0 707 924 200 2,08 C2.200 624 0 655 924 200 2,47 C2.220 686 0 603 924 200 3,40 3.4.2 Mistura

Todos os processos de mistura, assim como os ensaios no estado fresco do concreto, foram realizados em sala climatizada a 23 ± 2ºC. Para cada concreto, os materiais foram pesados com um dia de antecedência e deixados na sala de mistura para estabilizar a temperatura. Para cada mistura, foram confeccionados 30 litros de CAA, os quais foram misturados em betoneira de eixo inclinado, seguindo uma ordem de lançamento na cuba. Inicialmente, os materiais secos foram homogeneizados durante 30 s. Colocava-se toda a água e misturava-se por mais 60 s. A mistura era paralisada para a raspagem da superfície da betoneira e para a colocação do aditivo superplastificante. Misturava-se por mais 30 segundos. Interrompia-se a mistura durante 30 s para verificar a necessidade de ajuste do teor de superplastificante (ajuste 1). Caso fosse necessário, adicionava-se mais aditivo. Independentemente da colocação de mais aditivo ou não, misturava-se por mais 30 s e repetia-se a operação

de verificação do teor de aditivo (ajuste 2). Independentemente da colocação ou não de mais aditivo na segunda etapa de ajuste, misturava- se por mais 30 s. O teste do slump flow era iniciado em torno de cinco minutos após o primeiro contato da água com os materiais secos.

3.4.3 Ensaios Realizados

O resumo de todos os ensaios realizados em concreto pode ser visualizado na Figura 48. Explicações de cada procedimento serão apresentadas na sequência. Todos esses ensaios foram realizados no Civil, Architectural and Environmental Engineering Department – UT.

Figura 48: Ensaios realizados em concreto.

3.4.3.1 Ensaios no Estado Fresco

Todos os ensaios no estado fresco foram realizados em sala climatizada a 23 ± 2ºC logo após a finalização da mistura.

ESTADO FRESCO