Umidade e Temperatura

O teor de umidade do concreto varia de acordo com o local onde é armazenado o corpo de prova até o momento do ensaio. A NBR 5738 (ABNT, 2015) orienta que as amostras devam permanecer, até a idade de ensaio, em ambiente com temperatura e umidade controladas. Umidade relativa igual ou superior a 95% e temperatura de 23±2ºC. Opcionalmente é possível realizar a cura imersa, deixando de lado, assim, a preocupação com a umidade relativa, bastando garantir apenas o intervalo de temperatura especificado.

Kocáb et al. (2017a) e Kocáb et al. (2017b) afirmam que o método de cura dos corpos de prova afeta não só o desenvolvimento, mas principalmente o valor final do módulo do concreto.

Guimarães e Santos (1999), Li (2004), Aguilar et al. (2006) e Mehta e Monteiro (2014) afirmam que, independente da dosagem e do tempo de cura, os corpos de prova de concreto ensaiados saturados apresentam, em geral, valores de módulo de deformação 15% superior aos ensaiados em condições secas. Liu et al. (2014) encontraram diferenças de até 30%, comparando ao concreto seco.

L`Hermite (1970) verificou, em estudo expedito, a influência da umidade no módulo de deformação. O autor constatou que ao elevar o teor de umidade de 35% a 75%, o módulo de deformação cresce em torno de 20%. Kallel et al. (2017) verificaram que para diferentes temperaturas (30ºC e 90ºC) e umidade relativa entre 36% e 68%, há redução significativa no valor do módulo do concreto, em comparação aos valores obtidos em umidades de 95% e 100%.

Kocáb et al. (2017a) fixaram a temperatura em 20±2ºC, armazenando as amostras em água e em laboratório, sob umidade relativa controlada de 50±10%. Os autores encontram diferenças entre 19,8% e 36,5%, sendo que as amostras imersas em água conduzem aos maiores valores.

Já Rodrigues e Figueiredo (2004) constataram diferenças nos valores do módulo calculado a partir de ensaios realizados com corpos de prova curados via úmida e via seca, verificando que no crescimento entre 7 e 28 dias a diferença é de aproximadamente 36%, e entre 28 e 90 dias é de 19%, sendo superior os valores

Avaliação da Influência de Diferentes Parâmetros de Dosagem sobre o Módulo de Deformação do Concreto de cimento Portland

de módulo para as amostras curadas via úmida. Esse mesmo comportamento (Figura 11) já havia sido verificado por Neville (1997).

Figura 11 – Influência da umidade da amostra no módulo de deformação ao longo do tempo (Neville, 1997)

A partir da Figura 11 é possível verificar que nos três traços de concreto adotados, os corpos de prova ensaiados saturados alcançaram resultados de módulo de deformação mais elevados. Fonseca, Brito e Evangelista (2011), ao estudarem a influência do tipo de cura no módulo de elasticidade de concretos produzidos com agregado reciclado, concluíram que as condições de cura têm efeito significativo sobre o resultado de módulo, independentemente do tipo e teor de agregado utilizado, convergindo para o informado por L`Hermite (1970), Neville (1997) e Rodrigues e Figueiredo (2004).

Dal Molin e Monteiro (1996), no estudo do módulo de deformação em concretos de alta resistência (CAR), verificaram que a cura em ambiente úmido propicia valores de módulo na ordem de 3,4% superiores aos concretos acondicionados em ambiente seco. Outro dado importante do estudo conduzido pelos autores foi a constatação de que quanto maior a idade de ensaio, maior será o efeito do tipo de cura, sendo que aos 91 dias de idade a cura úmida acrescentou 6% aos valores de módulo de deformação, em relação aos valores obtidos sobre corpos de prova ensaiados secos, em cura ambiente.

Ricardo Girardi ([email protected]). Tese de Doutorado. Porto Alegre: PPGCI/UFRGS, 2018.

O aumento do valor do módulo é o inverso do que acontece com a resistência à compressão (MEHTA e MONTEIRO, 2014; CABRAL, 2014).

A razão para que o módulo de deformação aumente sob a condição saturada é a incompressibilidade da água. Quanto mais saturado estiver o corpo de prova menor será a deformação. Na resistência à compressão a água exercerá uma pressão hidráulica sobre as paredes dos poros que a contém, por isso é esperado haver redução da resistência à compressão.

Wang e Li (2007) e Kallel et al. (2017) destacam que os poros saturados restringem as deformações da matriz cimentícia, aumentando a rigidez. Também, com a evolução do processo de hidratação do cimento Portland há redução do número e do tamanho dos poros.

Assim a redução da resistência à compressão pelo efeito de saturação do corpo de prova determina a realização do ensaio em níveis mais baixos de carregamento, exercendo influência sobre o resultado de módulo.

Por outro lado, Zhou, Lydon e Barr (1995) destacam que o módulo de elasticidade aos 7 dias corresponde a 95% do concebido aos 28 dias. Diante dessa afirmação é necessário ressaltar a importância de uma cura cuidadosa nas primeiras idades, principalmente.

A NBR 5738 (ABNT, 2015) não contempla algumas situações especiais, como por exemplo, a cura a vapor. Grande parte das empresas que utilizam o sistema de cura a vapor opta por deixar os corpos de prova curando juntamente com os elementos concretados. Em alguns casos há requisitos para liberação de protensão, ou até mesmo de transporte, dos elementos concretados, sendo realizados ensaios de resistência à compressão e módulo ao final da cura, a fim de verificar se as peças estão aptas a serem movimentadas e a protensão aplicada. As empresas moldam corpos de prova para ruptura aos 28 dias de idade, sendo as amostras mantidas em cura úmida, após a cura prévia em ambiente de vapor.

Com base no estudo de Han e Kim (2004) é possível verificar a influência da temperatura de cura dos concretos em diferentes idades e para dois tipos de cimento Portland. Os concretos curados na temperatura de 10ºC tem um

Avaliação da Influência de Diferentes Parâmetros de Dosagem sobre o Módulo de Deformação do Concreto de cimento Portland

desenvolvimento do módulo mais lento até a idade de 7 dias, enquanto os que permaneceram em cura à 50ºC desenvolvem o módulo mais rapidamente. Entretanto, é possível verificar que à temperatura ambiente (23ºC) o módulo é superior na idade final de cura, aos 28 dias (Figura 12). Essas constatações vão ao encontro do estudo desenvolvido por Zhou et al. (2015), ao concluírem que para uma temperatura mais baixa, o módulo se desenvolve lentamente, enquanto que para uma temperatura mais alta ele atinge mais rápido o seu valor final.

Figura 12 – Influência da temperatura de cura no módulo de elasticidade (Elaborado com base em Han e Kim, 2004)

Com base nos resultados apresentados é possível verificar que a temperatura durante a cura influencia diretamente no desenvolvimento do módulo. Os estudos de Abid et al. (2017) e de Kallel et al. (2017) verificaram que a elevação da temperatura de cura do concreto causa redução significativa no valor do módulo de deformação, sendo geralmente uma relação linear. Os autores explicam que isso ocorre em decorrência da elevação da microfissuração na zona de transição, da porosidade e da microestrutura do composto.

Corroboram, Vasconcelos e Giammusso (1998) ao destacarem que o valor do módulo é menor, em se tratando de cura térmica, pois a resistência final será inferior aos valores obtidos em cura à temperatura ambiente, aos 28 dias de idade do concreto. 0 5 10 15 20 25 30 35

1 dia 3 dias 7 dias 28 dias Idade M ód ul o de El a s tic id a de (G Pa )

Cimento Tipo I (ASTM) - Concretos a/c = 0,50 10º C 23ºC 50ºC 0 5 10 15 20 25 30 35

1 dia 3 dias 7 dias 28 dias Idade M ód ul o de El a s tic id a de (G Pa )

Cimento Tipo V (ASTM) - Concretos a/c = 0,40 10º C 23ºC 50ºC

Ricardo Girardi ([email protected]). Tese de Doutorado. Porto Alegre: PPGCI/UFRGS, 2018.