Análise comparativa entre a resistência à compressão, massa específica e absorção de água do concreto normal e concreto leve

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UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO

GRANDE DO SUL - UNIJUI

WAGNER ROBERTO NECHEL

ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE A RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO,

MASSA ESPECÍFICA E ABSORÇÃO DE ÁGUA DO CONCRETO

NORMAL E CONCRETO LEVE

Ijuí 2018

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WAGNER ROBERTO NECHEL

ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE A RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO,

MASSA ESPECÍFICA E ABSORÇÃO DE ÁGUA DO CONCRETO

NORMAL E CONCRETO LEVE

Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.

Orientador: Prof. Éder Claro Pedrozo

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2018

WAGNER ROBERTO NECHEL

ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE A RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO,

MASSA ESPECÍFICA E ABSORÇÃO DE ÁGUA DO CONCRETO

NORMAL E CONCRETO LEVE

Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora.

Ijuí, 20 de dezembro de 2018

Prof. Éder Claro Pedrozo Mestre pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFSM – Orientador Prof. Lia Geovana Sala Coordenadora do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ BANCA EXAMINADORA Prof. Éder Claro Pedrozo (UNIJUÍ) Mestre pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFSM Prof. Lucas Fernando Krug (UNIJUÍ) Mestre pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos - UNISINOS

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Dedico este trabalho para toda a minha família, amigos que me apoiaram durante toda minha formação.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço aos meus pais, Sergio e Clair e aos meus irmãos, Henrique e Júlia por terem me dado todo o apoio necessário para que eu pudesse superar todos os desafios da minha formação.

A minha namorada Caiéli pelo apoio de sempre no sonho de ser engenheiro civil.

Ao meu professor orientador Éder Claro Pedrozo, por todo o tempo, dedicação e incentivo durante todo o ano.

Ao técnico do laboratório da UNIJUÍ, Luiz Donato por ter me dado toda a ajuda e conhecimento necessário para esta pesquisa.

A todos os colegas que de alguma maneira me apoiaram e ajudaram na minha formação. A todos os professores que foram importantes para o meu aprendizado na vida acadêmica. Aos meus amigos de Três Passos e Ijuí que de alguma forma estiveram presentes e me apoiaram nos momentos difíceis da minha formação.

A UNIJUÍ, desde a administração até a coordenação do curso, que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho e também para minha formação.

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A verdadeira viagem de descobrimento, não consiste em procurar novas paisagens, mas em ter novos olhos.

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RESUMO

NECHEL, Wagner Roberto Análise comparativa entre a resistência à compressão, massa específica e absorção de água do concreto normal e concreto leve. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2018.

Quando utilizamos um concreto leve, o objetivo é que o mesmo seja um material que facilite o processo construtivo e diminua os custos, sem afetar a segurança da estrutura. O objetivo deste trabalho é comprovar os benefícios da utilização deste material em estruturas de concreto, visando desta forma, o aumento de sua utilização no Brasil. O uso da argila expandida para a obtenção do concreto leve, apresenta um resultado muito satisfatório quanto a redução de massa específica, que é a principal característica dos concretos leves. A resistência à compressão do concreto leve utilizando argila expandida como agregado graúdo é menor quando comparado ao concreto normal, este fator pode ser resolvido com um estudo mais avançado na dosagem, porém a característica desejada quando o utilizamos, é a redução da massa específica, que gera alívio nas estruturas e pode proporcionar, a construção de uma estrutura maior com a mesma carga aplicada nas fundações. Além das propriedades mecânicas, o concreto leve pode ser utilizado como material de vedação pois apresenta propriedades de isolamento termoacústico. Neste contexto, o presente trabalho compara as características de resistência à compressão, absorção de água por capilaridade e massa específica do concreto normal com o concreto leve, com traços iguais, a partir de um estudo de dosagem pelo método IPT/EPUSP. Os resultados ficaram dentro do esperado, com redução na resistência à compressão, redução na massa específica e aumento na absorção de água, porém, o maior controle na granulometria e aumento da resistência de dosagem, devem diminuir a diferença na resistência e tornar viável sua utilização.

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ABSTRACT

NECHEL, Wagner Roberto Análise comparativa entre a resistência à compressão, massa específica e absorção de água do concreto normal e concreto leve. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2018.

When using lightweight concrete, the goal is that it is a material that facilitates the constructive process and lowers costs without affecting the safety of the structure. The objective of this work is to prove the benefits of the use of this material in concrete structures, in order to increase its use in Brazil. The use of expanded clay to obtain the lightweight concrete presents a very satisfactory result as the reduction of specific mass, which is the main characteristic of lightweight concretes. The compressive strength of lightweight concrete using expanded clay as a large aggregate is lower when compared to normal concrete, this factor can be solved with a more advanced study in the dosage, however the desired characteristic when we use it is the reduction of the specific mass, which generates relief in the structures and may provide for the construction of a larger structure with the same load applied to the foundations. In addition to the mechanical properties, lightweight concrete can be used as a sealing material because it exhibits thermoacoustic insulation properties. In this context, the present work compares the characteristics of compressive strength, water absorption by capillarity and specific mass of normal concrete with light concrete, with equal traces, from an IPT/EPUSP method. The results were within the expected range, with reduction in compressive strength, reduction in specific mass and increase in water absorption, however, greater control in grain size and increased dosage strength should decrease the resistance difference and make its use feasible.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Concreto leve: a) com agregados leves, b) celular, c) sem finos...18

Figura 2: Aspecto da argila expandida brasileira: a) 0500; b) 1506; c) 2215...21

Figura 3: Variações típicas da massa especifica de concretos com agregados leves...21

Figura 4: Relação entre a resistência do concreto leve e a dimensão máxima característica...22

Figura 5: Relação entre a resistência à compressão aos 28 dias e a massa especifica...23

Figura 6: Efeito da frequência de vibração durante o adensamento na “flutuação” ...25

Figura 7: Curvas médias de correlação entre a resistência e a relação água/cimento...31

Figura 8: Traços experimentais unitários...33

Figura 9: Diagrama de dosagem...34

Figura 10: Caracterização do agregado graúdo...35

Figura 11: Caracterização do Agregado Miúdo...36

Figura 12: Caracterização da Argila Expandida...37

Figura 13: Corpos-de-prova do estudo de dosagem...38

Figura 14: Corpos-de-prova de concreto normal e concreto leve...38

Figura 15: Materiais separados para a moldagem dos corpos-de-prova...39

Figura 16: Ensaio de resistência à compressão para o estudo de dosagem...40

Figura 17: Diagrama de dosagem...41

Figura 18: Ensaio de massa específica do concreto leve...43

Figura 19: Corpos de prova do concreto leve e concreto normal rompidos...45

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Classificação dos concretos pela massa específica...15

Tabela 2: Número de camadas para a moldagem dos corpos-de-prova...28

Tabela 3 - Resistência à Compressão do Concreto Normal...44

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LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1: Resistência à compressão do estudo de dosagem...41

Gráfico 2: Massa Específica...43

Gráfico 3: Resistência à Compressão...44

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LISTA DE SIGLAS

IPT: Instituto de Pesquisas Tecnológicas

ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR: Norma Brasileira

FCK: Resistência à compressão do concreto NM: Norma Mercosul

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SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 14 1.1 Contexto ... 15 1.2 Problema... 15 1.2.1 Questões de Pesquisa ...16 1.2.2 Objetivo Geral ...16 1.2.3 Objetivos Específicos ...16 1.2.4 Delimitação ...16 2 REVISÃO DA LITERATURA ... 17 2.1 Concreto ... 17 2.2 Concreto leve... 17 2.3 Agregados... 19 2.4 Argila expandida ... 20

2.5 Concreto leve estrutural ... 22

2.5.1 Resistencia mecânica e massa específica ...22

2.5.2 Microestrutura ...24

2.5.3 Produção ...25

3 MÉTODO DE PESQUISA ... 27

3.1 Metodologia dos ensaios ... 27

3.1.1 Moldagem e cura ...27

3.1.2 Abatimento ...29

3.1.3 Resistencia à compressão ...29

3.1.4 Absorção de água e massa específica ...30

3.2 Dosagem do concreto pelo método IPT/EPUSP ... 30

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3.3 Caracterização dos Materiais ... 35 3.3.1 Brita ... 35 3.3.2 Areia ...35 3.3.3 Cimento ...36 3.3.4 Argila Expandida ...36 3.4 Técnicas de pesquisa ... 37 4 RESULTADOS ... 40

4.1 Estudo de Dosagem pelo método IPT/EPUSP ... 40

4.2 Análise Comparativa ... 42

4.2.1 Massa Específica ...42

4.2.2 Resistência à Compressão ...43

4.2.3 Absorção de Água por capilaridade ...46

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________________________________________________________________________________________ Wagner Roberto Nechel (wagnernechel@hotmail.com) Trabalho de conclusão de curso. Ijuí

DCEENG/UNIJUÍ, 2018

1 INTRODUÇÃO

Quando utilizamos estruturas em concreto normal, percebemos que, se compararmos às cargas aplicadas, o peso é elevado, especialmente em grandes vãos, como as pontes e edifícios verticais. O concreto leve, pode apresentar, nestes casos, uma melhoria considerável no desempenho e na redução de peso da estrutura em concreto armado (ROSSIGNOLO, 2009).

Hoje, o concreto leve é apresentado como um material de construção consagrado em todo o mundo, utilizado em grande escala, e com aplicação em diversas áreas como em pontes, edifícios e estruturas pré-fabricadas, onde é possível aumentar os vãos entre pilares e reduzir a seção dos elementos estruturais (SCOBAR, 2016).

Segundo Rossignolo (2009 p.16) “a ampla utilização desse material é particularmente atribuída aos benefícios promovidos pela diminuição da massa especifica do concreto, como a redução de esforços na estrutura das edificações”.

Tendo em vista que os estudos na área da construção civil, cresceram muito nos últimos anos, cresceu também a busca por materiais construtivos que trouxessem maiores benefícios para as grandes obras verticais, com isso surge a opção do concreto leve utilizando a argila expandida como agregado graúdo.

As principais vantagens no uso deste material são o alivio gerado nas estruturas, principalmente nas fundações, e consequentemente, a redução no custo, também permite que as construções sejam feitas em solos moles, ou de menor capacidade de carga (PEREIRA, 2012).

A Norma Brasileira ABNT NBR 8953:2009 define três categorias de concreto segundo a massa específica aos 28 dias (γ28) do material: o concreto leve, o concreto normal e o concreto denso. A tabela 1 apresenta os valores de (γ28) para cada categoria.

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_________________________________________________________________________ Trabalho de Conclusão de Curso

Tabela 1 - Classificação dos concretos pela massa específica (γ28) segundo a ABNT NBR 8953:2009.

Categoria γ28 (kg/m³)

Concreto Leve γ28 < 2000

Concreto Normal 2000 < γ28 < 2800

Concreto Pesado (ou Denso) 2800 < γ28

Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT (2009, p. 2).

Neste contexto, o presente trabalho visa comprovar a funcionalidade e os benefícios da utilização do concreto leve para a construção civil, comparando o mesmo com o concreto normal, visando o aumento de sua utilização na construção civil brasileira.

1.1 Contexto

Sabendo que o concreto leve nos dá inúmeros benefícios em comparação ao concreto normal, o maior deles, a redução do peso total da obra, mantendo uma boa resistência, este trabalho buscará comprovar a funcionalidade e estes benefícios na utilização do mesmo.

Suas principais vantagens são a redução do peso total da obra, a redução significativa no custo das fundações, a melhoria no desempenho térmico e acústico e também o aumento da resistência ao fogo.

1.2 Problema

Segundo Rossignolo (2009), a utilização do concreto leve é atribuída aos benefícios promovidos pela diminuição da massa especifica do concreto, também com a economia com formas e cimbramento e com a diminuição dos custos com transporte e montagem da construções pré-fabricadas.

Mesmo sabendo de todos as vantagens que o concreto leve pode trazer para a obra, ainda se vê pouca a sua utilização, com isso, este trabalho buscará comprovar seus benefícios para a construção civil, visando o aumento de sua utilização.

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1.2.1 Questões de Pesquisa ▪ Questão principal

Como se comportam os concretos leves quando comparamos suas propriedades mecânicas com as propriedades mecânicas do concreto normal?

▪ Questões secundárias

Quais são os principais benefícios do uso da argila expandida no concreto? Há viabilidade na utilização deste tipo de concreto?

1.2.2 Objetivo Geral

Avaliar o concreto usando argila expandida como agregado graúdo. 1.2.3 Objetivos Específicos

• Comparar as propriedades do concreto leve com as do concreto normal. • Verificar para os dois tipos de concreto:

• Resistência à compressão, • Massa específica

• Absorção de água por capilaridade 1.2.4 Delimitação

Estudo para analisar a resistência à compressão, massa específica e absorção de água do concreto leve em comparação com o concreto normal, estudando a melhor dosagem dos concretos pelo método IPT/EPUSP e buscando entender suas características.

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2 REVISÃO DA LITERATURA

Neste capítulo serão abordados os temas relevantes para a elaboração do projeto, onde será descrito o que é e como se comportam todos os materiais utilizados.

2.1 Concreto

O concreto de cimento Portland é o material de construção mais utilizado em todo o mundo. Isso se deve á sua fácil produção, também pelo fato de o concreto ter uma aplicação muito versátil, adaptando-se facilmente as condições existentes. (ROSSIGNOLO, 2009).

Segundo Mehta e Monteiro (2008, p.24) “o concreto é um material composto que consiste essencialmente de um meio contínuo aglomerante, dentro do qual estão mergulhados partículas ou fragmentos de agregados”.

Neville e Brooks (2013, p.2) afirmam que “o concreto, no sentido mais amplo, é qualquer produto ou massa produzidos a partir do uso de um meio cimentante”.

2.2 Concreto leve

O concreto leve é, em todos os sentidos, parecido com um concreto estrutural, exceto, por razões de economia do custo total, uma vez que ele é feito com agregados leves celulares, e por isso, seu peso específico é cerca de dois terços do peso específico do concreto moldado com os agregados convencionais. O termo concreto leve é empregado para concretos cuja massa específica é menor que 1800 kg/m³ (MEHTA & MONTEIRO, 1994)

Scobar (2016) afirma que a forma mais habitual de se obter concretos leves é introduzindo ar em sua composição (figura 1), e isso pode ser feito de três maneiras distintas:

1. Introduzindo ar especificamente na matriz cimentícia, com gases ou espumas, que reagem criando bolhas de ar e, dessa forma obtêm-se o concreto conhecido como concreto celular ou aerado.

2. Produzindo o concreto somente com o aglomerante, água e agregados graúdos, e assim criando-se vazios entre agregados e pasta, esse concreto é conhecido como concreto sem finos, e pode ser utilizado na confecção

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de painéis divisórios em edifícios de concreto armado, na construção de estruturas de drenagem e também como sub-base de quadras de esportes.

3. Utilizando agregados porosos, como é o caso da argila expandida, para a confecção do concreto e são os únicos que atingem resistência suficiente para serem utilizados com fins estruturais. (SCOBAR, 2016, p.19)

Figura 1) Concreto leve: a) com argila expandida, b) celular, c) sem finos

Fonte: Rossignolo, 2009, p. 17

Quanto ao concreto com agregados leves, Rossignolo (2009), afirma que:

Apresenta-se como um material de construção consagrado em todo o mundo, com aplicação em diversas áreas da construção civil, como edificações pré-fabricadas, pontes e plataformas marítimas. A ampla utilização desse material é particularmente atribuída aos benefícios proporcionados pela diminuição da massa específica do concreto, como a redução de esforços na estrutura das edificações, a economia com formas e cimbramento, bem como a diminuição dos custos com transporte e montagem de construções pré-fabricadas (ROSSIGNOLO, 2009, p.16).

Neville e Brooks (2013) afirmam que como o concreto leve contém vazios preenchidos com ar, o mesmo proporciona bom isolamento térmico e tem uma durabilidade satisfatória, mas não tem boa resistência a abrasão. Em geral, o concreto leve é mais caro do que o concreto comum, e, mistura, transporte e lançamento exigem maior cuidado e atenção. Porém, para vários fins, as vantagens do concreto leve compensam suas desvantagens.

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Outro fator importante na substituição do agregado convencional por agregados leves é a melhora nas propriedades do concreto, como trabalhabilidade, módulo de deformação, resistência mecânica, condutividade térmica, durabilidade e resistência a temperaturas altas. Para a aplicação correta deste material, é fundamental o conhecimento desses fatores (ROSSIGNOLO, 2009).

2.3 Agregados

Segunda a NBR 7211, os agregados são divididos em dois grupos, o agregado miúdo é aquele cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 4,75mm. Já o agregado graúdo é definido como o agregado cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 75 mm e ficam retidos na peneira com abertura de malha de 4,75 mm (ABNT, 2009).

Neville e Brooks (2013), afirmam que aproximadamente ¾ do volume de concreto são ocupados pelos agregados, portanto sua qualidade é de grande importância. Os agregados não só limitam a resistência do concreto, como também suas propriedades afetam significativamente a durabilidade e o desempenho estrutural do concreto. Ainda afirmam que um agregado de textura mais áspera resulta em melhor aderência entre as partículas e a matriz de cimento.

Do ponto de vista econômico, é vantajoso produzir misturas com o maior teor de agregados e a menor quantidade de cimento possível, porém esta relação deve ser equilibrada com as propriedades desejadas do concreto fresco e endurecido (NEVILLE e BROOKS, 2013).

Representando mais de 50% do volume total, os agregados têm fundamental importância na concepção dos concretos, a substituição de agregados convencionais por agregados leves promove várias alterações nas propriedades do concreto, estas de acordo com as características do novo agregado.

Quanto a origem dos agregados, Rossignolo (2009) afirma que os existem os agregados leves naturais e artificiais. Os naturais são obtidos por extração direta em jazidas, britagem e classificação da granulometria. Os agregados leves naturais tem pouca utilização na

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construção civil, porque as propriedades do material podem variar muito, devido a localização das jazidas.

Já os agregados leves artificiais são obtidos em processos industriais e, normalmente, são classificados com base na matéria-prima utilizada e no processo de fabricação, como por exemplo a argila expandida (ROSSIGNOLO, 2009).

É importante destacar que os agregados leves para uso em concreto estrutural, independentemente de sua origem, são produtos industrializados e, por isso, são em geral mais uniformes que o agregado natural. Como consequência, o agregado leve pode ser utilizado para a produção de concreto estrutural de qualidade constante. (NEVILLE E BROOKS, 2013)

2.4 Argila expandida

Rossignolo (2009), explica que a argila expandida, que é classificada como um agregado artificial, produzida em forno rotativo, entre 1000ºC e 1350ºC. Nesta temperatura, uma parte do material se funde gerando uma massa viscosa, expandindo-se em até sete vezes o seu volume inicial. Após o resfriamento o resultado é um agregado leve, com baixa porosidade e uma camada vitrificada externa.

A argila expandida normalmente apresenta uma forma esférica e uma camada externa lisa, de baixa porosidade, isso porque sua produção é feita em forno rotativo, as vantagens desse formato do agregado, são a boa trabalhabilidade e baixa relação água/cimento. Porém, as desvantagens são a maior facilidade de segregação e flutuação. (CEB/FIP, 1977 apud ROSSIGNOLO, 2009).

Rossignolo (2009, p. 40) afirma que “a argila expandida é o único agregado leve produzido no Brasil. Atualmente, cerca de 60% da produção de argila expandida destina-se ao setor da construção civil nacional. Os outros 40% são absorvidos pelos setores de lavanderia, paisagismo e demais aplicações”.

Devido as diferentes finalidades, a argila expandida é produzida em diversas granulometrias, para que possa atender o setor da construção civil, o setor de jardinagem e também a indústria têxtil. As granulometrias que são utilizadas em concretos são

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denominadas comercialmente pelos fabricantes como 0500 (entre 0 e 4,8 mm), 1506 (entre 4,8 e 12,5 mm) e 2215 (Dmáx= 19,0 mm), conforme figura 2.

Figura 2: Aspecto da argila expandida brasileira: a) 0500; b) 1506; c) 2215.

Na figura 3, são mostradas as variações típicas da massa especifica de concretos produzidos com vários tipos de agregados leves:

Figura 3: Variações típicas da massa especifica de concretos produzidos com vários tipos de agregados leves

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2.5 Concreto leve estrutural

2.5.1 Resistencia mecânica e massa específica

Scobar (2016) afirma que, os concretos leves caracterizam-se pela redução da massa específica comparados com os concretos convencionais, consequência da substituição de parte dos materiais sólidos por ar. A resistência à compressão e a massa específica são os parâmetros mais utilizados na representação dos concretos leves, estando diretamente relacionados com o tipo e a granulometria do agregado leve utilizado.

Quanto a resistência à compressão, o concreto leve apresenta estabilização da resistência final mais rapidamente do que o concreto normal. Após os 28 dias, comparando ao concreto normal, o concreto leve apresenta baixa elevação dos valores de resistência à compressão. (ROSSIGNOLO, 2009).

Diferente dos concretos convencional, nos concretos leves, a granulometria e a dimensão dos agregados tem maior influência na massa específica e na resistência à compressão (conforme figuras 4 e 5). Isso porque na argila expandida brasileira, os valores de resistência e massa específica são inversamente proporcionais a dimensão do agregado (ROSSIGNOLO, 2009).

Figura 4: Relação entre a resistência à compressão do concreto leve e a dimensão máxima característica do agregado leve brasileiro.

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Figura 5: Relação entre a resistência à compressão aos 28 dias e a massa especifica do concreto leve.

Segundo Giacomin (2005), em virtude da menor massa específica dos agregados, os concretos leves estruturais exigem um teor de argamassa superior aos traços de concretos tradicionais para garantir a sua trabalhabilidade. Nos métodos empíricos de dosagem de concretos convencionais, o percentual de cimento e areia fica na faixa compreendida entre 49 e 54%, de modo geral, sofrendo pequenas variações em função do tipo dos materiais e suas propriedades. Em concretos leves estruturais, o teor de argamassa que proporciona uma trabalhabilidade equivalente aos concretos convencionais é de, no mínimo, 65%.

Ao saber que a argila expandida possui um grande número de vazios, até 50% do volume total, podemos concluir que a massa específica do concreto usando este agregado será inferior à do concreto normal, com isso a resistência, tanto na compressão como na flexão, também será inferior aos concretos convencionais (ROSSIGNOLO, 2009).

De acordo com Rossignolo (2009, p. 17), “os concretos leves estruturais são obtidos pela substituição total ou parcial dos agregados convencionais por agregados leves. De modo geral, são caracterizados por apresentar massa específica aparente abaixo de 2000 kg/m³”.

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2.5.2 Microestrutura

De acordo com Rossignolo (2009) as características microestruturais podem ser entendidas seguindo a sequência de seu desenvolvimento a partir do momento do lançamento do concreto.

a) Inicialmente, no concreto fresco, filmes de água envolvem os agregados pelo “efeito parede”, originando uma relação água/cimento superior na região próxima ao agregado, em comparação àquela existente na pasta de cimento; b) Em seguida, íons produzidos pela dissolução de vários componentes do

cimento se combinam para formar, principalmente, etringita, hidróxido de cálcio e silicato de cálcio hidratado;

c) Nas primeiras idades, o volume e o tamanho dos vazios na zona de transição são maiores do que na matriz. O tamanho e a concentração de compostos cristalinos, também são maiores. As fissuras são formadas facilmente na direção perpendicular. Esses efeitos contribuem para uma menor resistência nessa zona de transição (ROSSIGNOLO, 2009, p.79).

Quando falamos de agregados leves, a interação entre o mesmo e a pasta de depende essencialmente do teor de umidade e da porosidade da região externa do agregado. Quando os agregados leves utilizados forem previamente saturados ou apresentarem uma camada externa densa, sem porosidade permeável, a natureza da zona de transição será muito próxima da observada nos concretos com agregados convencionais (ROSSIGNOLO, 2009)

De acordo com Rossignolo (2009), a resistência da pasta de cimento é maior quando a pasta é mais compacta, sendo assim, a zona de transição do concreto, apresenta resistência mais baixa do que a pasta, tornando essa região mais vulnerável a microfissuração, influenciando negativamente a resistência mecânica e a permeabilidade desse material.

De acordo com Pereira (2012) o concreto leve pode ser uma boa alternativa para ser usado em coberturas e vedação das fachadas, pois reduz a absorção e a transferência do calor para o ambiente interno. Isso se deve a estrutura do agregado leve, que possui ar aprisionado, e com isso melhora o desempenho térmico do concreto.

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2.5.3 Produção

Sobre a produção e dosagem, Rossignolo (2009) afirma que de uma forma geral os métodos utilizados para produção e dosagem dos concretos convencionais podem ser aplicados para os concretos com agregados leves. Recomenda para a fabricação de concretos com agregados leves, a utilização de consumos de cimento acima de 300 kg/m³ para assegurar os níveis mínimos de trabalhabilidade e proteção à armadura.

Rossignolo (2009) afirma que deve-se ter cuidado adicional, considerando a água absorvida pelos agregados leves, mesmo após a preparação dos concretos. Pois como o agregado é poroso, a água pode acabar infiltrando nos vazios do mesmo. Isso pode ser evitado com a pré-saturação do agregado leve, porém isso aumentaria o custo e também o tempo de produção do concreto. O que pode ser feito, é adicionar à mistura, uma quantidade de água que será absorvida pelo agregado, essa quantidade pode ser calculada com um ensaio de absorção de água, e assim, manteria a relação água/cimento do projeto.

Na mistura dos materiais em equipamentos com eixo inclinado, os agregados leves tendem a segregar, isso é reduzido após algum tempo de mistura. Já com o misturador vertical, isso não ocorre. Outro cuidado que se deve ter com os agregados leves, é na frequência de vibração, onde é recomendado a utilização de vibradores de baixa frequência, como pode ser observado na figura 6 (ROSSIGNOLO, 2009).

Figura 6: Efeito da frequência de vibração durante o adensamento na “flutuação” dos agregados leves.

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Quanto a flutuação dos agregados Scobar (2016, p. 27) afirma que “há a necessidade de projetar-se um concreto com massa específica particular, pois é observado a flutuação do agregado durante a vibração, o inverso do que ocorre com o concreto normal, onde existe concentração de argamassa na superfície”.

Durante a concretagem do concreto leve, devido a sua baixa massa específica, os esforços transmitidos às formas, são menores do que os esforços para os concretos convencionais. Porém, exige maior energia de vibração, podendo deformar as formas durante o adensamento. (ROSSIGNOLO, 2009)

Quanto a cura, o que antes era um problema, agora é benéfico, pois a água que fica retida nos vazios do agregado leve, beneficia a hidratação do cimento, garantindo a presença de parte da água retida, para as reações químicas do processo de cura do cimento. Esse fenômeno é denominado como “cura interna”, onde, segundo Rossignolo (2009), deixa o concreto leve menos sensível às variações de cura nas idades iniciais.

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3 MÉTODO DE PESQUISA

Conforme apresentado anteriormente, o objetivo deste trabalho é identificar as características do concreto usando argila expandida como agregado graúdo, em comparação com o concreto normal. Para isso, o capítulo anterior apresentou a revisão bibliográfica sobre os assuntos que serão abordados no desenvolvimento do trabalho.

No presente capítulo, apresenta-se as metodologias do trabalho, ou seja, as considerações que foram utilizadas para a realização dos ensaios e análises. O método de abordagem utilizado é do tipo indutiva, onde serão apresentados os resultados e considerações que foram desenvolvidos durante este trabalho.

3.1 Metodologia dos ensaios

Para os ensaios de resistência à compressão, massa específica e absorção de água dos concretos, serão usadas as normas referentes a cada ensaio, seguindo os procedimentos de moldagem e cura, analisando o concreto somente quando obter sua resistência máxima aos 28 dias.

3.1.1 Moldagem e cura

Segundo a NBR 5739:2003 (ABNT, 2003), os moldes cilíndricos devem ter altura igual ao dobro do diâmetro, que deve ser de 10,15,20,25,30 ou 45 cm. Devem ser de aço ou outro material não absorvente, que não reaja com o cimento Portland, e suficientemente resistentes para manter sua forma durante a operação de moldagem.

Na preparação dos moldes, os mesmos devem ser revestidos internamente com uma fina camada de óleo mineral, para facilitar a desmoldagem.

O método de adensamento do concreto, é determinado de acordo com a NBR NM 67, de acordo com as condições:

a) Os concretos com abatimento compreendido entre 10 mm e 30 mm devem ser adensados por vibração;

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b) Os concretos com abatimento compreendido entre 30 mm e 150 mm podem ser adensados com a haste (adensamento manual) ou por vibração;

c) Os concretos com abatimento superior a 150 mm devem ser adensados com a haste (ABNT, NBR 5739:2003) O número de camadas para a moldagem dos corpos de prova é definido de acordo com a tabela 2.

Independentemente do método de adensamento utilizado, após a última camada deve ser feito o rasamento da superfície com a borda do molde, empregando para isso uma régua metálica (ABNT, NBR 5739:2003).

No processo de cura, a NBR 5739:2003 (ABNT, 2003), afirma que a cura inicial após a moldagem, deve ser feita em superfície horizontal rígida, livre de vibrações por 24 horas, e só depois podem ser desmoldados e levados para a cura úmida.

Tabela 2: Número de camadas para a moldagem dos corpos-de-prova

Tipo de corpo-de-prova Dimensão básica Número de camadas em função do tipo de adensamento

Número de golpes para adensamento manual (d) mm Mecânico Manual Cilíndrico 100 1 2 12 150 2 3 25 200 2 4 50 250 3 5 75 300 3 6 100 450 5 9 225 Prismático 150 1 2 75 250 2 3 200 450 3 -- --

¹ para concretos com abatimento superior a 160mm, a quantidade de camadas deve ser reduzida à metade da estabelecida nesta tabela. Caso o número de camadas resulte fracionário, arredondar para o inteiro superior mais próximo.

(31)

29

3.1.2 Abatimento

Para a determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone do concreto será utilizada a NBR NM 67 (ABNT, 1998), onde afirma que para o molde, deve ser utilizado um molde metálico, com diâmetro da base inferior com 200 mm, diâmetro da base superior com 100 mm e altura de 300 mm. A haste de compactação deve ser feita de aço com diâmetro de 16 mm e comprimento de 600 mm com extremidades arredondadas.

No procedimento do ensaio deve-se compactar cada camada com 25 golpes da haste de socamento, a quantidade de camadas está definida de acordo com a tabela 2 do item anterior. Após o adensamento de todas as camadas o molde deve ser retirado cuidadosamente na direção vertical, esta operação deve ser realizada em 5 s a 10 s. Imediatamente após a retirada do molde, deve ser medido o abatimento do concreto, determinando a diferença entre a altura do molde e a altura do eixo do corpo-de-prova (ABNT, NBR NM 67, 1998)

3.1.3 Resistencia à compressão

É necessário para o ensaio de resistência à compressão, a aparelhagem de acordo com a NBR 5739:1994 (ABNT, 1994).

Segundo a NBR 6118:2014 (ABNT, 2014), cada amostra de concreto, deve ser constituída de dois corpos-de-prova da mesma amassada e moldado no mesmo ato, tomando-se como resistência do exemplar o maior dos dois valores obtidos no ensaio.

Para a execução do ensaio, segundo a NBR 5739:1994 (ABNT, 1994), o corpo-de-prova deve ser submetido ao processo de cura úmida até a idade de ensaio. O afastamento entre o eixo vertical da máquina e o eixo do corpo-de-prova deve ser de, no máximo, 1%. A carga de ensaio deve ser aplicada continuamente e sem choques, com velocidade de carregamento de 0,3 MPa/s a 0,8 MPa/s, e nenhum ajuste deve ser efetuado nos controles da máquina, enquanto o corpo-de-prova estiver se deformando.

A resistência à compressão deve ser obtida, dividindo-se a carga da ruptura pela área da seção transversal do corpo-de-prova, devendo o resultado ser expresso com aproximação de 0,1 MPa. O certificado de resultados do ensaio deve conter o número de identificação do

(32)

30

corpo-de-prova, a data de moldagem, a idade do corpo-de-prova, a data do ensaio, a resistência à compressão e o tipo de ruptura do corpo-de-prova. (ABNT, NBR 5739, 1994) 3.1.4 Absorção de água e massa específica

Para a obtenção dos valores de absorção de água e massa específica, serão usados os procedimentos descritos na NBR 9779:1987 (ABNT, 1987).

A saturação da amostra deve ser feita a uma temperatura de 23 +/- 2 Cº durante 72h com 0,5cm do seu volume imerso. Deve-se determinar a massa, decorridas 3 h, 6h ,24 h, 48 h e 72h de imersão, as determinações devem ser efetuadas após enxugar-se a superfície da amostra com toalha absorvente.

O relatório de conclusão do ensaio deve contar a identificação da amostra, o tipo de corpo-de-prova, a forma e dimensões do corpo-de-prova, a idade do concreto ensaiado, o método de cura, eventuais anomalias, os valores das massas intermediárias e os resultados obtidos com os cálculos de massa.

3.2 Dosagem do concreto pelo método IPT/EPUSP

A heterogeneidade dos materiais que formam o concreto e a complexidade de seu comportamento, representam sempre um desafio aos técnicos responsáveis pela fabricação e emprego dos concretos (HELENE e TERZIAN, 1992)

Helene e Terzian (1992, p.103), afirmam que “a resistência à compressão é a propriedade do concreto geralmente adotada por ocasião do dimensionamento da estrutura, portanto, está diretamente ligada com a segurança estrutural”, ou seja, a obra deve ser construída com um concreto de resistência à compressão igual ou superior aquele valor adotado no projeto. Os mesmos autores também deixam claro que a propriedade do concreto que melhor o qualifica é a resistência à compressão.

Para que seja possível entender sobre a dosagem dos concretos, Helene e Terzian (1992), passam alguns conceitos e informações básicas:

(33)

31

• A definição da a/c deve atender as condições de durabilidade, onde deve ser maior ou igual a 0,65 para peças protegidas e sem risco de condensação de umidade, maior ou igual a 0,55 para peças expostas a intempéries, em atmosfera urbana ou rural.

• Definida uma relação água/cimento e definidos os materiais, a resistência e a durabilidade passam a ser únicas.

• O concreto é mais econômico quanto maior a dimensão do agregado graúdo e menor o abatimento tronco de cone.

Para o cálculo da relação água/cimento, Helene e Terzian (1992) aconselham o uso das correlações mostradas na figura 7 para cimento CP-32.

3.2.1 Estudo experimental

O início do estudo experimental, começa com uma avaliação preliminar, com mistura em betoneira do traço 1:5,0 (cimento: agregados secos totais, em massa). Baseado nas informações obtidas na mistura, são feitos mais duas, com traços definidos em 1:3,5 (traço rico) e 1:6,5 (traço pobre).

Figura 7: Curvas médias de correlação entre a resistência à compressão e a relação água/cimento para Cimento Portland comum CP 32

Fonte: Helene e Terzian, 1992, p.239

Para o estudo de dosagem experimental, Helene e Terzian (1992), traçam uma sequência de atividades para determinar o traço de concreto adequado:

(34)

32

a) Definir as características básicas para o estudo de dosagem: • Número da dosagem

• Fck de projeto

• Elemento estrutural em que o concreto será aplicado • Dimensão máxima do agregado graúdo

• Abatimento tronco de cone • Tipo de cimento

• Ralação água/cimento • Desvio padrão de dosagem • Resistência de dosagem

• Relação água/cimento em função da resistência de dosagem • Idade de ruptura

• Estimativa de perda de argamassa no transporte e lançamento do concreto • Traço para a primeira mistura experimental

b) Determinar o teor ideal de argamassa na mistura, utilizando concreto com traço igual a 1:5,0

Para esta etapa deve-se tomar cuidado com as proporções entre as pedras britadas se houver mais de um tamanho, e também com o acréscimo de argamassa em função da perda no transporte e lançamento do concreto, visto isso, deve-se seguir as seguintes atividades:

• Imprimar a betoneira com uma porção de concreto maior ou igual a 6 kg, com traço 1:2:3, a/c = 0,65. Deixar o material cair livremente com a betoneira com abertura para baixo e em movimento.

• Após pesar e lançar os primeiros materiais na betoneira, mistura-los por 5 minutos, e ao final verificar se é possível efetuar o abatimento tronco de cone.

• Para a introdução dos materiais na betoneira, deve-se obedecer a ordem: 80% da água, 100% do agregado graúdo, 100% do agregado miúdo, 100% do cimento, restante da água.

• Após este procedimento, são realizados acréscimos de argamassa na mistura até que se tenha o teor ideal de argamassa. A quantidade de agregado graúdo na mistura não é alterada.

(35)

33

• Por fim, realizar uma nova mistura com traço 1:5,0, com o teor de argamassa definitivo e determinar todas as características do concreto fresco: relação água/cimento, consumo de cimento por metro cúbico, consumo de água por metro cúbico, massa específica do concreto fresco e abatimento tronco de cone.

• Moldar corpos-de-prova cilíndricos para ruptura as idades de 3,7,28,63 e 91 dias.

c) Realizar três misturas experimentais com os traços 1:3,5; 1:5,0; 1:6,5

Com o valor obtido no teor ideal de argamassa para o traço 1:5,0, pode-se, a partir da tabela 10, definir todos os três traços unitários individuais, conforme figura 8.

Figura 8: Traços experimentais unitários

Fonte: Helene e Terzian, 1992, p.261

d) Diagrama de dosagem

Com os dados obtidos nas três misturas experimentais, é possível montar o diagrama de dosagem, conforme a figura 9.

(36)

34

e) Traço definitivo

O traço definitivo será o que atende aos parâmetros definidos, especificado no diagrama de dosagem.

f) Tabelas complementares:

Traço definitivo em massa para 1 m³, custo para produzir 1m³, pesagem dos materiais e traço do concreto em volume.

Figura 9: Diagrama de dosagem

(37)

35

3.3 Caracterização dos Materiais

De acordo com a NBR 6118:2014 (ABNT, 2014), para os ensaios em concretos deve ser primeiramente feita a caracterização dos materiais, para que os ensaios tenham melhor regularidade e também para entender melhor os resultados.

3.3.1 Brita

Foi utilizada brita 0 (figura 10), que de acordo com a NBR NM 248:2003 (ABNT, 2003) ficou em média 73% retida na peneira 1/4” (6,3mm).

Sua massa específica absoluta de acordo com a NBR NM 53:2009 (ABNT, 2009)foi de 2,91g/cm³, a massa unitária de acordo com a NBR 7251:1982 (ABNT, 1982)foi de 1,438 kg/dm³ e a absorção de água de acordo com a norma ASTM-C 127 (American Society for Testing Materials, 2007) foi de 1,27%.

Figura 10 – Caracterização do agregado graúdo

Fonte: Autoria Própria

3.3.2 Areia

O agregado miúdo utilizado de acordo com a NBR NM 248:2003 (ABNT, 2013) teve granulometria máxima de 1,2mm (figura 11) e módulo de finura de 1,748%, sua massa

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36

específica pelo método de Chapman ficou em 2,60 g/cm³ e a massa unitária solta de acordo com a NBR 7251:1982 (ABNT, 1982) ficou em 1,517 kg/dm³.

Figura 11 – Caracterização do Agregado Miúdo

3.3.3 Cimento

O cimento utilizado foi o comercial CPII-Z de 32 MPa e sua massa específica de acordo com a NBR 6474:2000 (ABNT, 2000) foi em média 3,045g/cm³

3.3.4 Argila Expandida

Foi utilizada argila expandida com diâmetro máximo de 19 mm (figura 12). Sua massa específica absoluta de acordo com a NBR NM 53:2009 (ABNT, 2009) foi de 0,613g/cm³, a massa unitária de acordo com aNBR 7251:1982 (ABNT, 1982) foi de 0,4596 kg/dm³ e a absorção de água de acordo com a norma ASTM-C 127 (American Society for Testing Materials, 2007) foi de 13,17%.

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37

Figura 12 – Caracterização da Argila Expandida

3.4 Técnicas de pesquisa

Com o objetivo de comprovar algumas propriedades dos concretos leves já citadas, foram realizados ensaios no laboratório de engenharia civil da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – Unijuí.

Primeiramente foi definida a resistência à compressão que seria usada para o estudo, esta foi fixada em 20 MPa, em seguida, foi feita a caracterização de todos os materiais utilizados na pesquisa como mostra o item 3.2 deste capítulo, então foi desenvolvido um estudo de dosagem de acordo com o item 7.8 do capítulo anterior, este estudo nos forneceu a melhor dosagem para o concreto.

Durante o estudo de dosagem foi necessária a produção de 18 corpos-de-prova (figura 13), sendo 6 para cada traço a ser estudado, pobre (1:6,5), rico (1:3,5) e normal (1:5). Com os ensaios e cálculos a partir destes corpos-de-prova definimos a melhor dosagem para o concreto de 20 MPa, e abatimento definido em 70mm, a partir deste, foi possível determinar a dosagem para o concreto leve, levando em consideração o volume do agregado graúdo, que foi substituído por argila expandida.

(40)

38

Figura 13 – Corpos-de-prova do estudo de dosagem

Para os ensaios de resistência à compressão, foram produzidos 12 corpos-de-prova, sendo 6 para o concreto com argila expandida e 6 para o concreto comum. Além destes, foram produzidos outros 4 corpos-de-prova para os ensaios de absorção de água, sendo também, 2 para cada tipo de concreto, conforme figura 14.

Figura 14 – Corpos-de-prova de concreto normal e concreto leve

Os ensaios foram realizados no laboratório do curso de engenharia civil da UNIJUÍ, conforme figura 15, e foram todos conduzidos dentro das normativas, de acordo com o item

(41)

39

3.1 deste capítulo. Os resultados dos ensaios foram a referência para a comparação entre os dois tipos de concreto.

Figura 15 – Materiais separados para a moldagem dos corpos-de-prova

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40

4 RESULTADOS

4.1 Estudo de Dosagem pelo método IPT/EPUSP

O gráfico 1 apresenta os resultados do ensaio de resistência à compressão feito para o estudo de dosagem, com traços 1:3,5, 1:5 e 1:6,5, onde foi adotado abatimento de 70mm. A partir da resistência à compressão dos corpos de prova (figura 16), foi possível continuar com os cálculos para saber a dosagem ideal para 20MPa.

Foi adotado desvio padrão igual a 4, e a resistência de dosagem foi definida em 26,6 MPa.

Fcm = Fck +1,65xSd ~ Fcm = 20 + 1,65x4 = 26,6 MPa

Figura 16 – Ensaio de resistência à compressão para o estudo de dosagem

(43)

41

CP 1 - 7 Dias CP 2 - 7 Dias CP 3 - 28 Dias CP 4 - 28 Dias

Traço Pobre (1:6,5) 13,3 15,01 18,44 18,44 Traço Normal (1:5,0) 22,72 22,06 25,89 27,43 Traço Rico (1:3,5) 26,63 28,14 31,05 31,48 0 5 10 15 20 25 30 35 Res is tên ci a à C o mp res são

Traço Pobre (1:6,5) Traço Normal (1:5,0) Traço Rico (1:3,5)

a/c = m = C =

Lei de Abrahms a/c = 0,539

Lei de Lyse m= 4,40 Lei de Priszkulnik e Kirilos C = 0,421 kg/m³

DIAGRAMA DE DOSAGEM :

Relação água/cimento em massa

Relação em massa seca do agregado/cimento Consumo de cimento em kg/m³ y = -31,91ln(x) + 6,6357 R² = 0,9782 10 20 30 40 50 60 70 0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 fc (M Pa) y = 12,841x - 2,1483 R² = 0,9845 y = 7638,7x-1,234 R² = 0,9994 3 4 5 6 7 250 300 350 400 450 500 550 Consumo de cimento (kg/m3)

Gráfico 1 - Resistência à compressão do estudo de dosagem

Fonte: Autoria Própria Figura 17 – Diagrama de dosagem

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A Figura 17, apresenta o diagrama de dosagem, com os gráficos utilizados para o cálculo do consumo de cimento. O gráfico da lei de Abrahms com o cálculo da relação água/cimento para os concretos ensaiados, o resultado da equação nos deu a relação a/c igual à 0,539. O gráfico com a curva de Lyse, nos forneceu o resultado de m igual à 4,40. E por fim, o gráfico com o cálculo do consumo de cimento que ficou em 421kg/m³

A partir destes dados, o traço para o concreto de 20MPa obtido foi de 1:1,95:2,84:0,54 com α = 51%.

Para a dosagem do concreto leve, foi transformado o peso do agregado graúdo em volume, e usado o mesmo volume de brita 1 para argila expandida.

Os traços usados para a moldagem em kg foram: • Concreto Normal: 5,83:11,37:16,5:3,15

• Concreto Leve: 5,83:11,37:11,5dm³:3,15

4.2 Análise Comparativa 4.2.1 Massa Específica

O gráfico 2 apresenta os resultados do ensaio de massa específica do concreto leve e do concreto normal.

De acordo com o gráfico 2, a massa específica do concreto leve apresentou redução de 0,82 kg/dm³, ou seja, redução de 33,33% da massa específica comparada ao concreto normal, a causa desta diminuição é o uso da argila expandida como agregado graúdo.

A massa específica reduzida, é a característica que torna o concreto produzido com argila expandida (figura 18), um material procurado e viável para a utilização nas construções. As consequências da redução da massa específica estão na redução do peso próprio da obra, a facilidade na produção, transporte e trabalhabilidade, com menos gastos em máquinas e operários.

(45)

43

Gráfico 2 – Massa Específica

Figura 18 – Ensaio de massa específica do concreto leve

4.2.2 Resistência à Compressão

Para os ensaios de resistência à compressão, foram moldados 6 corpos de prova para cada tipo de concreto, os resultados apresentados são a maior resistência de acordo com cada

Massa Específica

Concreto Convencional 2,46

Concreto Leve Estrutural 1,64

2,46 1,64 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 Kg /d m³

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44

7 Dias 14 Dias 28 Dias

Concreto Normal 18,15 22,47 23,81 Concreto Leve 9,3 11,61 13,1 0 5 10 15 20 25 30 Res is tên ci a à C o mp res são Corpo de Prova

Concreto Normal Concreto Leve

idade, os corpos-de-prova foram rompidos aos 7, 14 e 28 dias. Na tabela 3 estão apresentados os resultados do ensaio de resistência a compressão do concreto normal.

Tabela 3 - Resistência à Compressão do Concreto Normal

Idade (dias) Resistência à Compressão (MPa)

7 18,15

14 22,47

28 23,81

Maior Resistência 28 Dias 23,81

Na tabela 4 estão apresentados os resultados do ensaio de resistência a compressão do concreto leve.

Tabela 4 - Resistência à Compressão do Concreto Leve

Idade (dias) Resistência à Compressão (MPa)

7 9,297

14 11,61

28 13,1

Maior Resistência 28 Dias 13,1

Fonte: Autoria Própria Gráfico 3 – Resistência à Compressão

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45

O gráfico 3 mostra os valores de resistência à compressão, onde podemos notar que a resistência à compressão aumenta conforme a idade, também podemos ver que a utilização da argila expandida no concreto diminui sua resistência, onde o concreto normal apresentou uma resistência de 10,71 MPa a mais do que a do concreto leve, o que equivale a 81,75% de diferença. Na figura 19, podemos visualizar a ruptura dos corpos-de-prova.

Figura 19 – Corpos de prova do concreto leve e concreto normal rompidos

Na tabela 5, estão os percentuais de ganho de resistência com o passar dos dias, comparando os valores obtidos aos 28 dias com a resistência do primeiro rompimento aos 7 dias, e os valores dos 14 dias em comparação aos valores dos 28 dias.

Tabela 5 – Ganho de resistência de acordo com a idade de rompimento

Ganho de resistência aos 7 dias (%) Ganho de resistência aos 14 dias (%) Ganho de resistência aos 28 dias (%) Concreto Normal 100% 23,80% 5,96% Concreto Leve 100% 24,84% 12,83%

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46

Identifica-se na tabela 5, que o ganho da resistência dos dois tipos de concreto é semelhante até os 14 dias, onde tiveram apenas 1,04% de diferença, porém aos 28 dias, notamos que o concreto leve apresentou ganho de resistência maior do que o concreto normal, tendo uma diferença de 6,87%.

O concreto normal apresentou resistência superior aos 20 MPa definidos no projeto de pesquisa, e superior a resistência mínima para a utilização estrutural segundo a NBR 6118:2014 (ABNT, 2014). Os valores de resistência obtidos no concreto leve são inferiores aos 20 MPa definidos no projeto de pesquisa, e inferiores a resistência mínima para a utilização estrutural segundo a NBR 6118:2014 (ABNT, 2014), a baixa resistência e a granulometria do agregado leve encontrada na região noroeste do estado do Rio Grande do Sul são possíveis causas para a baixa resistência apresentada no concreto leve.

4.2.3 Absorção de Água por capilaridade

No ensaio de absorção por capilaridade, foram executados os ensaios com dois corpos-de-prova para cada tipo de concreto, e feita a média aritmética para obter os resultados que estão expostos no gráfico 4. As medições foram realizadas 3, 6, 24, 48 e 72 horas após os corpos de provas serem expostos a água.

Gráfico 4 – Absorção de água

0,00% 0,25% 0,36% 0,82% 1,03% 1,17% 0,00% 1,27% 1,67% 2,70% 3,06% 3,17% 0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50% 5,00%

Seco 3 Horas 6 Horas 24 Horas 48 Horas 72 Horas

Absorção de Água

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47

Podemos concluir que o concreto leve absorve mais água do que o concreto normal, isso devido à grande quantidade de vazios internos da argila expandida. Na figura 20 podemos visualizar o ensaio de absorção de água por capilaridade.

Figura 20 – Ensaio de absorção de água por capilaridade

A grande absorção de água pode afetar a durabilidade dos concretos, e em estruturas de concreto armado, pode acelerar a corrosão das armaduras, mas isso só será um problema nas estruturas em concreto aparente, para que isso não aconteça, deve-se optar pela utilização de revestimentos, com o objetivo de proteger a estrutura das condições nocivas.

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5 CONCLUSÃO

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do concreto utilizando a argila expandida como agregado graúdo, em comparação com o concreto normal. No estado endurecido foram avaliadas as propriedades do concreto quanto a resistência à compressão, massa específica e absorção de água por capilaridade. Analisando os resultados obtidos é possível chegar as seguintes conclusões:

❖ Resistência à Compressão

A partir dos resultados obtidos na pesquisa, podemos concluir que a resistência à compressão do concreto leve, é menor do que a do concreto normal, porém, é importante ressaltar que o ganho de resistência entre 14 e 28 dias é maior no concreto leve, demonstrando que o concreto com argila expandida tem um potencial de ganho de resistência em curas mais longas.

A causa provável para a baixa resistência à compressão do concreto leve, está na baixa resistência e na porosidade da argila expandida. Essa característica pode ser melhorada utilizando um agregado de melhor qualidade e menor dimensão, também utilizando aditivos que melhorem a interação do agregado e a pasta de cimento.

❖ Absorção de Água por Capilaridade

O ensaio de absorção de água por capilaridade, apresentou um aumento de 170,94% na absorção do concreto leve, ainda assim sendo um destaque positivo, pois possui valores baixos, próximos a 3%, comparado a 1% do concreto normal. A causa provável para o aumento na absorção de água está na porosidade e na grande quantidade de vazios internos do agregado leve.

❖ Massa Específica

De acordo com os resultados do ensaio dos concretos, vimos que o concreto leve apresentou uma redução de 33,33% na massa específica, esta redução é equivalente a 820kg/m³ de concreto. A causa para a grande redução na massa específica está no agregado

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49

leve utilizado, pois já percebemos a diferença na caracterização dos materiais, onde a argila expandida apresentou massa específica 78,93% menor do que a brita utilizada.

Tendo em vista que a redução da massa específica é a característica mais importante de um concreto leve, podemos avaliar o concreto com argila expandida como um material vantajoso para a utilização na construção civil, pois mesmo que a resistência à compressão apresentou-se inferior, a redução nos esforços e nos custos das construções compensam.

Sugestões para trabalhos futuros:

Análises em estruturas reais, ajustes do traço, menor granulometria e maior qualidade da argila expandida, devem melhorar a sua resistência à compressão e seu desempenho, em vista disso sugere-se o estudo e análise do concreto leve utilizando argila expandida como agregado graúdo, com maior resistência de dosagem e utilizando menor granulometria do agregado leve.

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REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738 – Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. 2003

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. 1994

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. 2014

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6474 – Cimento Portland e outros materiais em pó - Determinação da massa específica. 2000

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211 – Agregados para Concreto – Especificação. 2005

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7251 – Agregado em estado solto – Determinação da massa unitária. 1982

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8953 – Concreto para fins estruturais – Classificação por grupo de resistência. 2009

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9778 – Argamassa e concreto endurecidos – Determinação da absorção de água por imersão – Índice de vazios e massa específica. 1987

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 53 – Agregado graúdo – Determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. 2003

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 67 – Concreto – Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. 1998

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 248 – Agregados – Determinação da composição granulométrica. 2003

(53)

51

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS. ASTM C 127-07 - Standard Test Method for Density, Relative Density (Speciﬁc Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate. 2007

CORTELASSI, E. M. Avaliação do comportamento de concretos celulares espumosos de alto desempenho. 2005. 197 f. Dissertação (Mestrado) – Pós-graduação em Engenharia de Edificações e Saneamento, Universidade Estadual de Londrina, Londrina, 2005.

CORTELASSI, E. M. Avaliação da resistência mecânica de concretos celulares

espumosos de alto desempenho. 2008. Disponível em:

<http://www.infohab.org.br/entac2014/2008/artigos/A1543.pdf> Acesso em: 05 de maio de 2018

ECOPORE. [Home Page]. Disponível em: <http://www.ecopore.com.br/>. Acesso em 7 mai. 2018.

GIACOMIN, R.C. Estudo das propriedades do concreto com argila expandida. Trabalho de Conclusão de Curso. Porto Alegre: PUCRS, 2005

HELENE, Paulo e TERZIAN, Paulo. Manual de Dosagem e Controle do Concreto. 1ª ed. São Paulo: PINI, 1992.

MONTEIRO, Paulo J. M. e MEHTA, P. Kumar Concreto: Microestrutura, propriedades e materiais. 3ª ed. São Paulo: IBRACON, 2008

NEVILLE, A.M e BROOKS, J.J. Tecnologia do concreto. 2ª ed. Porto Alegre: BOOKMAN, 2013

PEREIRA, Murilo G.F. Potencial de utilização de agregados leves na produção de concretos estruturais. Trabalho de Conclusão de Curso. São Carlos: Universidade Federal de São carlos, 2012

ROSSIGNOLO, João A. Concreto leve estrutural: Produção, propriedades, microestrutura e aplicações. 1 ed. São Paulo: PINI, 2009

(54)

52

SCOBAR, R.L. Concreto leve estrutural: substituição do agregado graúdo convencional por argila expandida. Trabalho de Conclusão de Curso. UTFPR, Campo Mourão, 2016. TEIXEIRA FILHO, F. J.; TEZUKA, Y. Boletim Técnico: Considerações sobre algumas propriedades dos concretos celulares espumosos. São Paulo: EPUSP, 1992.