Planeamento da campanha experimental

Numa primeira fase desta campanha experimental, analisou-se os AP (grossos e finos) e os AR (grossos), que foram empregues no fabrico das várias composições de betões analisados, através da realização de diversos ensaios normalizados.

A norma NP EN 12620 (2004) especifica as propriedades dos agregados naturais, processados mecanicamente, dos agregados reciclados ou de misturas de agregados para utilização em betão. É aplicável aos agregados para betão que possuam uma massa volúmica, após secagem em estufa, superior a 2000 kg/m³.

Relativamente aos AGP e AGR, a sua caracterização foi feita com base nos seguintes ensaios:

 análise granulométrica - normas NP EN 933-1 (2000) e NP EN 933-2 (1999);

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 massa volúmica e absorção de água - norma NP EN 1097-6 (2003);

 baridade - norma NP EN 1097-3 (2002);

 desgaste de Los Angeles - especificação LNEC E 237 (1970);

 teor de humidade - norma NP EN 1097-5 (2011);

 índice de forma - norma NP EN 933-4 (2002).

Além destes ensaios, determinou-se a absorção de água por parte dos AGRB, através de um processo baseado no descrito por Leite (2001).

Quanto aos AFP, os ensaios a realizar foram:

 análise granulométrica - normas NP EN 933-1 (2000) e NP EN 933-2 (1999);

 massa volúmica e absorção de água - norma NP EN 1097-6 (2003);

 baridade - norma NP EN 1097-3 (2002).

Na Tabela 3.2, é possível aferir as variáveis envolvidas nestes ensaios, assim como o respectivo resultado.

Tabela 3.2 - Variáveis e resultados dos ensaios aos agregados

Ensaio Variáveis Resultado material peneirado retido no recipiente do fundo (g)

𝑅_𝑖% 𝑅𝑖 massa volúmica das partículas saturadas com superfície seca (kg/dm³);

𝜌𝑤, massa volúmica da água (kg/dm³); 𝑊𝐴24, absorção de água após imersão em água durante 24 h (%); 𝑀, massa do agregado saturado com superfície seca (g); 𝑀2, massa do picnómetro contendo o agregado imerso na água (g); 𝑀₃, massa do picnómetro apenas com água (g);

𝐿𝐴, coeficiente de desgaste de Los Angeles (%); 𝑀, massa da amostra

(g); 𝑀2, massa do material retido no peneiro de malha 1,6 mm 𝐿𝐴 𝑀 𝑀2 cada uma das fracções granulométricas ensaiadas (g); Σ𝑀_2𝑖, somatório das massas das partículas não-cúbicas de cada uma das fracções granulométricas ensaiadas (g)

𝑆𝐼 𝑀2𝑖

𝑀

3.2.2. Segunda fase experimental

Foram estudadas, nesta fase, as 11 composições de betões previstas no ponto 3.1, com o objectivo de determinar quais as composições a estudar na fase seguinte. À partida, duas das composições estavam definidas: BR e B100.

Para os betões com várias composições, Bx e B100SPx, definiu-se nesta fase quais seriam alvo de estudo na próxima fase. Relativamente ao Bx, foi definida qual a taxa de substituição máxima de AGP por AGRB que permite manter a resistência à compressão do betão, ou seja, a máxima quantidade de AGRB que não influencia negativamente a resistência. Quanto ao B100SPx, definiu-se qual o teor de SP a incorporar num betão com substituição da totalidade dos AG. Pretendeu-se escolher o teor óptimo de SP que permite compensar a perda de resistência originada pela incorporação de AR.

45 Foi também objectivo desta fase obter uma correcta trabalhabilidade em todos os betões, ou seja, uniformizar os resultados obtidos pelo abaixamento do cone de Abrams.

Para tal, foram efectuados os seguintes ensaios sobre o betão fresco:

 abaixamento (cone de Abrams) - norma NP EN 12350-2 (2009);

 massa volúmica - norma NP EN 12350-6 (2009).

Na Tabela 3.3, é possível aferir as variáveis envolvidas nos ensaios ao betão no estado fresco, assim como o respectivo resultado.

Tabela 3.3 - Variáveis e resultados dos ensaios ao betão no estado fresco

Ensaio Variáveis Resultado

Abaixamento (cone de Abrams)

𝐻, abaixamento do cone de Abrams (mm); 𝐻, altura do cone (300 mm);

𝐻₂, altura do ponto mais alto do provete após desmoldagem (mm) 𝐻 𝐻 𝐻2

Massa volúmica

𝐷, massa volúmica do betão fresco (kg/m³): 𝑀, massa do recipiente (kg); 𝑀2, massa do recipiente com o provete de betão fresco no seu

interior (kg); 𝑉, volume do recipiente (m³) 𝐷 𝑀2 𝑀

𝑉

O betão no estado endurecido foi submetido ao ensaio de resistência à compressão aos 7 e aos 28 dias de idade, segundo a norma NP EN 12390-3 (2011).

3.2.3. Terceira fase experimental

A terceira fase da campanha experimental teve como objectivo avaliar as propriedades mecânicas e em termos de durabilidade dos BAGRB, cujos agregados provêm da indústria de pré-fabricação. Nesta fase, analisou-se apenas 4 tipos de betão:

 BR;

 B100;

 B25 (com a taxa de substituição definida na fase anterior);

 B100SP1.0 (com o teor de superplastificante definido na fase anterior).

Os ensaios realizados ao betão no estado fresco foram os mesmos da segunda fase. Relativamente ao desempenho mecânico do betão, determinou-se as seguintes propriedades:

 resistência à compressão - norma NP EN 12390-3 (2011);

 resistência à tracção por compressão diametral - norma NP EN 12390-6 (2011);

 resistência à abrasão - norma Alemã DIN 52108 (2007);

 módulo de elasticidade - especificação LNEC E 397 (1993);

 velocidade de propagação de ultra-sons - norma NP EN 12504-4 (2007).

Ao nível da durabilidade, foram efectuados os seguintes ensaios:

 retracção - especificação LNEC E 398 (1993);

 absorção por imersão - especificação LNEC E 394 (1993);

 absorção por capilaridade - especificação LNEC E 393 (1993);

 resistência à carbonatação - especificação LNEC E 391 (1993);

 resistência à penetração dos cloretos - especificação LNEC E 463 (2004).

Resumidamente, os diferentes ensaios realizados na segunda e terceira fase aos betões endurecidos, assim como os provetes (forma e dimensões de acordo com a norma NP EN 12390-1, 2012) e as idades de ensaio, são apresentados na Tabela 3.4.

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Tabela 3.4 - Ensaios realizados em laboratório

Fase Ensaio Idade (dias) N.º de provetes Forma e dimensões

Resistência à tracção (por compressão diametral) 28 3 Cilindros, Φ150 x 300 mm

Módulo de elasticidade 28 2 Cilindros, Φ150 x 300 mm

Velocidade de propagação de ultra-sons 28 5 Cubos, 150 mm de aresta

Resistência à abrasão 91 3 Prismas, 71 x 71 x 50 mm

Retracção 0-90 2 Prismas, 100 x 100 x 450 mm

Absorção de água por imersão 28 4 Cubos, 100 mm de aresta

Absorção de água por capilaridade 28 4 Cilindros, Φ150 x 100 mm

Resistência à carbonatação 7, 28, 56, 90 3 Cilindros, Φ100 x 40 mm

Resistência à penetração dos cloretos 28, 90 3 Cilindros, Φ100 x 50 mm

3.2.4. Quarta fase experimental

Como referido no subcapítulo 3.1, foram realizados diversos ensaios à escala real de estruturas porticadas de dois pisos em betão armado, com as quatro composições definidas. Na presente dissertação, abordou-se os ensaios de caracterização do betão in situ, os quais se inserem na quarta e última fase experimental. Os ensaios realizados foram os seguintes:

 resistência à compressão em provetes cúbicos - norma NP EN 12390-3 (2011);

 resistência à compressão em carotes - normas NP EN 12504-1 (2009) e NP EN 12390-3 (2011);

 velocidade de propagação de ultra-sons - norma NP EN 12504-4 (2007);

 dureza superficial (esclerómetro de Schmidt) - NP EN 12504-2 (2012).

Tabela 3.5 - Ensaios in situ realizados nas estruturas

Ensaio Idade (dias) Elementos ensaiados

Resistência à compressão em provetes cúbicos

7 3 provetes cúbicos por piso com 150 mm de aresta 28 5 provetes cúbicos por piso com 150 mm de aresta Resistência à compressão

em carotes 28 3 carotes de pilar (base, centro, topo); 2 carotes de viga; 2 carotes de lajes (1 por piso)

Velocidade de

propagação de ultra-sons 28 8 medições em pilares por piso (base, centro e topo de 2 pilares e centro dos outros 2 pilares); 3 medições em viga por piso (extremidades e centro) Dureza superficial

(esclerómetro de Schmidt)

28

10 medições com disparo horizontal em pilares por piso (base, centro e topo de 2 pilares e base e centro dos outros 2 pilares); 2 medições com disparo horizontal em vigas por piso (extremidades); 2 medições com disparo vertical descendente em vigas por piso (extremidades); 3 medições com disparo vertical descendente

em lajes (extremidades e centro)

Na Tabela 3.6, é possível aferir as variáveis envolvidas nos ensaios ao betão no estado endurecido, para a terceira e quarta fases experimentais, bem como o respectivo resultado.

A descrição detalhada dos procedimentos de todos os ensaios referidos neste capítulo, tal como dos aparelhos e utensílios necessários para a sua realização, pode ser consultada em Soares et al. (2013c), para os ensaios realizados na segunda e terceira fases da campanha experimental, e em Soares et al. (2014c), para a quarta fase.