Resistência à tração na flexão e módulo de elasticidade

A Figura 45 apresenta os resultados de resistência à tração na flexão para as misturas sem e com sílica ativa para as relações a/c estudadas. Na Figura 45 (a) os resultados são mostrados em função da porosidade e, na Figura 45 (b), os resultados médios são mostrados em função das relações a/c. A Tabela 21 mostra os resultados médios, desvio padrão, e analise de variância ANOVA para a porosidade, resistência à tração na flexão e módulo de elasticidade estático. É importante lembrar que há diferença nas porosidades obtidas neste ensaio em relação aos anteriores, devido ao tipo de corpo de prova e compactação. Neste caso, a compactação foi feita

Poro Poro Pasta Poro Pasta Agregado Agregado Poro Pasta Pasta Agregado Poro Agregado

com o uso do rolo. A densidade foi controlada da mesma forma que para os corpos de prova cilíndricos.

(a) (b)

Figura 45 – Resistência à tração na flexão para as misturas sem e com sílica ativa para as diferentes relações a/c e teor de aditivo: valores para todos os corpos de prova em relação a

porosidade (a) e valores médios (b).

Tabela 21 – Valores médios, desvio padrão e análise de variância ANOVA para tração na flexão e módulo de elasticidade estático para as misturas com e sem sílica ativa.

Nomenclatura Porosidade (%) DesvPad ft,f (MPa) DesvPad E (GPa) DesvPad

CP-0.26 25,46 0,18 2,15 0,14 17,15 2,72

CP-0.30 24,29 0,69 2,05 0,10 15,11 2,18

CP-S-0.26 23,04 0,21 3,08 0,28 16,55 4,38

CP-S-0.30 23,85 0,19 1,92 0,13 12,42 1,98

ANOVA (valor-P)

Relação Porosidade Tração na flexão Módulo de elasticidade

CP-0.30 vs. CP-S-0.30 0,22999 0,11622 0,07539

CP-0.26 vs. CP-S-0.26 2,8x10-08 _{0,00014 0,79884}

As amostras contendo sílica ativa, mesmo para as vigas compactadas com rolo, apresentaram porosidade média ligeiramente inferior às amostras sem sílica ativa para ambas relações a/c. No entanto, essa diferença não é significativa para as misturas com relação a/c 0,30, conforme mostra o valor-P da Tabela 21 (maior que 0,05). Já para misturas com relação a/c 0,26, esta diferença é significativa. Acredita-se que, conforme já mencionado, o aumento da quantidade de aditivo na mistura com sílica ativa pode ter proporcionado maior trabalhabilidade, isto é, maior acomodação da mistura na fôrma e, consequentemente, a diminuição da porosidade final.

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 15% 20% 25% 30% 35% ft,f (M P a) Porosidade (%) CP-0.30 CP-S-0.30 CP-0.26 CP-S-0.26 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 0.30 0.26 Po ro si da de ft,f (M P a) Relação a/c

ft,f-Ref (MPa) ft,f-Silica (MPa)

Em relação à resistência à tração na flexão, a diferença estre os resultados para as misturas de relação a/c 0,30 também não é significativa, embora a média para o concreto permeável com sílica ativa tenha diminuído. Neste caso, conforme citado anteriormente, é possível que a sílica ativa não tenha contribuído efetivamente em virtude de a quantidade de aditivo adicionado não ser suficiente para uma boa dispersão das partículas, mesmo que a mistura tenha apresentado a consistência almejada (Figura 39). Como contribuição à hipótese, a Figura 46 mostra o aspecto das misturas contendo sílica ativa no estado fresco, para ambas relações a/c analisadas. Nota- se que na mistura de relação a/c 0,30, há formação de “pelotas” de pasta com agregado. Assim, evidencia-se a possibilidade de que as partículas de sílica ativa mal dispersas, tenham se aglomerado apenas em alguns pontos específicos.

(a) CP-S-0.30 (b) CP-S-0.26

Figura 46 – Comparação entre as misturas com sílica ativa para as relações a/c e teor de aditivo avaliados no estado fresco.

Por outro lado, a diferença na resistência à tração na flexão para as amostras de relação a/c 0,26 (com e sem sílica ativa) foram significativas. Com a substituição parcial do cimento pela sílica e o aumento do teor de aditivo, a resistência à tração na flexão média aumentou 33%. Este acréscimo é importante considerando o uso do concreto permeável como material de pavimentação para tráfego leve de veículos.

Em relação ao módulo de elasticidade estático, observa-se a partir da Tabela 21, que houve uma pequena diminuição no valor médio para as misturas com sílica ativa em relação às referências. No entanto, este valor não é significativo para nenhuma das relações a/c analisadas, considerando o maior desvio padrão obtido neste ensaio (que corresponde a coeficientes de variação entre 14% e 26%). É importante enfatizar que, por se tratar de um material de elevada porosidade, pode ocorrer o desajuste do LVDT na superfície irregular do concreto permeável

durante a execução do ensaio, alterando os resultados. Os valores de módulo de elasticidade estático permaneceram com uma média de 15 GPa.

5.1.6 Considerações parciais

Neste item, a influência de duas relações a/c foi estudada em função da substituição parcial do cimento por 8% de sílica ativa no traço padrão. Conforme mencionado inicialmente, quando a sílica ativa é incorporada na mistura, uma maior demanda de água pode ser necessária em função da sua maior área superficial específica. Portanto, embora a relação a/c de 0,26 tenha apresentado os melhores resultados em termos mecânicos e hidráulicos para o traço de referência, a relação a/c de 0,30 poderia acarretar em maior desempenho com a presença da sílica ativa.

No entanto, os resultados obtidos mostraram que o comportamento do concreto permeável é inusitado frente à incorporação de um material cimentício suplementar, como a sílica ativa. Isto ocorre porque o concreto permeável é função de várias variáveis, conforme discutido no item 4.5, que podem suprimir o efeito de um material. O uso do aditivo teve papel fundamental não só na dispersão da sílica ativa, mas na trabalhabilidade da mistura (consequência da redução da porosidade) para relação a/c de 0,26. Assim, é equivocado afirmar que a sílica ativa não é efetiva para misturas com relação a/c 0,30, bem como que a sílica ativa é efetiva para misturas com relação a/c 0,26, já que ambas tiveram alterações na quantidade de aditivo. Particularmente, em relação à mistura com relação a/c de 0,26 e relação aditivo/cimento de 0,011, a sílica ativa possivelmente resultou na melhora da zona de transição através da sua melhor dispersão, ocasionando o aumento da resistência mecânica. Dados os resultados obtidos, o traço com sílica ativa na mistura com relação a/c de 0,26 foi escolhido para as avaliações realizadas nos itens subsequentes, utilizando fibras de polipropileno e areia.

É importante salientar a importância da padronização de ensaios que verifiquem quantitativamente a consistência de misturas de concreto permeável. A avaliação qualitativa realizada, embora auxilie no projeto da mistura, não serve como um medidor de trabalhabilidade – fato que influencia a maneira como a mistura é acomodada na fôrma e também a sua porosidade final. Segundo Kevern (2011), o teste de abatimento usando o tronco de cone invertido pode ser utilizado como forma de verificação da trabalhabilidade do concreto permeável in loco. Se o concreto fluir facilmente pelo cone, então irá ser prontamente descarregado pelo caminhão. Por ouro lado, se o material trancar e requerer energia substancial

para que seja liberado, então o concreto permeável será considerado rígido, difícil de ser descarregado, acarretando em alta porosidade e baixa resistência. Ainda que esta análise auxilie na verificação da trabalhabilidade do concreto permeável, não quantifica esta variável, o que prejudica a comparação de misturas com sutil diferença na consistência.