Elias Gabriel Silva Cardoso
CONCRETO AUTO ADENSÁVEL LEVE ESTRUTURAL: Utilização de pérolas de EPS em substituição parcial do agregado graúdo
Palmas – TO 2020
Elias Gabriel Silva Cardoso
CONCRETO AUTO ADENSÁVEL LEVE ESTRUTURAL: Utilização de pérolas de EPS em substituição parcial do agregado graúdo
Projeto de Pesquisa elaborado e apresentado como requisito parcial para aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) I do curso de bacharelado em Engenharia Civil do Centro Universitário Luterano de Palmas (CEULP/ULBRA).
Orientador: Prof. Dr. Fábio Henrique de Melo Ribeiro.
Palmas – TO 2020
Elias Gabriel Silva Cardoso
CONCRETO AUTO ADENSÁVEL LEVE ESTRUTURAL: Utilização de pérolas de EPS em substituição parcial do agregado graúdo
Projeto de Pesquisa elaborado e apresentado como requisito parcial para aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) I do curso de bacharelado em Engenharia Civil do Centro Universitário Luterano de Palmas (CEULP/ULBRA).
Orientador: Prof. Dr. Fábio Henrique de Melo Ribeiro.
Aprovado em: _____/_____/______
BANCA EXAMINADORA
____________________________________________________________
Prof.Dr. Fábio Henrique de Melo Ribeiro Orientador
Centro Universitário Luterano de Palmas – CEULP
____________________________________________________________
Prof. Me. Fernando Moreno Suarte Júnior Centro Universitário Luterano de Palmas – CEULP
Palmas – TO 2020
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Tipos de concreto leve: Concreto com agregados leves (a), concreto celular (b) e concreto sem finos (c). ... 12 Figura 2 – Intervalos de valores de massa específica de concretos com variados tipos de
agregados (em kg/m³). ... 14 Figura 3 – Edifícios de múltiplos pavimentos, construídos com concreto leve estrutural. ... 15 Figura 4 – Representação esquemática entre porosidade e permeabilidade. ... 19 Figura 5 – Ilustração do comportamento dos valores de resistência à compressão do concreto
com agregados leves. ... 25 Figura 6 – Comparação da composição de materiais do CCV e do CAA. ... 27 Figura 7 – Espessura da zona de transição e formação de cristais na superfície do agregado
leve. ... 34 Figura 8 – Passo a passo para dosagem do CAA. ... 40
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Equações para cálculo do módulo de elasticidade. ... 17 Tabela 2 – Propriedades térmicas dos concretos leves. ... 18 Tabela 3 – Valores de referência da massa específica dos concretos leves estruturais. ... 20 Tabela 4 – Valores correspondentes de resistência à compressão e massa específica para
concreto leve estrutural segundo NBR NM 35/1995. ... 21 Tabela 5 – Características normativas do poliestireno expandido. ... 23 Tabela 6 – Quantidade de corpos de prova necessários para realização dos ensaios de caracterização no estado endurecido. ... 45 Tabela 7 – Cronograma previsto do projeto de pesquisa. ... 48 Tabela 8 – Orçamento. ... 51
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ACI American Concrete Institute
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ABRAPEX Associação Brasileira de Poliestireno Expandido BS British Standard Institution
PJ Capacidade de Passagem – Anel J CEULP Centro Universitário Luterano de Palmas
CEB-FIB Comité Euro-International du Betón e Fédération Internationale de la Précontrainte
CAA Concreto Auto Adensável
CAALE Concreto Auto Adensável Leve Estrutural
CCV Concreto Convencional
CLAA Concreto Leve Auto Adensável CLE Concreto Leve Estrutural EUROCODE 2 Design of Concrete Strutures
EUROLIGHTCON Economic Design and Construction with Lightweight Aggregate Concrete
EPUSP Escola Politécnica da USP
FCK Feature Compression Know
IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo
RILEM International Union of Testing and Research Laboratories for Materials
LGN Líquido de Gás Natural
NBR Norma Brasileira
NM Norma Mercosul
NS Norwegian Council for Building Standartization
EPS Poliestireno Expandido
SF Slump Flow
VS Tempo de Viscosidade – T500)
USP Universidade de São Paulo
ULBRA ZTI
Universidade Luterana do Brasil Zona de Transição de Interface
LISTA DE SÍMBOLOS
γ Massa Específica
Kg Quilograma
m³ Metro cúbico
Mpa Mega Pascal
Fcil Resistência à compressão em corpos de prova cilídricos de 150mm x 300mm Fcik Resistência à compressão em corpos de prova cilídricos de 100mm x 200mm Fcub Resistência à compressão em corpos de prova cúbicos de 100mm
Cal Caloria
g Grama
W Watt
M Metro
ºK Graus Kelvin
m² metro quadrado
H Hora
ºC Graus Celsius
fc Resistência à compressão dm³ Decímetro cúbico
kPa Quilo Pascal
cm² Centímetro quadrado C3A Aluminato tricálcico
T500 Tempo de escoamento - 500mm
⍴ap Massa Específica aparente do concreto M Massa do concreto
V Volume
Ia Índice de ar
ft,D Resistência à tração por compressão diametral
F Carga máxima
D Diâmetro
L Largura
S Segundo
Eci Módulo de elasticidade
Σb Tensão maior
Εb Deformação específica média dos corpos de prova sob a tensão maior Εa Deformação específica média dos corpos de prova sob a tensão básica Ms Massa da amostra seca
Msat Massa da amostra saturada em água após imersão e fervura Mi Massa da amostra saturada imersa em água após fervura
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 8
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA ... 9
1.2 OBJETIVOS ... 9
1.2.1 Objetivo Geral ... 9
1.2.2 Objetivos Específicos ... 9
1.4 JUSTIFICATIVA ... 10
2 REFERENCIAL TEÓRICO ... 12
2.1 CONCRETO LEVE ... 12
2.1.1 Classificação ... 12
2.1.2 Histórico ... 14
2.1.3 Propriedades ... 15
2.1.4 Microestrutura ... 19
2.2 CONCRETO LEVE ESTRUTURAL ... 20
2.2.1 Fator de Eficiência ... 21
2.3 CONCRETO LEVE COM EPS ... 22
2.3.1 Materiais ... 22
2.3.1.1 O EPS ... 23
2.3.2 Microestrutura de concretos com agregados leves ... 24
2.3.3 Propriedades ... 25
2.4 CONCRETO AUTO ADENSÁVEL ... 26
2.4.1 Materiais ... 26
2.4.2 Propriedades ... 29
2.5 CONCRETO AUTO ADENSÁVEL LEVE ESTRUTURAL ... 30
2.5.1 Materiais, características e aspectos de dosagem ... 30
2.5.2 Propriedades ... 32
2.5.3 Microestrutura de concretos auto adensáveis leves ... 33
2.5.4 Estudos envolvendo concretos auto adensáveis leves ... 34
3 METODOLOGIA ... 37
3.1 DESENHO DE ESTUDO ... 37
3.2 LOCAL E PERÍODO DE REALIZAÇÃO DA PESQUISA ... 37
3.3 MATERIAIS UTILIZADOS ... 37
3.4 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ... 38
3.5 DOSAGEM ... 39
3.6 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DO CONCRETO ... 42
3.6.1 Estado Plástico ... 42
3.6.1.1 Massa específica e teor de ar incorporado ... 43
3.6.1.2 Espalhamento e tempo de escoamento ... 43
3.6.1.3 Habilidade passante ... 44
3.6.2 Estado Endurecido ... 44
3.6.2.1 Resistência à compressão axial... 46
3.6.2.2 Resistência à tração na compressão diametral ... 46
3.6.2.3 Módulo de elasticidade ... 46
3.6.2.4 Massa específica e absorção de água ... 47
4 CRONOGRAMA ... 48
5 ORÇAMENTO ... 51
REFERÊNCIAS ... 52
1 INTRODUÇÃO
Avanços na tecnologia resultaram em estudos mais aprofundados envolvendo a aplicação prática de novos tipos de materiais aos concretos, nas mais diversas construções.
A mecanização nos processos construtivos, utilizados para acelerar a produção e, consequentemente, a produtividade na execução de estruturas de concreto, em especial a peças pré-fabricadas, tem incentivado estudos aprofundados de estruturas executadas em concreto leve e concreto auto adensável como materiais alternativos ao concreto convencional (BORJA, 2011).
O Concreto Auto Adensável (CAA), é um material que possui o acréscimo de aditivo para apresentar uma consistência fluida, que pode ser lançado e compactado com pequeno ou nenhum esforço e que é, ao mesmo tempo, suficientemente coeso para ser manuseado sem segregação ou exsudação (MEHTA;MONTEIRO, 1994, p. 410).
Com isso, este material surgiu da necessidade de obter estruturas mais duráveis, com economia e menor tempo de execução, levando-se em consideração a proporção otimizada da mistura e a ausência da necessidade do adensamento mecânico do concreto (GOMES;BARROS, 2009, p.13-14).
As pesquisas envolvendo o concreto também aprimoraram conhecimentos técnicos em uma inovação de grande importância: O Concreto Leve. Segundo Rossignolo (2009, p. 91), os concretos leves podem ser utilizados em situações que se beneficiam da redução da massa específica do concreto, como em edificações de múltiplos pavimentos, em locais com solo com baixa capacidade de suporte e com finalidade de reduzir as solicitações estruturais ocasionadas pelo peso próprio; construções pré-fabricadas, com a finalidade de beneficiar o transporte e a montagem das peças; e estruturas especiais, como pontes e coberturas de grandes vãos e estruturas flutuantes.
O Poliestireno Expandido (EPS) entra na composição do concreto como uma maneira de torná-lo leve, além de proporcionar outros benefícios, comparando ao concreto convencional. Segundo ABRAPEX (1993), além da leveza, alguns destes benefícios são as características isolantes, a facilidade de manuseio e o baixo custo.
A combinação desses dois tipos de concretos pode dar origem ao Concreto Auto Adensável Leve Estrutural (CAALE). A junção pode conferir à mistura grandes vantagens estruturais e de execução nas mais diversas aplicações, pois além de ser um material eficiente pela sua auto densabilidade na fôrma, também reduz o custo da obra por diminuir o peso próprio das estruturas, pela rapidez na execução e por necessitar de uma quantidade inferior de mão de obra comparado ao concreto convencional, entre outros benefícios.
Este é um tipo de concreto que agrega as qualidades do concreto leve estrutural (CLE) – dentre as quais se destacam a redução do peso próprio das estruturas, a elevada capacidade de isolamento térmico e a resistência à ação do fogo – com as qualidades do concreto auto adensável – como a facilidade de manuseio, desoneração dos custos e agilidade nos processos de produção, a qualidade de acabamento superficial e a eliminação da etapa de vibração (PAPANICOLAOU;KAFFETZAKIS, 2011 ; REPETTE, 2011 apud ASSUNÇÃO, 2016).
Dessa forma, esta pesquisa visa o estudo do CAA utilizando o Poliestireno Expandido (EPS) em pérolas, analisando suas características no estado fresco e endurecido após a substituição de parte do agregado graúdo por EPS para obter um concreto leve e aliando o teor ótimo deste agregado a ser utilizado no concreto para que seu uso tenha finalidade estrutural.
As vantagens de se utilizar um concreto auto adensável de massa específica menor em estruturas, como edifícios ou pontes de concreto armado, mostram a importância de se estudar este material para aplicá-lo à construção civil.
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
Qual a influência da substituição parcial do agregado natural por 20%, 30% e 40% de EPS em pérolas nas características físicas (fluidez, coesão, segregação) e mecânicas (resistência à compressão, tração, módulo de elasticidade massa específica e absorção de água) do concreto auto adensável estrutural? Quais propriedades são afetadas ao se substituir um agregado convencional por um agregado leve?
1.2 OBJETIVOS 1.2.1 Objetivo Geral
Verificar a influência da substituição parcial do agregado natural graúdo por 20%, 30% e 40% de EPS em pérolas nas propriedades do concreto auto adensável estrutural no estado plástico e no estado endurecido.
1.2.2 Objetivos Específicos
● Determinar traço padrão para que se obtenha um CAA leve que atinja os parâmetros pré-estabelecidos pela NBR 15823-1/2017 e pelo ACI 213R-03 (2003);
● Avaliar as propriedades de massa específica, espalhamento, habilidade passante, tempo de escoamento e teor de ar incorporado do concreto no estado fresco através da adição de diferentes teores de EPS, para que se obtenha um concreto auto adensável;
● Avaliar as propriedades de resistência à compressão, resistência à tração, módulo de elasticidade, massa específica e absorção de água no estado endurecido, para que se obtenha um concreto estrutural, conforme o ACI 213R-03 (2003);
● Analisar o fator de eficiência de substituição do agregado natural por EPS que atinja os parâmetros adequados para obter um CAA leve e estrutural.
1.4 JUSTIFICATIVA
O concreto leve é um material que possui várias aplicações na construção civil.
Segundo o ACI 213R-87 (1999, tradução nossa), o uso de concreto com agregado leve em uma estrutura resulta em um custo total menor. Mehta e Monteiro (1994, p. 394) afirmam que isso se deve a redução do peso próprio e do menor custo das fundações.
Wilson (1981 apud MEHTA;MONTEIRO, 1994, p. 394) cita exemplos em que a utilização do concreto leve proporciona uma adequada viabilidade técnica e econômica: Uma economia de 13% foi obtida com o uso de 30.000m³ de concreto leve nas vigas, pilares e pisos acima do sétimo andar no edifício Australian Square, em Sidney, Austrália, que possui 50 pavimentos; O One Shell Plaza, construído no ano de 1969, em Houston, Texas, é uma estrutura de 52 pavimentos construída totalmente por concreto leve. Se fosse utilizado concreto convencional, somente 35 andares poderiam ter sido construídos com segurança, devido ao limite de capacidade do solo local.
Rossignolo (2009, p. 92), afirma que a utilização de concretos leves é, em sua grande maioria, aplicado em peças pré-fabricadas. Observou-se que os valores de custos podem reduzir, devido a fatores como: Redução dos custos de transporte por unidade de volume de concreto – entre 20 e 25%, possibilidade de produzir peças com dimensões maiores e utilizando os mesmos equipamentos da fábrica e do canteiro e redução do tempo de montagem das estruturas – entre 25% a 50%.
O uso de concretos leves também implica em aspectos ambientais, pois proporciona com sua menor massa específica, diminuição da armadura, do volume total do concreto, da energia usada no transporte e no processo construtivo e do consumo de energia relacionado ao consumo térmico das edificações (ROSSIGNOLO;AGNESINI, 2005 apud CATOIA, 2012, p.
32).
Os concretos também podem possuir características que lhe proporcionem auto densabilidade sem perder o benefício de leveza, unindo os benefícios de ambos e podendo melhorar sua aplicação com finalidade estrutural. Além de proporcionar a facilidade de aplicação, também pode proporcionar leveza às construções.
Segundo Tutikian e Molin (2008, p.10), a utilização do CAA resulta em ganhos como:
aceleração das construções, redução de mão de obra e melhoramento no acabamento da superfície. Os mesmos autores (2008, p.19), afirmam que o CAA foi utilizado para produção de tanque de Líquido de Gás Natural (LGN), pertencente à empresa Osaka Gas Company, que
consumiram 12.000m³ de concreto e permitiram: a diminuição do número de etapas de 14 para 10 no processo construtivo, a redução do número de trabalhadores de 150 para 50 e diminuição do tempo de construção da estrutura de 22 para 18 meses.
Nesta perspectiva, Assunção (2016) afirma que o concreto leve auto adensável (CLAA) surge como um tipo de concreto que une as qualidades do concreto auto adensável (CAA) com as qualidades do concreto leve estrutural (CLE). Ações como redução dos esforços nas estruturas das edificações, redução de custos em fôrmas, cimbramento, transporte, agilidade na montagem de peças pré-fabricadas, dentre outros, podem agregar significativamente nas construções de edifícios.
Porém, Rossignolo e Agnesini (2011 apud ASSUNÇÃO, 2016) alertam que substituir agregados naturais por agregados leves em concretos estruturais provoca alterações significativas em propriedades mecânicas e características da mistura. Alguns exemplos são:
trabalhabilidade, resistência mecânica, módulo de deformação e zona de transição. Estudar estas características contribui para aplicação deste tipo de material em obras civis de forma adequada e segura.
O concreto leve estrutural com agregados leves no Brasil, não possui nenhuma norma técnica regulamentadora específica. Os estudos relacionados a este tipo de concreto se tornam importantes para que se possam obter parâmetros a fim de formar diretrizes para produzir um material que atinja os padrões mínimos de qualidade para produção e aplicação em obras civis, obtendo uma norma para amparar os profissionais atuantes na área.
Vale ressaltar também, que os estudos relacionados a concreto autoadensável leve estrutural são escassos, necessitando assim, que seja avaliada a influência de diversos tipos de agregados leves nos concretos auto adensáveis. Dessa forma, o presente estudo se torna importante para agregar em conhecimentos e pesquisas envolvendo as propriedades desse tipo de concreto, contribuindo para aplicação do material em peças estruturais de edificações.
2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 CONCRETO LEVE
Segundo Brunauer e Copeland (1964 apud MEHTA;MONTEIRO, 1994, p. 01), o material mais largamente utilizado no mundo é o concreto, normalmente feito com a mistura de cimento Portland com areia, pedra e água. Sua utilização se tornou comum devido aos benefícios que a mistura proporciona, como a facilidade de execução de elementos estruturais, excelente durabilidade das construções e sua produção ser realizada com materiais disponíveis em grande parte do mundo.
Porém, a necessidade nas obras fez com que o avanço tecnológico fosse crescente, forçando o aparecimento de novos materiais na construção civil. Problemas como o seu peso próprio naturalmente elevado, que afetavam diretamente na execução e economia na construção, necessitavam ser atendidos, levando ao desenvolvimento dos concretos leves (PETRUCCI, 1998, p. 227-228).
O preparo do concreto leve é obtido através de alteração na mistura convencional do concreto. Segundo Rossignolo (2009, p.17), ―Os concretos leves caracterizam-se pela redução da massa específica em relação aos concretos convencionais, consequência da substituição de parte dos materiais sólidos por ar‖.
2.1.1 Classificação
Os concretos leves podem ser classificados quanto a sua obtenção. Segundo Rossignolo (2009, p. 17) os concretos leves podem ser classificados em concreto com agregados leves, concreto celular ou concreto sem finos.
Figura 1 – Tipos de concreto leve: Concreto com agregados leves (a), concreto celular (b) e concreto sem finos (c).
Fonte: Rossignolo (2009).
Neville (1997, p. 675) afirma que podem ser obtidos a depender da localização do ar incorporado na mistura. O ar pode estar incorporado nos poros dos agregados (concreto com agregados leves), na pasta de cimento, através de aditivos (concreto celular) e entre o agregado graúdo, sem a utilização de agregado miúdo na dosagem (concreto sem finos).
O concreto com agregados leves segundo Rossignolo (2009, p. 33), podem ter origem natural ou artificial. De origem natural quando são obtidos através de extração direta em jazidas, como a pedra-pomes e o tufo vulcânico e de origem artificial quando são obtidos através de processos industriais, como a argila expandida e a escória sintetizada.
Segundo Mehta e Monteiro (1994, p. 240), de acordo com a massa específica, os agregados distinguem-se entre leves, normais e pesados.
Agregados leves: até 2000kg/m³;
Agregados normais: entre 2000kg/m³ e 3000kg/m³;
Agregados pesados: acima de 3000kg/m³.
A norma ACI 213R-87 (1999) afirma que os concretos também podem ser classificados quanto a sua massa específica:
Concretos de baixa densidade
Possuem resistência entre 0,69 e 6,89 MPa e massa específica menor que 800kg/m³ e são utilizados principalmente com finalidade isolante.
Concretos estruturais
São feitos geralmente com argila expandida e pedra-pomes, com resistência à compressão mínima de 17,24MPa.
Concretos de resistência moderada
Possuem uma boa resistência à compressão, que varia entre 6,89MPa e 17MPa.
Intervalos de massa específica e os principais tipos de agregados para produção de concretos leves são especificados através da figura a seguir:
Figura 2 – Intervalos de valores de massa específica de concretos com variados tipos de agregados (em kg/m³).
Fonte: ACI 213R-87 (1995).
2.1.2 Histórico
A primeira indicação conhecida da aplicação dos concretos com agregados leves data de aproximadamente 1100 a.C., quando construtores pré-colombianos, originários da região da atual cidade de El Tajin, localizada no México, utilizaram uma mistura de pedra-pomes com um ligante à base de cinzas vulcânicas e cal para a construção de elementos estruturais (ROSSIGNOLO, 2009).
Segundo a ACI 213R-03 (2003, p. 02-03, tradução nossa), existem várias estruturas que utilizam concreto leve na região do Mediterrâneo, mas as três mais notáveis estruturas foram construídas durante o Império Romano. São elas: O Porto de Cosa, O Panteão Dome e o Coliseu. O Coliseu, por exemplo, construído entre 75 e 80 d.C., é um gigantesco anfiteatro com capacidade para 50 mil espectadores. As fundações foram feitas com concreto leve utilizando lava vulcânica. As paredes foram feitas com agregados de tijolos para formar poros. As abóbadas e espaços entre as paredes foram construídos usando pedras porosas em sua composição.
O mesmo autor (2003, p. 03, tradução nossa), afirma que Stephen J. Hayde, um engenheiro e fabricante de tijolos cerâmicos foi o inventor de processos para obtenção de agregados expandidos.
Hayde observou em sua fábrica que quando a etapa de aquecimento nos fornos ocorria mais rápido que o usual, os tijolos se transformavam em elementos expandidos, deformados e extremamente leves. O fabricante observou que se reduzisse suas dimensões, esses ―tijolos expandidos‖ poderiam ser usados como agregados para produzir concreto leve com propriedades mecânicas semelhantes às do concreto convencional. Depois de quase uma década de experimentação, em 1918, Hayde patenteou o processo de obtenção de agregados leves pelo aquecimento em forno rotativo de pequenas partículas de xisto, de argila e de ardósia, denominados Haydite (ACI 213R-03, 2003 apud ROSSIGNOLO, 2009).
ACI 213R-03 (2003, p. 03) afirma que as primeiras aplicações dos agregados leves artificiais produzidos por Hayde em concreto de cimento Portland ocorreram em 1918, durante a Primeira Guerra Mundial, quando a American Emergency Fleet Building Corporation construiu 14 embarcações com concreto leve.
Rossignolo (2009, p. 23) afirma que na Segunda Guerra Mundial, foram construídos 488 navios utilizando o concreto leve, permitindo economia de chapas de aço. Além disso, a primeira aplicação estrutural desse tipo de concreto na construção civil ocorreu nos Estados Unidos, em 1922, no ginásio da Westport High School, na cidade do Kansas. O motivo do seu uso foi a baixa capacidade de suporte do solo. Apesar de os agregados expandidos
apresentarem custo elevado em comparação aos concretos convencionais, sua utilização reduziu o custo geral da edificação.
Já a primeira aplicação do concreto leve estrutural e edifícios de múltiplos pavimentos ocorreu em 1929, também na cidade de Kansas, na expansão do edifício de escritórios da Southwestern Bell Telephone Company. Esse edifício – construído inicialmente com 14 pavimentos, com estrutura em concreto convencional – foi projetado para receber mais oito pavimentos. No entanto, os projetistas verificaram que se fosse utilizado concreto leve na estrutura poderiam ser executados mais seis pavimentos adicionais, além dos oito já previstos. Assim, a estrutura dos últimos 14 pavimentos desse edifício foi executada em concreto leve com 25Mpa de resistência à compressão aos 28 dias (ROSSIGNOLO, 2009, p. 23).
No Brasil, a modesta aplicação do concreto estrutural leve é voltada para elementos construtivos pré-fabricados. Entre as aplicações se destacam a ampliação do Rio Centro, no Rio de Janeiro, o pavilhão de exposição do Anhembi, em São Paulo, o edifício da Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade da USP, e o Hotel Grand Hyatt, nos painéis da fachada (ROSSIGNOLO, 2009 apud CATOIA, 2012).
Figura 3 – Edifícios de múltiplos pavimentos, construídos com concreto leve estrutural.
Fonte: Catoia (2012).
Catoia (2012) afirma que ―cabe ressaltar que a aplicação de concretos leves no Brasil, além de ser voltada para elementos pré-fabricados, ainda praticamente se restringe à utilização de argila expandida‖.
2.1.3 Propriedades
Rossignolo (2009, p. 57), afirma que como os agregados usualmente representam mais de 50% do volume dos concretos convencionais, sua substituição por agregados leves
promove alterações nas propriedades dos concretos de maneira considerável. Essas propriedades dependem, exclusivamente, das características desses novos agregados.
Catoia (2012, p. 42), aponta que a ―redução da massa especifica, substituindo parte ou todos os agregados convencionais por agregados leves, pode causar alterações significativas em outras importantes características do concreto‖.
Serão apresentadas as principais características dos concretos substituindo agregados convencionais por leves.
Trabalhabilidade
Em relação a esta característica, Mehta e Monteiro (1994, p. 389) afirmam que
―devido à baixa densidade e à textura áspera característica do agregado poroso, principalmente quando é britado, a trabalhabilidade do concreto necessita de uma atenção especial‖.
A faixa de variação dos valores de abatimento dos concretos é, normalmente, menor que a utilizada para os concretos convencionais, tendo a absorção de água dos agregados grande influência na manutenção da trabalhabilidade do concreto após a mistura (ROSSIGNOLO, 2009, p. 52).
Segundo Mehta e Monteiro (1994, p. 390), uma maneira de melhorar a trabalhabilidade é através do uso de areia natural. Porém, o aumento desse material, tende a aumentar também a massa específica no estado endurecido, tendência esta, compensada parcialmente pelo ar incorporado na mistura.
Resistência à compressão
Helene e Terzian (1992, p. 105) afirmam que a resistência à compressão é a propriedade do concreto, geralmente adotada por ocasião do dimensionamento da estrutura, pois está diretamente ligada com a segurança estrutural. A obra deve ser construída com uma resistência à compressão, igual ou superior àquele valor adotado no projeto.
Os mesmos autores (1992, p. 112) apontam que vários são os fatores que influenciam na resistência à compressão, são eles: ―variabilidade do cimento, dos agregados, da água, dos aditivos e da proporção relativa desses materiais, qualidade e operação dos equipamentos de dosagem e mistura; eficiência das operações de ensaio e controle‖.
Resistência à tração
O concreto é um material que resiste bem aos esforços de compressão e mal aos esforços de tração. Sua resistência à tração é em torno de 10% em relação a resistência à compressão (PETRUCCI, 1998, p. 95).
Massa específica
A Resistência à compressão e a massa específica são os dois fatores mais utilizados para caracterizar os concretos leves estruturais, relacionados diretamente com o tipo e a granulometria dos agregados (ROSSIGNOLO, 2009, p. 57).
Mehta e Monteiro (1994, p. 390), afirmam que quando se usa um agregado poroso com dimensão máxima superior a 19mm, a massa específica pode ser reduzida, mas este concreto pode não atingir os parâmetros necessários exigidos para ser um concreto leve estrutural.
Módulo de elasticidade
Rossignolo (2009, p. 66) afirma que ―o módulo de deformação está diretamente relacionado com o tipo e com a quantidade de agregado leve utilizado‖. Segundo Catoia (2012), complementa: ―como os módulos de elasticidade do agregados leves são inferiores aos dos agregados convencionais, os concretos leves possuem módulo menor do que o concreto convencional‖.
Expressões que relacionam o módulo de deformação do concreto leve com os valores de resistência à compressão e massa específica, mencionados em documentos normativos, são apresentados na tabela 1:
Tabela 1 – Equações para cálculo do módulo de elasticidade.
Referência Módulo de Elastifidade Observações
NS 3473.E (1998) E = 9,5 . fcilk0,3 . (γ/2400)1,5 (GPa) fcilk < 85 Mpa ACI 318 (1995) E = 0,043 . γ1,5 . fcil0,5 . (MPa) fcil > 41 Mpa BS 8110-2 (1985) E = 1,7 . (γ/1000)2 . fcub0,3 (GPa) –
CEB-FIB (1978) E = 1,6 . γ2 . (fcilk + 8)0,33 . 10-6 (GPa) – γ = massa específica (kg/m³)
E = módulo de elasticidade
fcil = resistência à compressão em corpos de prova cilíndricos de 150mm x 300mm (MPa) fcilk = resistência à compressão em corpos de prova cilíndricos de 100mm x 200mm (MPa)
fcub = resistência à compressão em corpos de prova cúbicos de 100mm (MPa)
Fonte: Rossignolo (2009, p. 69).
Isolamento térmico
O ar aprisionado na estrutura celular dos agregados leves reduz a absorção e a transferência de calor em relação aos agregados convencionais. Com isso, a utilização do concreto leve na vedação das fachadas e na cobertura das edificações reduz a absorção e a transferência para o ambiente interno do calor proveniente da radiação solar (EUROLIGHTCON, 1998; HOLM;BREMNER, 2000 apud ROSSILGNOLO, 2009, p. 70).
Uma comparação de propriedades térmicas entre concretos com agregados leves e concretos convencionais é apresentada a seguir:
Tabela 2 – Propriedades térmicas dos concretos leves.
Propriedades Concreto com
agregados leves
Concreto com agregados convencionais Massa específica
(kg/m³) 1850 2400
Resistência à compressão
(MPa) 20 - 50 20 – 70
Calor específico
(cal/g.°C) 0,23 0,22
Condutividade térmica
(W/m.°K) 0,58-0,86 1,4 - 2,9
Difusão térmica
(m²/h) 0,0015 0,0025 - 0,0079
Expansão térmica
(106/°C) 9 11
Fonte: Holm e Bremner (2000 apud ROSSIGNOLO, 2009, p. 72).
Durabilidade
Segundo o comitê 201 do ACI (2008, tradução nossa), a durabilidade do cimento hidráulico é definida como a sua capacidade de resistir à ação do clima, ataques químicos, abrasão ou qualquer outro processo de deterioração, mantendo sua forma original, qualidade e manutenção quando exposto ao meio ambiente.
A durabilidade do concreto está totalmente ligada à sua estrutura porosa e a conexão existente estre esses poros (permeabilidade). Portanto, o uso de agregados porosos não ocasiona, consequentemente em um material com maior permeabilidade e menor durabilidade (ROSSIGNOLO, 2009, p. 71-74).
Petrucci (1998, p. 101), afirma que ―enquanto a porosidade se refere à totalidade dos vazios e a absorção é função dos poros que têm em comunicação com o exterior, a permeabilidade tem relação com a continuidade destes canais‖.
Figura 4 – Representação esquemática entre porosidade e permeabilidade.
Fonte: EuriLightCon (1998 apud ROSSIGNOLO, 2009).
Rossignolo (2009, p. 73) afirma que estudos comparativos mostraram que as permeabilidades dos concretos com agregados leves apresentam-se iguais ou inferiores em relação aos concretos com agregados convencionais. Isto se deve aos seguintes fatores:
Redução dos valores da relação água/aglomerante dos concretos leves em relação aos concretos convencionais, para se obter os mesmos valores de resistência à compressão;
Diminuição das fissuras internas do concreto pela redução da diferença entre os valores dos módulos de deformação do agregado e da pasta de cimento;
Melhoria da qualidade da zona de transição pasta-agregado.
Cura
No processo de cura, o agregado leve beneficia o processo de hidratação do cimento, pois, durante a mistura dos materiais, retém uma parcela de água, que é transferida para a pasta de cimento no processo de hidratação, garantindo a presença de parte da água necessária para as reações químicas desse processo, diminuindo a influência nas condições ambientais externas. Esse fenômeno é denominado cura interna, que torna o concreto menos sensível a variação do processo nas primeiras idades (ROSSIGNOLO, 2009, p. 55).
2.1.4 Microestrutura
A microestrutura dos concretos leves depende exclusivamente de sua produção, pois, concretos leves produzidos com agregados leves possuem comportamentos diferentes de concretos celulares, devido à sua interação.
A interação entre o agregado leve e a pasta de cimento depende do teor de umidade e da porosidade aberta na região externa do agregado. Quando os agregados leves utilizados forem previamente saturados ou apresentarem uma camada sem porosidade permeável, a sua zona de transição será semelhante à zona de transição de concretos com agregados convencionais. Entretanto, para agregados leves com porosidade aberta na face externa e baixo teor de umidade, ocorre redução na espessura na zona de transição, devido à diminuição da relação água/cimento da pasta, causado pela absorção de água do agregado e consequentemente e ocasionando a redução do efeito parede dos agregados leves.
(ROSSIGNOLO, 2009, p. 82).
Já nos concretos celulares, segundo Teixeira Filho e Tezuka (1992 apud AMORIM, 2016) devido a sua estrutura altamente porosa, há uma queda na resistência à compressão dos concretos. Os principais fatores que afetam a resistência à compressão em concretos celulares são:
Massa específica (porosidade);
Consumo de cimento;
Consumo total de água;
Agregado: tipo e quantidade;
Aditivo; e
Condição de cura.
Rossignolo (2009, p. 83 apud SARKAR, et al. 1992; WASSERMAN;BENTUR, 1996) afirma que estudos realizados indicam que a redução da espessura na zona de transição melhora o desempenho de algumas propriedades, como resistência mecânica e a durabilidade.
2.2 CONCRETO LEVE ESTRUTURAL
Para ser considerado estrutural, o concreto leve deve atingir parâmetros especificados em norma. Rossignolo (2009, p. 17-18) afirma que concretos leves estruturais são obtidos através de substituição total ou parcial dos agregados convencionais por agregados leves. A tabela 3 ilustra as especificações normativas referentes à massa específica dos concretos com agregados leves:
Tabela 3 – Valores de referência da massa específica dos concretos leves estruturais.
Referência Massa específica aparente (kg/m³)
NM 35 (1995) 1680 < γ < 1840 ACI 213R-03 (2003) 1120 < γ < 1920 EUROCODE 2 (2007) 900 < γ < 2000
NS 3473 E (1998) 1200 < γ < 2200
CEB-FIP (1977) γ < 2000
RILEM (1975) γ < 2000
Fonte: Rossignolo (2009, p. 18).
As principais normas utilizadas são: ACI 213R-03 (2003) e NBR NM 35 (1995), que delimitam diferentes parâmetros para caracterizar o concreto como leve e estrutural.
ACI 213R-03 (1999), afirma que, o concreto deve possuir massa específica entre 1120kg/m³ e 1920kg/m³ e resistência superior a 17MPa aos 28 dias. Além disso, as especificações indicam que agregados leves secos e soltos, usados em concretos leves devem apresentar valores de massa unitária abaixo de 1120kg/m³ para agregados miúdos e de 880kg/m³ para agregados graúdos.
A NBR NM 35 (1995) afirma que, para um concreto ser considerado leve estrutural, deve obter uma massa específica entre 1680kg/m³ e 1840kg/m³. A resistência a compressão e massa específica delimitados por esta norma são apresentados na tabela a seguir:
Tabela 4 – Valores correspondentes de resistência à compressão e massa específica para concreto leve estrutural segundo NBR NM 35/1995.
Resistência à compressão aos 28 dias (MPa) (Valores
mínimos)
Massa específica aparente (kg/m³) (Valores máximos)
28 1840
21 1760
17 1680
Fonte: NBR NM 35 (1995, p. 05).
2.2.1 Fator de Eficiência
O Fator de Eficiência, segundo Rossignolo (2009, p. 19), é um parâmetro utilizado para classificar o concreto leve estrutural, pois relaciona a resistência à compressão e a massa específica aparente do concreto. É representado pela equação:
Fator de Eficiência = (MPa.dm³/kg) Onde:
= Resistência à compressão (MPa);
= Massa específica aparente (kg/m³).
O mesmo autor (2009 apud SPINTZNER;ARMELIN, et. al., 1994) afirma que é considerado concreto leve de alto desempenho quando possui fator de eficiência acima de 25 (Mpa.dm³/kg).
2.3 CONCRETO LEVE COM EPS
Kerbauy (2010 apud Catoia, 2012), afirma que o Poliestireno Expandido (EPS) atua como agregado leve e ao mesmo tempo como incorporador de ar no concreto, dando origem ao concreto leve, destinado a fins estruturais e não estruturais. Denominado Concreto Ultraleve ou Concreflex (CFX), possui massa específica variando entre 400 kg/m³ e 1300kg/m³, inferior a massa específica apresentada pelo Concreto Leve Estrutural, que apresentam massa específica acima de 1000kg/m³ e consumo de cimento próximo de 450kg/m³.
2.3.1 Materiais
Catoia (2012) afirma que para produção de concretos com agregados leves, são utilizados os mesmos materiais usados na produção de concretos convencionais ou especiais, com exceção dos agregados.
Segundo Mehta e Monteiro (1994, p. 387):
O concreto pode conter somente agregado leve, ou, por diversas razões, uma combinação de agregados leves e normais. Do ponto de vista da trabalhabilidade e outras propriedades, é uma prática comum usar areia comum como agregado miúdo e limitar o tamanho nominal máximo do agregado graúdo leve a, no máximo, 19mm.
Os mesmos autores (1994, p. 387) afirmam que, geralmente os agregados considerados leves são àqueles com massa unitária inferior a 1120kg/m³. Isso se deve à sua microestrutura altamente porosa.
Segundo Neville (1997, p. 281-282), a água do concreto é constituída por àquela adicionada na mistura, juntamente com a água absorvida pelos agregados quando iniciam sua mistura na betoneira. Quando o agregado não está saturado e parte dos poros está preenchida por ar, uma parte dessa água adicionada é absorvida pelo agregado.
Devido a isso, Holm e Bremmer (2000 apud ROSSIGNOLO, 2009, p. 51-52) afirmam que se o concreto for produzido com agregados leves com baixa absorção de água (valores abaixo de 10% em massa, após 24h de imersão), na maioria da vezes, pode ser empregado o método de mistura utilizado para concretos convencionais e usados sem prévia saturação.
Caso o agregado leve apresente altos valores de absorção de água (acima de 10% em massa, após 24h de imersão), é recomendada a pré-saturação, pois caso contrário, a trabalhabilidade adequada do material pode ser comprometida durante o lançamento.
2.3.1.1 O EPS
Segundo a Abrapex (1993), o EPS, conhecido no Brasil como Isopor® é um plástico celular, resultante da polimerização de estireno em água. As pérolas constituem-se de até 98%
de ar e 2% de poliestireno, de até 3 milímetros de diâmetro.
Andrade (2010) afirma que o Poliestireno é um material que possui uma elevada dureza, rigidez, resistência à tração e baixo custo. É inodoro, insípido e atóxico, possuindo pequena absorção de umidade. Perde sua rigidez quando atinge temperaturas elevadas, em torno de 90ºC a 95ºC.
De acordo com a Comissão Setorial do EPS (2007), o EPS é um material que possui variadas vantagens:
100% Reciclável;
Excelente Isolante Térmico;
Leveza;
Resistência a envelhecimento;
Resistência química;
Resistência mecânica;
Resistência à umidade;
Amortização de impacto;
Versatilidade e facilidade de formatação;
Facilidade de manipulação.
Montenegro e Serfaty (2002) afirmam que 46% do poliestireno expandido que é produzido, é destino à construção civil.
Catoia (2012) aponta que o ―EPS pode ser produzido em duas versões: Classe P, não retardante à chama, e Classe F, retardante, e em três grupos de massa específica aparente, sendo: Grupo I – de 13 a 16 kg/m³, Grupo II – de 16 a 20 kg/m³ e Grupo III – de 20 a 25 kg/m³‖.
Tabela 5 – Características normativas do poliestireno expandido.
Propriedades Método de
ensaio Unidade Classe P Classe F
Tipo de material – I II III I II III
Massa específica aparente NBR 11949 kg/m³ 13 - 16 16 - 20 20 - 25 13 - 16 16 - 20 20 - 25 Resistência à compressão
com 10% de deformação NBR 8082 kPa -60 -70 -100 -60 -70 -100
Resistência à flexão ASTM C-203 kPa -150 -190 -240 -150 -190 -240
Absorção de água NBR 7973 g/cm² x100 -1 -1 -1 -1 -1 -1
Permeabilidade ao vapor
d'água NBR 8081 ng/Pa.s.m -7 -5 -5 -7 -5 -5
Coeficiente de
condutividade térmica a 23°C
NBR 12094 W/(m.k) 0,042 0,039 0,037 0,042 0,039 0,037
Flamabilidade NBR 11948 Material não-retardante à chama
Material retardante à chama Fonte: ABNT NBR 11752 (2007).
Abrapex (1993) afirma que O EPS é comprovadamente um material isolante. Por ser um material isolante, outro benefício que o concreto leve proporciona é o desempenho térmico. Segundo EuroLigthCon (1998 apud Rossignolo, 2009, p. 70), ―o ar aprisionado na estrutura celular dos agregados leves reduz a absorção e a transferência de calor em relação aos agregados convencionais‖. Holm e Bremner (2000) afirmam que a condutividade térmica do concreto com agregados leves pode reduzir para um intervalo de 0,58 - 0,86W/m.ºK em comparação ao concreto convencional, em torno de 1,4 – 1,9 W/m.ºK.
2.3.2 Microestrutura de concretos com agregados leves
A interação entre o agregado leve e a pasta de cimento depende do teor de umidade e da porosidade externa do agregado. Quando os agregados forem previamente saturados ou apresentarem sua superfície externa sem porosidade permeável, a zona de transição será muito próxima da observada nos concretos com agregados convencionais. Porém, para agregados leves que apresentam porosidade na sua superfície externa e baixo teor de umidade, ocorre a redução da espessura da zona de transição em função da diminuição da relação água/cimento da pasta nesta região, consequência da absorção de água do agregado. Assim, a interface pasta/agregado apresenta baixa porosidade e gera alta ancoragem mecânica entre estes materiais. É denominado por alguns pesquisadores como efeito de ―filtragem‖ ou de
―densificação‖ (ROSSIGNOLO, 2009, p. 82).
Neville (1997, p. 686) afirma que uma importante característica dos agregados leves utilizados na produção de concretos leves é a boa aderência entre o agregado e a pasta de cimento que o envolve. Isso se deve a fatores como:
1) A textura áspera da superfície dos agregados leves causa um intertravamento mecânico entre os materiais. Devido a isso, a pasta de cimento penetra para o interior dos poros abertos na superfície do agregado;
2) Os módulos de elasticidade das partículas de agregado leve e da pasta de cimento são muito parecidas e, por isso, são induzidas tensões diferenciais parecidas entre os dois materiais pelas cargas aplicadas, variações térmicas ou higroscópicas;
3) A água absorvida pelo agregado na mistura se torna com o tempo, disponível para hidratação do cimento restante não hidratado. Devido a hidratação adicional ocorrer na região de interface agregado-pasta, torna-se mais forte a aderência entre o agregado e a matriz.
Rossignolo (2009, p. 59-60) aponta que devido à qualidade da zona de transição, a ruptura normalmente ocorre devido ao colapso da argamassa, muitas vezes com origem em microfissuras nos agregados e, a linha de fratura atravessa o agregado, como ocorre em concretos de alta resistência. O conceito de ―resistência ótima‖ (fg) é atribuído a este tipo de concreto. Nesse conceito, existe um fator limitante de resistência, como ilustrado na figura 6.
Ao atingir este ponto, o fator limitante deixa de ser a resistência da argamassa (1) e passa a ser a resistência do agregado (2), pois, acima deste limite, o aumento da resistência à compressão da argamassa já não contribui de maneira efetiva para o aumento da resistência do concreto.
Figura 5 – Ilustração do comportamento dos valores de resistência à compressão do concreto com agregados leves.
Fonte: Rossignolo (2009).
2.3.3 Propriedades
Segundo Kerbauy (2010 apud CATOIA, 2012), o Concreto Leve Estrutural com EPS proporciona melhoria nos aspectos técnicos e de produtividade do concreto, sendo ele industrializado, pré-moldado ou moldado no local. Suas principais características são apresentadas a seguir:
Baixa massa específica;
Reduzido tempo de cura;
Pouco tempo para desmoldagem;
Facilidade de manuseio, transporte e armazenamento;
Redução de mão de obra e do uso de equipamentos especiais para peças maiores;
Facilidade de produção;
Elevado isolamento térmico e acústico;
Altos valores iniciais de resistência mecânica, e finais satisfatórios para emprego estrutural.
2.4 CONCRETO AUTO ADENSÁVEL
Segundo Okamura (1997, apud GOMES;BARROS, 2009, p. 13), ―o concreto auto adensável é um concreto que pode ser compactado em todo canto de uma fôrma, simplesmente por meio de seu próprio peso e sem a necessidade de equipamento de vibração‖. Neville (1997, p. 195) afirma que ―diz-se que é trabalhável um concreto que pode ser adensado com facilidade‖.
Gomes e Barros (2009, p. 16) afirmam que:
O adequado comportamento do CAA exige misturas com alta fluidez e suficiente viscosidade e coesão entre os componentes, a fim de garantir um fluxo contínuo e uniforme de toda a mistura, preenchendo toda a fôrma sem exibir segregação e sem que produza bloqueio por algum obstáculo.
A maneira mais usual de aumentar a trabalhabilidade e fluidez no concreto é acrescentando água. Entretanto, esta ação pode provocar afetar em propriedades como segregação, exsudação e durabilidade. Outra maneira é aumentando a quantidade de cimento, porém, pode provocar retrações. O uso de aditivos plastificantes foi uma maneira pesquisada e estudada para dar origem a concretos fluidos de qualidade (GIOVANNETTI, 1989).
Assunção (2016) afirma que ―o fato de utilizar basicamente os mesmos tipos de materiais do concreto convencional (cimento Portland, areia, pedra britada, adições e aditivos) faz deste tipo de concreto um material de grande interesse nos dias atuais‖.
2.4.1 Materiais
Agregados
Geralmente os agregados utilizados no CAA devem atender as mesmas exigências dos concretos convencionais. Recomenda-se que as partículas menores que 0,125mm façam parte do conteúdo de finos da pasta. O diâmetro máximo característico dos agregados graúdos utilizados geralmente é de 20mm. O CAA deve possui um baixo volume de agregado graúdo, compreendido entre 28% e 35% do volume de concreto. Já o volume de agregado miúdo varia entre 40% e 50% do volume de argamassa (GOMES;BARROS, 2009).
Cimento
Os cimentos para confecção de CAA podem ser os mesmos usados para confeccionar concretos estruturais convencionais. Porém, o tipo de cimento está ligado à necessidade de água e a trabalhabilidade da mistura, pois os fatores de controle são a quantidade de aluminato
tricálcico (C3A) e a granulometria do cimento. Na prática, cimentos com teores de C3A maiores que 10% podem resultar em perda da fluidez, dificultando o uso do CAA. A granulometria do cimento (finura) e seus aspectos reológicos estão relacionados ao contato do material com a água, pois quanto maior for o contato entre eles, menor é a distância e maior é a frequência de colisão de partículas, reduzindo a tensão de escoamento e aumentando a viscosidade da mistura (GJORV 1992 apud TUTIKIAN;DAL MOLIN, 2008).
De acordo com ensaios realizados por Al-Shakhshir (1991), conforme citado por Gomes e Barros (2009), cimentos de endurecimento rápido proporcionam uma tensão de escoamento maior do que os cimentos Portland comuns. Isso se deve à diferença na finura e/ou diferença na quantidade de SO3.
Além disso, segundo Castro (2011 apud SILVA, 2018), concretos produzidos com CPV ARI apresentam resistências maiores que concretos produzidos com CPII E 32, devido ao maior teor de C3S e superior área superficial.
Os mesmos autores (ibid., 2008) afirmam que devido à alta demanda dos finos para CAA, visando à melhora da coesão, cimentos de maior superfície específica são mais apropriados.
Gomes e Barros (2009) apontam que a quantidade de cimento para este tipo de concreto varia entre 200 a 450kg/m³, dependendo do uso de adições reativas ou inertes. Em consumos superiores e 500kg/m³, devem ser adotados cuidados adicionais. Quando na dosagem for utilizado menos que 300kg/m³, deve-se incluir outro material cimentício (cinza volante, escória, entre outros).
Os volumes dos materiais que compõe os concretos convencionais e os concretos auto adensáveis são ilustrados a seguir:
Figura 6 – Comparação da composição de materiais do CCV e do CAA.
Fonte: Borja (2011).
Os materiais utilizados para produção do concreto auto adensável, na prática, são os mesmos utilizados para o concreto convencional (CCV), porém, com maior quantidade de finos (adições minerais quimicamente ativas ou fílers) e de aditivos plastificantes, superplastificantes e/ou modificadores de viscosidade (TUTIKIAN;DAL MOLIN, 2008).
Aditivos
Os aditivos são produtos químicos utilizados na mistura no concreto. Segundo Neville (1997, p. 251) são utilizados com a ―finalidade de se obterem modificações específicas, ou modificações das propriedades normais do concreto‖.
Diante da necessidade de se obter concretos com alta consistência sem causar efeitos prejudiciais, foram desenvolvidos os aditivos superplastificantes. Estes aditivos são absorvidos pelas partículas de cimento, tornando-as negativamente carregadas e repulsivas, fazendo assim, que as partículas de cimento sejam dispersas e a mistura fique fluida (GIOVANNETTI, 1989).
Adições minerais
As adições minerais são materiais finamente moídos que são incorporados ao concreto com a finalidade de obter características específicas. Geralmente a finalidade está relacionada à melhora da trabalhabilidade do concreto no estado fresco, podendo até melhorar a sua resistência a fissuras térmicas, a expansão álcali-agregado e ao ataque por sulfatos (MEHTA;MONTEIRO, 1994).
Tutikian e Dal Molin (2008, p. 29), afirma que as adições minerais contribuem significativamente para a resistência à segregação, resistência à compressão e durabilidade do concreto. Os mesmos autores (ibid, p. 29), afirmam que:
O efeito físico pode ser desdobrado em três ações principais: o efeito fíler, que é o aumento da densidade da mistura resultante do preenchimento dos vazios pelas minúsculas partículas das adições; o refinamento da estrutura de poros e dos produtos de hidratação do cimento, causado pelas pequenas partículas das adições que podem agir como pontos de nucleação para os produtos de hidratação; e a alteração da microestrutura da zona de transição, reduzindo ou eliminando o acúmulo de água livre que, normalmente, fica retido sob os agregados.
Alencar e Helene (2006 apud TUTIKIAN;DAL MOLIN, 2008) comentam que quanto mais finas forem as adições, menores serão os teores de substituição, em decorrência do aumento da frequência de contato entre elas em determinado volume, influenciando no aumento da coesão e da viscosidade da mistura.
Água
A água no concreto é o material que exige pouco ou nenhum controle de qualidade e a quantidade deste material é a mais importante no controle das propriedades no estado fresco e endurecido. Sua quantidade depende de vários fatores, como propriedades dos agregados, tipo de cimento, quantidade de partículas finas na mistura, uso de adições, uso de aditivos, tipo de concreto, entre outros (GOMES;BARROS, 2009).
