Nesta campanha experimental, produziram-se betões com quatro traços diferentes, nos quais, especificamente, se substitui parcialmente o cimento por 0%, 10%, 20%, e 30% (percentagem mássica) de catalisador exausto de FCC (a notação adotada nestes betões foi apresentado no Quadro 3.1).
Uma vez que se pretende atender às exigências requeridas na norma NP EN 206 - 1, na utilização de catalisador exausto como adição ao betão, recorreu-se à mesma de modo a ter
35 em consideração quais os requisitos a que os diferentes traços de betões deveriam estar de acordo. Neste sentido, relativamente às adições, a norma refere que para o uso de adições na mistura de betão deve-se considerar um dos seguintes conceitos (apresentados no subcapítulo 2.5) [3]:
Fator-k – que se encontra estabelecido para cinzas volantes e para sílica de fumo, referido no subcapítulo 2.5;
Desempenho equivalente do betão.
Na presente dissertação optou-se pelo conceito do fator-k, considerando que o fator-k tem valor 1 e portanto, utilizando a razão água/(cimento+k adição) igual à razão água/(cimento+adição).
Mantendo a focalização de que nesta dissertação se pretende avaliar a viabilidade de utilização do catalisador exausto de FCC como adição do tipo II, na composição do betão, e tendo em consideração que se pretende também atender às exigências requeridas na norma NP EN 206 - 1 [3], primeiramente definiram-se um conjunto de pressupostos para o cálculo dos betões a estudar que se encontram explicados abaixo e sinteticamente apresentados no Quadro 3.11:
A classe de exposição optou-se pela XC4, uma vez que corresponde às exigências de exposição a um ambiente ciclicamente húmido e seco, que é o ambiente mais corrente em Portugal;
O tipo de cimento optou-se pelo CEM I 42,5R, já referido no subcapítulo 3.2.1;
Após a escolha do tipo de cimento a utilizar e da classe de exposição que os betões devem obedecer, recorreu-se à especificação do LNEC E464 [57] de modo a ter em consideração os limites impostos. Assim de acordo com esta especificação para os betões a estudo a dosagem de cimento mínima, é de 280 kg/m3, a razão a/c máxima, de 0,60, e a classe de resistência mínima do betão, C30/37 (Anexo B.1). Neste sentido optou-se para os betões a estudo uma classe de resistência do betão C30/37;
Optou-se ainda por produzir betões com consistência mole (S3), uma vez que segundo a Associação Portuguesa das Empresas de Betão Pronto (Apeb) é o recomendado nas aplicações estruturais correntes. Os betões de classe de consistência S3 devem apresentar abaixamento pelo Cone de Abrams entre 100 e 150 mm [3];
A razão água/ligante optou-se por manter constante para os 4 traços de betão em estudo;
Relativamente aos agregados, optou-se pela utilização potencial de 4 agregados, especificamente dois agregados finos e dois agregados grossos (ver Quadro 3.5). No entanto, para dois dos traços dos betões preparados neste trabalho (20 e 30% de substituição de cimento), após o cálculo da composição dos betões verificou-se que o agregado fino 0/2 não foi incluído na composição. Tal pode ser atribuído ao facto de que o método de cálculo dos betões escolhido (método de Faury) garantir a máxima compacidade dos betões (Quadro 3.12), uma vez que o diâmetro médio do catalisador
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exausto de FCC (Figura 3.3), e o diâmetro médio da areia 0/2 (Quadro 4.1) são semelhantes.
Quadro 3.11 – Pressupostos que se assumiram para a formulação dos 4 traços de betões preparados.
Características Referência
Classe de exposição XC4
Tipo de cimento CEM I 42,5 R
Classe de resistência C30/37
Classe de consistência S3
Máxima dimensão do agregado 20 mm
Adjuvante Superplastificante: SikaPlast 898
Adição Catalisador exausto de FCC
Quadro 3.12 – Identificação dos agregados na composição dos 4 traços de betões preparados.
Designação
Agregado Fino Agregado Grosso
Areia 0/2 Areia 0/4 Brita 1 Brita 2
100C
90C+10FCC
80C+20FCC x
70C+30FCC x
As composições exatas dos betões preparados nesta campanha experimental – que se apresenta no Quadro 3.13 – foram determinadas tendo em conta os pressupostos referidos neste subcapítulo (Quadro 3.11) e recorrendo ao método de Faury (Anexo D.1). A escolha deste método de cálculo baseou-se na sua simplicidade de cálculo, aliado à sua fiabilidade [59]. Em síntese, este método com base nas características dos agregados disponíveis e nos pressupostos referidos, permite a determinação da curva de referência da granulometria dos constituintes secos do betão e assim determinar as quantidades dos agregados a introduzir na composição do betão de forma a garantir a máxima compacidade. No Anexo D.1 apresenta-se a aplicação detalhada do método de Faury.
Tal como referido anteriormente assumiu-se como um dos pressupostos para determinação da composição dos betões, que de acordo com a sua consistência os betões deveriam classificar- se como S3 (Quadro 3.11). Uma vez que a relação A/L mantida igual para todos os traços de betões preparados, o ajuste da consistência seria concretizada com a adição de superplastificante. Inicialmente assumiu-se a adição de 1% (em massa) de superplastificante em relação à quantidade de ligante. No entanto, a adequação deste valor de superplastificante adicionado teria que ser confirmado experimentalmente com base nos resultados do ensaio de abaixamento pelo cone de Abrams realizado no estado fresco dos betões. Neste sentido, verificou-se para os 4 traços de betões preparados que a quantidade de SP adicionada era adequada (Subcapítulos 4.3.1).
37 Tal como se referiu atrás neste subcapítulo, assumiu-se que se pretendia preparar betões de consistência mole, o que de acordo com a norma NP EN 206 - 1 corresponde a limites do abaixamento, pelo Cone de Abrams, entre 100 e 150 mm [3]. No entanto estabeleceu-se um limite menos extenso de 130 ± 15 mm de forma a possibilitar a comparação mais rigorosa dos resultados experimentais dos quatro traços dos betões (Subcapítulo 4.3.1).
Quadro 3.13 – Composição dos 4 traços de betões preparados (obtidas tendo em conta os pressupostos considerados no Quadro 3.11 e pelo método de Faury em kg/m3).