• Nenhum resultado encontrado

Estudo de diferentes dosagens para a produção do concreto permeável

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Estudo de diferentes dosagens para a produção do concreto permeável"

Copied!
76
0
0

Texto

(1)

UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO

GRANDE DO SUL – UNIJUI

AUGUSTO COSTA BEBER BARZOTTO

ESTUDO DE DIFERENTES DOSAGENS PARA A PRODUÇÃO DO

CONCRETO PERMEÁVEL

Ijuí 2016

(2)

AUGUSTO COSTA BEBER BARZOTTO

ESTUDO DE DIFERENTES DOSAGENS PARA A PRODUÇÃO DO

CONCRETO PERMEÁVEL

Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.

Orientador: Prof. Diorges Carlos Lopes

Ijuí 2016

(3)

ESTUDO DE DIFERENTES DOSAGENS PARA A PRODUÇÃO DO

CONCRETO PERMEÁVEL

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, 02 de fevereiro de 2017

Prof. Diorges Carlos Lopes Mestre pela Universidade Federal de Santa Maria - Orientador Prof. Lia Geovana Sala Coordenadora do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ BANCA EXAMINADORA Prof. Eder Claro Pedrozo (UNIJUÍ) Mestre pela Universidade Federal de Santa Maria

(4)

Agradeço a Deus e aos meus pais, José e Eunice pelo apoio incondicional durante toda a minha vida.

(5)

A Deus, por sempre ter iluminado o meu caminho, dando forças e sabedoria para concluir esta importante etapa de minha vida.

Aos meus pais, José e Eunice por todo o amor, carinho e suporte que sempre me proporcionaram, mostrando o caminho certo a seguir. Vocês são meus maiores exemplos!

A toda a minha família que sempre esteve ao meu lado, principalmente as minhas irmãs, Daniela e Vanessa e aos meus sobrinhos, Gustavo e Carolina.

Ao meu primo (in memoriam) Henrique, por ter me mostrado o verdadeiro significado da palavra amizade. Você faz muita falta.

Aos meus amigos pela amizade e companheirismo em todos os momentos de minha vida.

Ao meu orientador, Professor Diorges Carlos Lopes, pela disponibilidade e ajuda, fazendo com que este trabalho fosse possível.

Ao professor Lucas, ao laboratorista Luiz e ao colega Roberto pela grande ajuda em todo este trabalho.

A Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.

A todos os professores da Unijuí pelo aprendizado durante esta incrível jornada. A todos que me ajudaram de alguma forma neste período, muito obrigado!

(6)

A persistência é o menor caminho do êxito. Charles Chaplin

(7)

BARZOTTO, A.C.B. Estudo de Diferentes Dosagens para a Produção do Concreto Permeável. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2016.

Com o crescimento acelerado dos centros urbanos, incidentes de inundações e de rápidos picos de cheias vão surgindo com maior frequência, acarretando sérios problemas relacionados ao meio ambiente e a sociedade em que nele habita. Isto se dá ao fato da crescente impermeabilização do solo, onde as águas pluviais escoam através de pavimentos impermeabilizados, causados pelas deficiências da drenagem urbana. Uma boa alternativa para solucionar tal problema consiste no uso de pavimentos produzidos com concreto permeável, caracterizado por ser uma tecnologia limpa, permitindo maior infiltração das águas pluviais no solo. Este trabalho tem por objetivo encontrar o melhor traço para este concreto permeável, buscando alcançar uma boa permeabilidade e que resista de forma positiva ás solicitações empregadas, para que sua utilização possa ser aproveitada dentro da área da Engenharia Civil. Para tal, foram produzidos corpos de prova de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, e placas com dimensões de 100x40x7 cm nos traços 1:3 e 1:4 (cimento: agregado graúdo), alterando basicamente o agregado graúdo. Os corpos de prova foram submetidos ao ensaio de compressão e as placas submetidas ao ensaio de taxa de infiltração de água com base nas Normas Brasileiras instruídas pela ABNT. Como resultados, temos que o traço com o maior teor de cimento (1:3) obteve as maiores resistências à compressão, aliado a uma boa permeabilidade. O traço com o menor teor de cimento (1:4) apresentou resistências à compressão inferiores, contudo, sua permeabilidade foi muito elevada se comparada ao traço anterior.

(8)

BARZOTTO, A.C.B. Different Study Dosages for Concrete Production Permeable. 2016. Completion of course work. Course of Civil Engineering, Regional State University of Northwestern Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2016.

With the accelerated growth of urban centers, incidents of floods and rapid flood peaks go on the highest frequency, causing serious problems related to the environment and a society in which it inhabits. This is given above the constant waterproofing of the ground, where rainwater flows through waterproofed pavements, caused by deficiencies of urban drainage. A good alternative to solve this problem is not a use of pavements produced with permeable concrete, can be used as a clean technology, allowing greater infiltration of rainwater in the soil. The objective of this work is to find the best trait for this permeable concrete, looking for a good permeability and to resist in a positive way for the requests employed, so that its part can be approved within the Civil Engineering area. For this purpose, it has produced specimens measuring 10 cm in diameter and 20 cm in height, and plates with dimensions of 100x40x7 cm in the 1: 3 and 1: 4 traces (cement: aggregate), basically altering the large aggregate. The specimens were submitted to the compression test and as submitted to water infiltration taxa tests based on the Brazilian Standards instructed by ABNT. As results, we have that the trait with higher content of cement (1: 3) obtained as higher resistance to compression, together with a good permeability. The trait with lower cement content (1: 4) presented lower compressive strengths, however, its permeability was very high and compared to the previous trait.

(9)

Figura 1: Concreto permeável ... 33

Figura 2: Teor de água ... 36

Figura 3: Cobrimento do concreto permeável por meio de lona plástica ... 37

Figura 4: Uso do concreto permeável em áreas de baixo tráfego ... 40

Figura 5: Delineamento da pesquisa ... 45

Figura 6: Cimento CP V – ARI ... 46

Figura 7: Pedrisco (brita 0) ... 47

Figura 8: Água destilada ... 48

Figura 9: Avaliação tátil-visual ... 50

Figura 10: Adensamento dos corpos de prova ... 51

Figura 11: Rasamento dos corpos de prova cilíndricos ... 51

Figura 12: Compactação da placa ... 52

Figura 13: Molhagem da superfície da placa ... 53

Figura 14: Desmolde dos corpos de prova ... 53

Figura 15: Corpos de prova dispostos na câmara úmida ... 54

Figura 16: Corpo de prova capeado e identificado ... 55

Figura 17: Ensaio de resistência à compressão ... 56

Figura 18: Tubulação de metal fixada com massa de vidro ... 57

(10)

Tabela 1: Classificação agregado miúdo ... 26

Tabela 2: Divisão das britas... 27

Tabela 3: Características do cimento ... 47

Tabela 4: Características do agregado graúdo ... 48

Tabela 5: Características do aditivo... 49

Tabela 6: Resultados do ensaio de resistência à compressão (1:3) ... 60

Tabela 7: Dados do ensaio de resistência à compressão (1:3) ... 61

Tabela 8: Resultados do ensaio de resistência à compressão (1:4) ... 62

Tabela 9: Dados do ensaio de resistência à compressão (1:4) ... 63

Tabela 10: Resultados do ensaio de infiltração de água (1:3) ... 66

Tabela 11: Dados de infiltração de água (1:3) ... 67

Tabela 12: Resultados do ensaio de infiltração de água (1:4) ... 68

(11)

Gráfico 1: Ganho de resistência do concreto em função do tempo ... 32

Gráfico 2: Resistência à compressão (1:3) ... 60

Gráfico 3: Dados de resistência à compressão (1:3) ... 61

Gráfico 4: Resistência à compressão (1:4) ... 62

Gráfico 5: Dados de resistência à compressão (1:4) ... 63

Gráfico 6: Comparativo dos resultados de resistência à compressão ... 64

Gráfico 7: Dados comparativos dos resultados de resistência à compressão ... 65

Gráfico 8: Taxa de infiltração de água (1:3)... 66

Gráfico 9: Dados da taxa de infiltração de água (1:3) ... 67

Gráfico 10: Taxa de infiltração de água (1:4)... 68

Gráfico 11: Dados da taxa de infiltração de água (1:4) ... 69

Gráfico 12: Comparativo dos resultados da taxa da infiltração de água ... 69

(12)

a/c Relação água/cimento

ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ACI American Concrete Institute

ARI Alta Resistência Inicial

ASTM American Society for Testing and Materials

CP Cimento Portland

CCP Concreto de Cimento Portland

CORSAN Companhia Riograndense de Saneamento EUA Estados Unidos da América

LEC Laboratório de Engenharia Civil

LEME Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais MPa Mega Pascal

NBR Norma Brasileira Registrada PVC Policloreto de Polivinila

(13)

1 INTRODUÇÃO ... 16 1.1 CONTEXTO ... 16 1.2 PROBLEMA ... 17 1.2.1 Questões de Pesquisa ... 18 1.2.2 Objetivos de Pesquisa ... 18 1.2.3 Delimitação ... 19 2 REVISÃO DA LITERATURA ... 20 2.1 CIMENTO PORTLAND ... 20 2.1.1 Conceito ... 20 2.1.2 Histórico ... 20 2.1.3 Propriedades ... 21 2.1.3.1 Finura ... 21 2.1.3.2 Tempo de pega ... 21 2.1.3.3 Resistência ... 22 2.1.4 Classificação ... 22

2.1.4.1 Cimento Portland Tipo I ... 22

2.1.4.2 Cimento Portland Tipo II ... 23

2.1.4.3 Cimento Portland Tipo III ... 23

2.1.4.4 Cimento Portland Tipo IV ... 23

2.1.4.5 Cimento Portland Tipo V-ARI ... 23

2.1.4.6 Cimento Portland Resistente a Sulfatos ... 24

2.1.4.7 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação ... 24

2.1.4.8 Cimento Portland Branco ... 24

2.2 AGREGADOS ... 24

(14)

2.3.1 Conceito ... 27

2.3.2 Evolução ... 28

2.3.3 Características ... 29

2.3.3.1 Estado Fresco ... 30

2.3.3.2 Estado Endurecido ... 31

2.3.4 Evolução da resistência do concreto em função da idade ... 31

2.3.5 Aplicações ... 32 2.4 CONCRETO PERMEÁVEL ... 33 2.4.1 Conceito ... 33 2.4.2 Evolução ... 34 2.4.3 Características ... 35 2.4.4 Aditivos ... 38 2.4.5 Aplicações ... 39 2.4.6 Manutenção ... 41

2.4.7 Utilização do Concreto Permeável na Drenagem Urbana ... 41

3 MÉTODO DE PESQUISA ... 43

3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA ... 43

3.2 DELINEAMENTO ... 44

3.3 ESTUDOS PRELIMINARES ... 46

3.3.1 Caracterização dos Materiais ... 46

3.3.2 Processo de Mistura do Concreto Permeável ... 49

3.4 ENSAIOS REALIZADOS ... 55

3.4.1 Ensaio de resistência à compressão ... 55

3.4.2 Ensaio de taxa de infiltração de água ... 56

(15)

4.3 COMPARATIVO DOS RESULTADOS DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO... ... 63

4.4 ENSAIO DE TAXA DE INFILTRAÇÃO DE ÁGUA NO TRAÇO 1:3 ... 66 4.5 ENSAIO DE TAXA DE INFILTRAÇÃO DE ÁGUA NO TRAÇO 1:4 ... 67 4.6 COMPARATIVO DOS RESULTADOS DE TAXA DE INFILTRAÇÃO DE ÁGUA... ... 69

5 CONCLUSÃO ... 72 REFERÊNCIAS ... 74

(16)

1 INTRODUÇÃO

O seguinte capítulo tem por objetivo relatar o escopo e a estrutura deste trabalho. Discute-se o contexto e os problemas que levaram ao estudo do concreto permeável, apontando as questões de pesquisa, os objetivos propostos e as delimitações deste projeto.

1.1 CONTEXTO

A ocorrência de inundações, principalmente nas grandes cidades brasileiras, vai surgindo com maior frequência no decorrer dos anos, afetando diretamente a população, tanto no sentido da qualidade de vida como nos prejuízos ao valor das propriedades que são atingidas (LAMB, 2014). Conforme Costa, Alves e Barboza (2011) com o passar dos anos, o avanço das pavimentações de vias urbanas e edificações contribuiu para que o processo de impermeabilização do solo aumentasse consideravelmente, fazendo com que as águas pluviais passassem a escoar superficialmente entre os pavimentos impermeabilizados, as quais antes eram infiltradas no solo permeável.

Segundo Lamb (2014), isso se dá pela deficiência de drenagem urbana nas cidades, causadas por um processo acelerado, onde o desenvolvimento urbano é pouco planejado, favorecendo assim a impermeabilização do solo. Pinto (2011) reitera que o processo de urbanização no Brasil e no mundo aconteceu de forma desorganizada, onde a preocupação com o meio ambiente urbano foi deixada em segundo plano.

De acordo com Tucci (2007), as enchentes em áreas urbanas ocorrem através de dois processos, acontecendo isoladamente ou de forma integrada: as enchentes em áreas ribeirinhas e a urbanização. Enchentes em áreas ribeirinhas acontecem de forma natural, onde as enchentes atingem a população que habita próximo ao leito dos rios, causada pela falta de planejamento do uso do solo. Já na urbanização, o processo de enchentes é causado pelo desenvolvimento urbano, como pavimentações e edificações, através da impermeabilização do solo.

Ainda conforme Tucci (2007), com a expansão da malha urbana, construção de grandes edificações e vias públicas, ocorre à diminuição da superfície de absorção do solo, onde o escoamento das águas pluviais acelera, aumentando a ocorrência de inundações, gerando perdas

(17)

econômicas e problemas para a população. Holtz (2011) fala que o uso das áreas para geração de núcleos urbanos ocasionou alterações no solo, em cursos d’água e derrubadas de árvores e florestas.

As consequências são alagamentos em períodos de chuvas intensas, provocando grandes congestionamentos de veículos em vias importantes de circulação (TUCCI, 2007). O autor também cita que outro sério problema é a transmissão de doenças de veiculação hídrica, podendo ser causadas pela falta de água potável em períodos de enchentes e pela contaminação da água proveniente das inundações. Segundo Holtz (2011), outros efeitos negativos também podem ser observados, entre eles, o esgotamento de recursos naturais, extinção de espécies e escassez de água potável.

1.2 PROBLEMA

Atualmente, há uma preocupação maior com o meio ambiente e o desenvolvimento sustentável por parte da sociedade, onde se faz necessário buscar soluções inovadoras para manter o equilíbrio entre os recursos naturais e as necessidades humanas, reduzindo a agressão ao meio ambiente (HOLTZ, 2011).

Com o objetivo de minimizar os efeitos das inundações, uma das alternativas é tornar o sistema de drenagem urbana mais eficaz (LAMB, 2014). Porém, segundo o referido autor, o elevado capital utilizado para a construção de obras complexas que aumentariam a capacidades das vazões é um grande entrave, assim, essa opção nem sempre pode ser realizada por fatores técnicos e econômicos.

Conforme Schwetz et al. (2015), uma boa opção para reverter este grande impacto ambiental, que se caracteriza por ser uma tecnologia limpa, permitindo maior infiltração de água, seria a implementação de pavimentos produzidos com concreto permeável. Para Virgiliis (2009), o concreto permeável apresenta a capacidade de reduzir os volumes de escoamento superficial, absorvendo inteiramente ou parcialmente a água superficial através de uma superfície permeável constituída sobre o terreno. De acordo com Costa, Alves e Barboza (2011), o tema sustentabilidade vem se consolidando dentro da área da construção civil, onde o concreto permeável se encaixa perfeitamente nesta forma sustentável de construção.

(18)

Pinto (2011) relata que apesar de diversas experiências propostas e já praticadas no mundo, o uso do concreto permeável é pouco comum e disseminado. O estudo mais aprofundado desse concreto iniciou-se de forma sistêmica somente nos últimos anos, com o aumento das áreas urbanizadas e problemas de drenagem urbana (SCHWETZ et al., 2015). Ainda segundo os autores, com o aprofundamento destes estudos, ficou evidente o uso deste concreto como alternativa frente às custosas obras de infraestrutura necessárias para as demanda das cidades. 1.2.1 Questões de Pesquisa

 Questão principal

Qual é a bibliografia existente relacionada à otimização do traço do concreto permeável, suas normas específicas e suas características?

 Questão secundária

Quais são os ensaios aplicados ao concreto permeável e suas análises referentes a possíveis aplicações na drenagem urbana?

1.2.2 Objetivos de Pesquisa  Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver e avaliar o traço do concreto permeável, que seja adequado para o uso em sistemas de drenagem urbanos.

 Objetivos específicos

Os objetivos específicos foram realizar ensaios em laboratório referentes à caracterização da resistência à compressão e taxa de infiltração de água do concreto permeável.

Realizar um comparativo entre os resultados obtidos neste trabalho com o de outros autores que também abordaram este tema e executaram os mesmos ensaios.

(19)

1.2.3 Delimitação

Este trabalho delimita-se ao desenvolvimento de dois diferentes traços para a otimização do concreto permeável, sendo eles 1:3 e 1:4 (cimento: agregado graúdo). A escolha dos traços, dos materiais constituintes, do processo de mistura, processo de cura e ensaios adotados foi tomada como base em estudos já realizados por outros autores, onde os melhores resultados obtidos foram selecionados para uma possível otimização.

Apresenta também os resultados obtidos referentes à resistência à compressão e a taxa de infiltração de água deste concreto. A caracterização dos materiais, moldagem do concreto permeável e os ensaios foram reproduzidos no Laboratório de Engenharia Civil (LEC) da Unijuí, Campus Ijuí/RS.

(20)

2 REVISÃO DA LITERATURA

2.1 CIMENTO PORTLAND 2.1.1 Conceito

O conceito de cimento pode ser entendido como um material de propriedades adesivas e coesivas, o que o torna capaz de unir os constituintes minerais da mistura de uma maneira compacta (NEVILLE, 2016). A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP, 2002) define o cimento como um pó fino, que possui propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes e tem a capacidade de endurecimento sob a ação de água.

De acordo com Oliveira (2014), os constituintes principais do Cimento Portland (CP) são a cal (CaO), a sílica (SiO2), a alumina (Al2O3), o óxido de ferro (Fe2O3), uma porção de

magnésia (MgO) e uma pequena porcentagem de anidrido sulfúrico (SO3). Dentre estes, a cal, a

sílica, a alumina e o óxido de ferro correspondem de 95 a 96% do total (OLIVEIRA, 2014). O nome “Cimento Portland” foi atribuído em função de sua semelhança em cor e qualidade comparada ao cimento com a pedra de Portland (calcário extraído em Dorset), e é utilizado até hoje (NEVILLE, 2016). Neville (2016) descreve que o constituinte principal deste cimento é o calcário, pois reage quimicamente com a água, endurecendo a mistura.

2.1.2 Histórico

Conforme Neville (2016), os primeiros relatos da utilização de materiais cimentícios é bastante antigo, onde Gregos e Romanos adotavam calcário calcinado, e pouco mais tarde, utilizaram areia e restos de tijolos ou telhas ao calcário e à água, formando o primeiro concreto que se tem conhecimento.

De acordo com Battagin e Battagin (2010), o passo mais importante no desenvolvimento do cimento ocorreu no ano de 1756 pelo inglês John Smeaton, quando conseguiu um produto de alta resistência através da calcinação de calcários argilosos.

(21)

O cimento Portland como hoje é conhecido foi criado pelo construtor inglês Joseph Aspdin, no ano de 1824, onde nesta época a construção era feita com a pedra Portland, uma ilha situada na Inglaterra (ABCP, 2002).

Com o passar do tempo, novos tipos de cimento foram adotados no Brasil, visando atender além do uso geral, características e propriedades específicas que os tornam mais adequados em determinadas situações (ABCP, 2002).

2.1.3 Propriedades 2.1.3.1 Finura

Com base em Oliveira (2014), a finura do cimento está relacionada com o tamanho dos grãos do produto e é o fator que comanda a velocidade de hidratação e influencia diretamente na qualidade da pasta, argamassa e concreto. Para um rápido desenvolvimento de resistência, uma maior finura dos grãos do cimento é necessária (NEVILLE, 2016).

Outros pontos positivos do aumento da finura do cimento podem ser destacados, conforme Oliveira (2014), como crescimento de resistência, diminuição da exsudação e segregação, aumento de trabalhabilidade, impermeabilidade e coesão. Para Petrucci (1998), um elevado grau de divisão das partículas (finura) garante ao concreto pastas homogêneas e estáveis, porém, liberarão maior quantidade de calor, aumento a retração deste concreto.

2.1.3.2 Tempo de pega

Para Neville (2016), pega é termo empregado para descrever o tempo de endurecimento do cimento, ou seja, a mudança do estado fluído para rígido. Com o processo de hidratação do cimento, à medida que a pasta atinge determinado estágio, a mesma não é mais considerada trabalhável (OLIVEIRA, 2014).

Ainda segundo Oliveira (2014), este período de mudança de estado físico caracteriza o tempo disponível para operações de transporte e manuseio das argamassas e concretos até alcançar seu estado endurecido. Sua caracterização é feita através de dois tempos distintos, sendo eles, tempo de início de pega e tempo de fim de pega.

(22)

O tempo de início de pega pode ser compreendido desde a adição da água até o início das reações com os compostos, caracterizado pelo aumento da viscosidade da pasta e aumento da temperatura (PETRUCCI, 1998). Este autor também caracteriza o fim de pega como sendo o momento em que a pasta cessa a deformação e torna-se um produto rígido.

2.1.3.3 Resistência

Por diversas razões, a principal propriedade do cimento é sua resistência mecânica no estado endurecido. Esta resistência depende essencialmente da coesão de sua pasta e de sua aderência entre as partículas dos agregados (NEVILLE, 2016).

Para Oliveira (2014), esta resistência mecânica é observada através da ruptura à compressão de corpos de prova, descritos pela NBR 5739 (2013). Neville (2016) também cita que existem diversos ensaios para analisar esta resistência mecânica, como ensaios de tração e compressão diretas e flexão.

2.1.4 Classificação

A classificação ou tipo de cimento é baseado em suas propriedades físicas ou químicas mais relevantes, como o tempo de ganho de resistência, calor de hidratação e resistência a sulfatos, e é adotada de acordo com a necessidade de utilização dentro de cada obra (NEVILLE, 2016). Oito tipos de cimentos estão disponíveis no mercado brasileiro e são descritos a seguir. 2.1.4.1 Cimento Portland Tipo I

O CP I é o cimento Portland comum, sem quaisquer adições além do gesso, empregado em trabalhos gerais de construção civil, onde nenhuma propriedade que difere dos outros tipos de cimento é exigida (OLIVEIRA, 2014). Para Neville (2016), este tipo de cimento é adequado em obras de concreto onde não exista risco de exposição a sulfatos no solo.

Foi o primeiro cimento Portland lançado no mercado brasileiro. Além dele é oferecido ao mercado o CP I-S, com adição de 5% de material pozolânico (ABCP, 2016).

(23)

2.1.4.2 Cimento Portland Tipo II

CP II é um cimento com desenvolvimento moderado de calor de hidratação, também conhecido como “modificado”, de acordo com Oliveira (2014). Segundo o referido autor, este cimento é recomendado para volumosas obras de porte moderado.

Conforme a ABCP (2016), também são apresentados no mercado o CP II-E (com adição de escória granulada de alto forno) e o CP II-F (com adição fíler) e o CP II-Z (com adição de material pozolânico).

2.1.4.3 Cimento Portland Tipo III

Conhecido como cimento Portland de Alto Forno, este cimento apresenta maior durabilidade e impermeabilidade, além de ter alta resistência à expansão e a sulfatos (ABCP, 2016). Oliveira (2014) fala que este tipo descreve um cimento de baixo calor de hidratação, destinado ao uso em volumosas obras de grande porte, mas que seu emprego é pouco utilizado atualmente.

2.1.4.4 Cimento Portland Tipo IV

O cimento Portland pozolânico (CP IV) é recomendado para obras expostas a ambientes agressivos e expostos à água corrente. É mais durável, impermeável e apresenta maior resistência à compressão ao cimento Portland comum (ABCP, 2016). Este é um tipo de cimento resistente a sulfatos que é destinado a obras onde a resistência ao ataque às águas sulfatadas é considerável (OLIVEIRA, 2014).

2.1.4.5 Cimento Portland Tipo V-ARI

O CP V-ARI é também conhecido como cimento de Alta Resistência Inicial (ARI), pois desenvolve rapidamente sua resistência em função de um teor elevado de C3S e maior finura

(NEVILLE, 2016). O citado autor ainda relata que este cimento é indicado em casos que o rápido desenvolvimento da resistência mecânica é exigido. Segundo a ABCP (2016), este tipo de cimento pode ser utilizado desde pequenas obras até edificações de maior porte.

(24)

2.1.4.6 Cimento Portland Resistente a Sulfatos

Os cimentos resistentes a sulfatos (RS) são indicados em obras em contato com ambientes agressivos por sulfatos e tubos para condução de líquidos agressivos como esgotos ou efluentes industriais (BATTAGIN; BATTAGIN, 2010). Neville (2016) fala que o uso deste cimento deve ser descartado na presença de íons de cloreto no concreto armado ou com outro tipo de aço no interior do concreto.

2.1.4.7 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação

O cimento de baixo calor de hidratação (BC) é aconselhado na necessidade de controlar a taxa de liberação de calor do cimento utilizado em determinadas estruturas, resultando numa menor elevação de temperatura (NEVILLE, 2016). São indicados para obras de grandes dimensões, como barragens (BATTAGIN; BATTAGIN, 2010).

2.1.4.8 Cimento Portland Branco

Para Neville (2016), o cimento Portland branco (CPB) é utilizado para fins arquitetônicos, onde é necessário cimento branco ou em tons pastéis. Battagin e Battagin (2010) falam que as matérias primas para a produção deste cimento devem passar por rigoroso processo de seleção, evitando a presença de ferro em suas partículas.

2.2 AGREGADOS

Para Farias e Palmeira (2010), agregados podem ser descritos como fragmentos de rochas com tamanhos variados e propriedades adequadas para utilização nas mais diversas obras de infraestrutura civil, como por exemplo, edificações, pavimentações, barragens e saneamento.

Conforme Campos et al. (2007), os agregados são materiais geralmente inertes que apresentam dimensões e propriedades adequadas para produção de concretos e argamassas. A definição de agregado pode ser entendida como um material particulado, incoesivo, constituído de partículas dos mais variados tamanhos (ALBUQUERQUE, 2014).

Segundo Albuquerque (2014), classificam-se de acordo com a origem, peso específico aparente e dimensões de suas partículas.

(25)

Segundo a origem:

 Naturais – já se encontram em forma particulada na natureza, como por exemplo, areia e cascalho;

 Industrializados – tem suas partículas obtidas por processos industriais. Segundo o peso específico aparente:

 São classificados em leves, médios e pesados, conforme a densidade de suas partículas.

Segundo a dimensão de suas partículas:

 Miúdo – por exemplo, as areias;

 Graúdo – por exemplo, as britas e os cascalhos.

Estes agregados exercem um importante papel nas argamassas e concretos, tanto do ponto de vista econômico quanto técnico e apresentam características benéficas em relação à retração, aumento da resistência ao desgaste, entre outros (PETRUCCI, 1998).

2.2.1 Agregado miúdo

A NBR 7211 (2005) descreve o agregado miúdo cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e ficam retidos na peneira com abertura de malha de 150 µm. Para Petrucci (1998), o agregado miúdo normal é a areia natural quartzosa ou pedrisco que apresentam tamanhos de partículas tais que no máximo 15% fiquem retidas na peneira 4,8 mm.

A areia natural é geologicamente, um sedimento clástico, geralmente com grãos quartzosos de diâmetros entre 0,06 a 2,00 mm (ALBUQUERQUE, 2014). Para Helene e Terzian (1992), algumas das principais características dos agregados miúdos são: granulometria, módulo de finura, massa unitária e massa específica. Na área da construção civil, a areia é conhecida como agregado miúdo, sendo partículas de origem natural ou resultantes de britamento de rochas estáveis de maiores diâmetros.

(26)

Tabela 1: Classificação agregado miúdo

Fonte: NBR 7211 (2005)

2.2.2 Agregado graúdo

São os agregados 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 (NBR 7211, 2005). Também pode ser descrito como pedregulho natural, pedra britada ou seixo rolado, onde no máximo 15% passem na peneira 4,8 mm (PETRUCCI, 1998).

A brita é o agregado graúdo obtido através de rochas depositadas em jazidas, pelo processo de cominuição ou fragmentação controlada da rocha sã (ALBUQUERQUE, 2014). Estas rochas podem ser classificadas em três grandes grupos: ígneas (ou magmáticas), sedimentares e metamórficas (FARIAS; PALMEIRA, 2010).

Segundo Helene e Terzian (1992), a pedra britada é obtida através da extração de rochas em pedreiras e britagem em equipamentos específicos com finalidade de definir sua forma e dimensão para determinado uso dentro da construção civil. É comercializada com a denominação de pedrisco e pedras que variam de 1 a 4.

As características mais influentes dos agregados graúdos são: granulometria, dimensão máxima característica e massa específica (HELENE; TERZIAN, 1992).

(27)

Tabela 2: Divisão das britas

Fonte: Duart (2009)

2.3 CONCRETO CONVENCIONAL 2.3.1 Conceito

O concreto de cimento Portland convencional (CCP) é o material mais usado na indústria da construção civil, com uma estimativa de consumo na ordem de 11 bilhões de toneladas métricas no mundo (MEHTA; MONTEIRO, 2006). Além do mais, para estes autores, o concreto é o material mais barato e o que possui maior disponibilidade no mercado. Para Helene e Andrade (2007), o concreto é atualmente o material estrutural e de construção civil mais importante e pode ser considerado como uma das grandes descobertas da história do desenvolvimento humano.

Conforme Fusco (2008), o concreto é produzido através da mistura do cimento e água, que forma a pasta do cimento, após adiciona-se o agregado miúdo (areia), formando assim a

(28)

argamassa de cimento e por fim, o agregado graúdo, em forma de pedra brita ou seixo rolado. O autor ainda cita que aditivos podem ser utilizados com a finalidade de melhorar o desempenho do concreto em termos de trabalhabilidade, resistência, compacidade, durabilidade, fluidez entre outros. Helene e Andrade (2007) complementam que esta proporção entre os materiais constituintes pode ser denominada como dosagem experimental do concreto.

Esta mistura, em suas primeiras horas, deve apresentar a capacidade de ser moldada em fôrmas nas mais variadas formas possíveis, e após o seu tempo de cura, a mistura endurece e deve obter resistência mecânica com grande desempenho estrutural (HELENE; ANDRADE, 2007).

Segundo Helene e Andrade (2007), a proporção entre os materiais empregados é buscada pela finalidade a qual o concreto irá atender, satisfazendo assim todas as propriedades necessárias.

Um aspecto importante do concreto, é que engenheiros civis e arquitetos possuem acesso direto a este material, tanto produzido no canteiro de obras como em usinas apropriadas, podendo interferir diretamente em suas especificações e propriedades, produzindo um concreto que seja específico para o determinado fim (HELENE; ANDRADE, 2007).

Atualmente, existem diversas normas brasileiras referentes ao concreto, suas aplicações, procedimentos e constituintes, que devem por obrigatoriedade ser consultadas pelos profissionais habilitados que trabalhem direta ou indiretamente com este material de construção civil (HELENE; ANDRADE 2007).

2.3.2 Evolução

Na antiguidade, Gregos e Romanos utilizavam calcário calcinado em suas construções, e com o decorrer do tempo, adicionaram areia e pedras fragmentadas, juntamente com a água, o que resultou no primeiro concreto da história (NEVILLE, 2016).

A descoberta do concreto ocorreu no fim do século XIX, mas foi no século XX que o seu intensivo uso o transformou no material mais consumido pelo homem depois da água (HELENE; TERZIAN, 1992).

(29)

Para Helene e Andrade (2007), os Estados Unidos da América (EUA) e o Canadá que são consideradas duas das mais evoluídas e poderosas sociedades atuais, investem em estudos de estruturas de concreto, visando melhorar a qualidade de vida de sua população e suas lideranças industriais. Os autores consideram que este material ainda apresenta grande potencial, o qual deve continuar sendo objeto de estudo entre as sociedades.

Assim como em outros vários países do mundo, atualmente no Brasil, o concreto é o principal material e o mais consumido dentro do ramo da construção civil (HELENE; ANDRADE, 2007).

2.3.3 Características

Segundo Petrucci (1978), o concreto depois de produzido deve oferecer condições de plasticidade com objetivo de facilitar operações de manuseio que são indispensáveis ao lançamento nas fôrmas.

Para a obtenção de um concreto, resistente, durável, econômico e de bom aspecto, as propriedades de cada um de seus componentes devem ser estudadas, a fim de conhecer o traço ou dosagem ideal para obter concretos mais, ou menos resistentes (PETRUCCI, 1978). O autor ainda relata que, para a elaboração do concreto, a quantidade e qualidade de água a ser utilizada devem ser levadas em conta, uma vez que está intimamente ligada a reação química que transforma o cimento em aglomerante.

Neville (2016) aponta que a propriedade mais importante do concreto é sua resistência, contudo, em situações práticas, a durabilidade e a permeabilidade também agem como papel principal. A resistência de um material é dada como a capacidade do mesmo resistir a solicitações sem que haja ruptura (MEHTA; MONTEIRO, 2006).

Para Pinheiro et al. (2010), o concreto apresenta outras características consideráveis, como o baixo custo dos materiais utilizados no seu processo, facilidade de rapidez e de execução e gastos reduzidos com a sua manutenção.

Conforme Bastos (2006), concreto é um material que apresenta alta resistência quando solicitado às tensões de compressão, contudo, sua resistência à tração é considerada baixa, cerca

(30)

resistência do concreto à tração, é imprescindível o uso de barras de aço, o que resulta no chamado concreto armado.

A Norma Brasileira Registrada (NBR) 6118 (2003) define como concreto armado aqueles cujo comportamento estrutural depende da aderência entre o concreto e a armadura.

2.3.3.1 Estado Fresco

A caracterização do concreto fresco, segundo a NBR 12655 (2006) é o concreto que está completamente misturado e que ainda se encontra em estado plástico capaz de ser adensado por determinado método escolhido.

Em seu estado fresco, o concreto apresenta um período muito curto de tempo, de aproximadamente 1h à 5h, referindo ao intervalo para que o mesmo tenha condições de ser misturado, transportado, lançado e adensado, sem que haja perda de suas características (HELENE; ANDRADE, 2007).

O concreto no estado fresco é constituído por agregados miúdo e graúdo, juntamente com a pasta de cimento, água e vazios cheios de ar (SOBRAL, 2012). Segundo o autor, este ar pode encontrar-se envolvido pela pasta ou em espaços interligados, determinando a plasticidade da mistura.

Petrucci (1978) descreve que as propriedades do concreto fresco são a consistência, a textura, a trabalhabilidade, a integridade da massa, o poder de retenção de água e a massa específica. Para este autor, a característica mais importante do concreto no estado fresco é a trabalhabilidade. Para Sobral (2012), a trabalhabilidade de um concreto é de fundamental importância para que o mesmo consiga uma boa compactação, assegurando a máxima densidade possível.

Neste estado, a consistência da mistura entre os materiais deve permitir o adensamento através de determinado meio sem esforço excessivo e apresentar coesão suficiente para que não haja segregação em seu transporte e lançamento (NEVILLE, 2016).

(31)

2.3.3.2 Estado Endurecido

Conforme a NBR 12655 (2006), o concreto em seu estado endurecido se encontra no estado sólido e já desenvolveu resistência mecânica. Uma importante caraterística do concreto endurecido é a boa resistência a esforços de compressão, tornando-o assim um ótimo material de construção civil (MASSARO, 1979). Porém, segundo o autor, outra característica do concreto neste estado é o seu comportamento frágil à tração, o que faz com que o mesmo rompa com pequenas deformações.

Conforme Neville (2016), o concreto no estado endurecido deve apresentar boa resistência à compressão aliado a uma boa durabilidade. Ainda, para o autor, um bom concreto deve ter uma boa cura em ambiente apropriado durante seus estágios iniciais de endurecimento. A cura é um processo onde o objetivo é manter o concreto saturado, ou o mais próximo disso (NEVILLE, 2016).

Em seu estado sólido, o concreto é sensível às condições do ambiente, físicas, químicas e mecânicas (OLIVEIRA, 2014). Para o autor, o concreto deve ser produzido com o objetivo de atender aos fins para o qual for submetido.

Oliveira (2014) cita que a durabilidade é uma importante característica do concreto no estado endurecido e pode ser consideravelmente aumentada quando a estrutura se encontrar devidamente protegida das ações do meio ambiente.

2.3.4 Evolução da resistência do concreto em função da idade

O fato da resistência do concreto aumentar diante do progresso de hidratação do cimento, e, a velocidade de hidratação do cimento aumentar diante da elevação de temperatura resulta na ideia de resistência do concreto em função da combinação tempo-temperatura (NEVILLE, 2016). Em outras palavras, a resistência do concreto progride em função do processo de hidratação do cimento ao longo do tempo (idade).

(32)

Gráfico 1: Ganho de resistência do concreto em função do tempo

Fonte: Neville (2016)

A referência para resistência média é obtida aos 28 dias de idade, segundo Helene e Terzian (1992). Para Neville (2016), este conhecimento da relação resistência-tempo torna-se importante quando a estrutura vai ser submetida ao carregamento pleno, em idades maiores. 2.3.5 Aplicações

Para Pinheiro et al. (2010), o concreto é um material de extrema importância na área da construção civil e apresenta inúmeras vantagens em relação a outros materiais, também relacionadas a sua aplicação.

Dentre algumas aplicações, podem ser citadas residências, edifícios, galpões industriais, obras hidráulicas e de saneamento, rodovias e as mais diversas estruturas encontradas atualmente no Brasil e no mundo (PINHEIRO et al., 2010).

(33)

2.4 CONCRETO PERMEÁVEL 2.4.1 Conceito

O termo concreto permeável (figura 1) é utilizado para designar concretos caracterizados por uma grande quantidade de vazios interligados entre si, permitindo assim uma fácil passagem de fluídos, o que resulta numa elevada permeabilidade (LAMB, 2014). Segundo o autor, para a produção deste concreto é dispensado o uso do agregado miúdo, sendo utilizado apenas o cimento, água e agregado graúdo.

Figura 1: Concreto permeável

Fonte: Eco4planet (2016)

Neville (2016) expõe que o concreto permeável trata-se de um aglomerado de partículas de agregados graúdos, envoltas por uma camada de pasta de cimento, possuindo assim grandes vazios em seu interior. O referido autor também cita que estes vazios determinam a baixa resistência se comparado ao concreto convencional, porém, faz com que a alta porosidade adquira uma ótima função de drenagem.

O lançamento deste concreto deve ocorrer de forma bastante rápida, já que pode ocorrer a secagem da fina camada da pasta de cimento, resultando num efeito negativo de perda de resistência (BROOK, 1982).

(34)

Para Batezini (2013), pode ser adicionada na mistura combinações de aditivos e adições, com a finalidade de atribuir ao concreto melhores desempenhos referentes às suas solicitações.

A NBR 16416 (2015) estabelece os requisitos mínimos exigíveis ao projeto, especificação, execução e manutenção de pavimentos permeáveis de concreto, construídos com revestimentos de peças de concreto intertravadas, placas de concreto ou pavimento de concreto moldado no local.

2.4.2 Evolução

De acordo o boletim da American Concrete Institute (ACI) 522R (2006), o primeiro registro do uso do concreto permeável ocorreu no ano de 1852, no Reino Unido.

Conforme Li (2009), os primeiros estudos referentes ao uso do concreto permeável tiveram início há mais de 150 anos, mas a sua real aplicação teve significativo avanço há pouco mais de 20 anos, nos EUA. O autor cita que cada vez mais as pesquisas sobre este material tornam-se atrativas, pelo fato do concreto permeável apresentar bom desempenho e durabilidade, permitindo o seu emprego em equipamentos de drenagem urbanos.

Ainda que o uso do concreto permeável tenha sido utilizado amplamente na Europa nos últimos 60 anos, seu uso nas Américas até o fim do século XX ocorreu de forma muito limitada, uma vez que a América não sofreu com a escassez de materiais como aconteceu na Europa, em função da Segunda Guerra Mundial (GHAFOORI, 1995). Este mesmo autor relata que a produção do concreto permeável nos EUA ocorreu somente na década de 70.

Lamb (2014) reitera que o uso do concreto permeável como tecnologia em drenagens urbanas começou a ser usado no final do ano de 1990 e início de 2000. Para o autor, esta tecnologia utilizada em elementos de drenagem é relativamente nova, onde se tem poucos estudos sobre esta aplicação.

Nos dias atuais, portanto, a principal razão de estudo e aplicabilidade do concreto permeável é em virtude de sua alta porosidade (HOLTZ, 2011). Porém, segundo o autor, as pesquisas e referências sobre o concreto permeável no Brasil são pouco difundidas, o que traz uma lacuna referente à sua normatização.

(35)

Segundo relatos de Lamb (2014), o uso desta tecnologia começou a despertar a atenção das sociedades e alguns projetos sobre o concreto permeável já foram empregados, como por exemplo, no Parque de Belo Horizonte, na USP e no Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME).

2.4.3 Características

A principal característica do concreto permeável é a retenção do escoamento superficial, resultando numa diminuição do pico de vazão das águas pluviais (COSTA; ALVES; BARBOSA, 2011). Outra característica importante, segundo Marchioni e Silva (2010), é que este concreto funciona como uma espécie de filtro das águas pluviais precipitadas, o que reduz consideravelmente a contaminação do solo.

O concreto permeável deve possuir um elevado índice de vazios interligados entre si, onde em sua composição a areia é desprezada, permitindo assim a percolação de águas pluviais entre a superfície do mesmo (POLASTRE; SANTOS, 2006). Huffman (2005) cita que o concreto permeável tem a capacidade de permitir a passagem de água numa quantidade que chega a 5080 mm/h por 0,09 m², o que resulta em 11,4 a 19,1 l/min.

Ainda segundo Huffman (2005), um concreto permeável dosado adequadamente deve proporcionar baixa densidade, apresentar uma elevada taxa de permeabilidade e possuir boa capacidade estrutural.

Holtz (2011) cita que a alta porosidade do concreto permeável pode reduzir sua resistência se comparado com o concreto convencional, fazendo com que o seu uso fique restrito a áreas de tráfego leve. O índice de vazios deste concreto fica em torno de 15 a 25 % (HOLTZ, 2011).

Quanto a sua resistência a compressão, o concreto permeável tende a suportar cargas de 3,5 a 28 MPa (ACI, 2006). Polastre e Santos (2006) reiteram que em média, o concreto permeável obtém resistência na ordem de 25 MPa. Com estes dados, Holtz (2011) relata que o concreto permeável garante uma boa resistência se dosado corretamente, apesar do elevado índice de vazios.

(36)

Para Tennis, Leming e Akers (2004), o concreto permeável é caracterizado por apresentar uma textura superficial diferenciada quando comparado ao concreto convencional, pelo fato do mesmo não conter agregado miúdo em sua composição, apresentando uma superfície mais rugosa devido ao seu alto coeficiente de atrito.

A massa específica e o índice de vazios do concreto permeável variam de acordo com a proporção de cada material constituinte da mistura e da forma de compactação utilizada (LAMB, 2014). Esta massa específica em seu estado fresco, segundo Tennis, Leming e Akers (2004) varia em torno de 1300 a 2000 kg/m³.

Em relação ao índice de vazios, o concreto permeável deve apresentar um índice em torno de 20 %, o que garante simultaneamente boas características referentes à permeabilidade e resistência deste concreto (TENNIS; LEMING; AKERS, 2004).

Outra fundamental característica que garante a sua porosidade e resistência é a relação água/cimento (a/c), que deve ficar entre 0,27 a 0,30, podendo chegar ao limite máximo de 0,40, dependendo do uso de aditivos (ACI, 2006). A figura 2 mostra o teor de água ideal para o processo de produção do concreto permeável.

Figura 2: Teor de água

Fonte: Coninfra (2009)

Como em sua composição é desprezado o uso do agregado miúdo, o agregado graúdo deve possuir característica homogênea, variando de 0,5 a 20 mm de diâmetro, sabendo que a rugosidade do concreto aumenta conforme o aumenta o diâmetro do agregado (TENNIS; LEMING; AKERS, 2004).

(37)

Para melhorar as características do concreto permeável, podem ser utilizados materiais complementares, como a cinza volante, a escória granulada de alto forno e a sílica ativa (ACI, 2006). O boletim também descreve que estes materiais podem influenciar no tempo de pega, porosidade, resistência e permeabilidade do concreto.

Por possuir estrutura porosa e superfície relativamente alta, o concreto permeável necessita de um tempo de cura maior do que o concreto convencional, sendo recomendado, ao final da concretagem, cobri-lo com uma lona plástica (figura 3) por um período de sete dias (ACI, 2006).

De acordo com a norma ACI (2006), o emprego desta lona plástica auxilia no processo de cura, evitando a perda de água do concreto permeável por evaporação.

Figura 3: Cobrimento do concreto permeável por meio de lona plástica

Fonte: Coninfra (2009)

O tempo de concretagem do concreto permeável deve ser menor se comparado ao concreto convencional, devendo ser concluído até em 1 hora entre o tempo inicial do processo até o final da concretagem, pelo fato do aumento da taxa de evaporação, perdendo água ao ambiente com maior rapidez (LAMB et al., 2013).

(38)

2.4.4 Aditivos

Como conceito, um aditivo pode ser descrito como um produto químico que ao ser adicionado no concreto, proporciona alterações específicas ou em suas diversas propriedades (NEVILLE, 2016).

No processo de mistura do concreto permeável, diferentes tipos de aditivos e adições podem ser incorporados com a finalidade de alcançar melhoras específicas, como por exemplo, aumento de resistência, desempenho e trabalhabilidade (BATEZINI, 2013). Além disso, o uso de aditivos pode atribuir consideráveis vantagens ao concreto, tanto físicas quanto econômicas, possibilitando a utilização em situações de extrema dificuldade de produção e execução (NEVILLE, 2016).

Conforme Neville (2016), alguns aditivos podem ser destacados, sendo eles: aditivos aceleradores, aditivos redutores de água e aditivos superplastificantes.

 Aditivos aceleradores – sua principal função é acelerar a resistência inicial do concreto (endurecimento) e simultaneamente, a sua pega.

 Aditivos redutores de água – têm por objetivo reduzir o teor de água da mistura (de 5 a 10%), o que diminui a relação a/c, aumentando a trabalhabilidade deste concreto.

 Aditivos superplastificantes – tem a capacidade de favorecer as características de trabalhabilidade e tempo de pega na moldagem do concreto permeável (ACI, 2006).

Para Lamb (2014), os aditivos selecionados devem ser utilizados cuidadosamente para que o produto final possua vazios consideráveis, tornando-o permeável. As características a serem analisadas nos aditivos são: massa específica, aspecto e desempenho (HELENE e TERZIAN, 1992).

(39)

2.4.5 Aplicações

O concreto permeável, segundo Lamb (2014) pode ser empregado para uma grande variedade de aplicações, tais como calçadas, estacionamentos, parques, praças, quadras de tênis, estruturas hidráulicas, isolamento térmico e acústico de paredes, entre diversas outras.

Em conformidade com Aciolli (2005), alguns fatores são significativos para a aplicação do concreto permeável:

Os problemas de urbanização, onde este concreto seria de suma importância para os equipamentos de drenagem urbanos nos grandes centros.

Aplicação deste concreto em pavimentos de rodovias, reduzindo os efeitos de aquaplanagem e de “spray”, proporcionando maior dirigibilidade e segurança aos motoristas.

Aplicação em locais onde o ruído é muito elevado, pois este concreto faz com que as ondas sonoras penetrem em seus vazios.

Conforme Virgiliis (2009), o concreto permeável pode ser utilizado em baixos volumes de tráfego (figura 4), como áreas de calçadas e estacionamentos residenciais, podendo também suportar cargas de tráfego médio, como em ruas residenciais e estacionamentos comerciais. Ainda segundo o autor, seu emprego está cada vez mais difundido, onde atualmente está sendo utilizado em importantes vias de circulação, como por exemplo, em vias da cidade de Bordeaux, na França.

(40)

Figura 4: Uso do concreto permeável em áreas de baixo tráfego

Fonte: Coninfra (2009)

Para Holtz (2011) o concreto permeável pode ser usado para absorver menos a radiação solar, facilitando a sobrevivência da arborização existente. De acordo com o autor, sua utilização pode amenizar os problemas das enxurradas urbanas, outro grande problema dos grandes centros urbanos.

Levando em consideração que sua resistência é diminuída em função da maior permeabilidade, o concreto permeável é mais indicado para locais de menor solicitação de carga, como ciclovias, quadras poliesportivas e estacionamentos, onde a resistência é menos exigida (MAZZONETTO, 2011).

Devido a sua elevada porosidade e boas propriedades acústicas, o concreto permeável pode ser empregado como isolante térmico e acústico em paredes de residências e edifícios (LAMB, 2014).

Embora apresente inúmeras aplicações e pontos positivos, aspectos quanto ao projeto, execução e manutenção do concreto permeável ainda não estão dominados pela sociedade, que possui uma resistência em função da utilização desta nova tecnologia, tanto pelo descaso em

(41)

relação aos resíduos sólidos e impermeabilização do solo quanto pela necessidade de mão-de-obra especializada para a produção deste concreto (LAMB, 2014).

2.4.6 Manutenção

Para Lamb (2014), o concreto permeável demanda pouca ou nenhuma manutenção, sendo constituída principalmente pela prevenção de entupimentos na estrutura de seus poros. Também cita que em sua execução deve-se ter o cuidado de impedir o fluxo de materiais pela sua superfície, como por exemplo, grama, folhas e outros materiais, que podem infiltrar em seus poros, prejudicando a sua permeabilidade. Em caso de entupimento, é necessária uma aspiração para remover os detritos que se alojam em seus vazios, ou em alguns casos, uma lavagem a alta pressão pode ser aplicada (LAMB, 2014).

Uma das desvantagens do concreto permeável é o gasto com a limpeza da superfície do mesmo, onde os poros permeáveis podem ser entupidos com o passar do tempo (VIRGILLIS, 2009).

Gal (1992) cita que o concreto permeável pode perder sua permeabilidade devido a diversos fatores e situações de tráfego intenso nos centros urbanos.

Em relação aos pavimentos de concreto permeável, o mesmo necessita de menor reparo se comparado ao asfalto, e possui uma vida útil relativamente alta (HOLTZ, 2011).

2.4.7 Utilização do Concreto Permeável na Drenagem Urbana

A principal função do concreto permeável na utilização em sistemas de drenagem urbanos é reter o escoamento superficial, reduzindo assim o pico de vazão e diminuindo o efeito das inundações (MARCHIONI; SILVA, 2010). Lamb (2014) complementa que a principal contribuição do uso do concreto permeável em elementos de drenagem urbana está relacionada com a sua utilização em elementos de pavimentação, revertendo o grande processo de impermeabilização do solo.

Atualmente, pisos permeáveis estão sendo aplicados em novas construções, pois além do fato de serem ecologicamente corretos, estes pisos tem função de drenagem, onde praticamente toda a água proveniente da chuva é absorvida pelo pavimento, aumentando sua área permeável

(42)

(COSTA; ALVES; BARBOZA, 2011). Ainda conforme os referidos autores, estes pavimentos permeáveis podem ser empregados tanto em obras particulares como em obras públicas, como por exemplo, em parques, praças ou substituindo calçadas.

Para Marchioni e Silva (2010), os pavimentos permeáveis representam uma alternativa para solucionar os impactos provenientes das inundações urbanas, permitindo a infiltração das águas pluviais e em alguns casos, podendo reduzir em até 100% o escoamento superficial.

O concreto permeável ou poroso é a última etapa de um sistema de drenagem onde o material vem sendo adotado por construtores para solucionar problemas referentes à infiltração e permeabilidade na pavimentação de terrenos (MAZZONETTO, 2011).

Lamb (2014) cita que o concreto permeável permite que as águas pluviais passem através dele, sendo armazenadas nas camadas inferiores, base e sub-base. Através deste processo, é conduzida ao lençol freático por meio do subleito ou então levada ao sistema de drenagem da cidade (LAMB, 2014).

O concreto permeável também tem uma importante função, pois contribui para a manutenção dos aquíferos subterrâneos e para a redução da quantidade e velocidade do escoamento superficial através das áreas impermeabilizadas (LAMB, 2014).

Holtz (2011) fala que o emprego do concreto permeável reduz a necessidade da utilização de grandes poços de detenção, evitando a necessidade de encanamentos, drenos e sistemas de drenagem de águas pluviais, gerando menores custos de mão-de-obra, construção e manutenção.

(43)

3 MÉTODO DE PESQUISA

Neste capítulo será abordado o método de pesquisa utilizado, indicando as estratégias adotadas durante este trabalho. Apresenta também o delineamento do processo de pesquisa, os estudos preliminares, a caracterização dos materiais constituintes na mistura e os ensaios realizados.

3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA

A pesquisa foi feita através de um estudo exploratório. Uma pesquisa exploratória pode ser entendida como um estudo preliminar onde o principal objetivo é familiarizar-se com o fenômeno que está sendo investigado, de modo que sua próxima pesquisa possa ser realizada com maior compreensão e precisão (THEODORSON; THEODORSON, 1970).

Sua abordagem é de ordem quantitativa, onde coletaram-se dados existentes com base em materiais já elaborados. Segundo Richardson (1989), o método quantitativo caracteriza-se pelo emprego da quantificação, tanto na coleta de informações como nas técnicas estatísticas adotadas para interpretação das mesmas. Ainda conforme o autor, esta técnica tem por objetivo garantir a precisão dos trabalhos apresentados.

Quanto aos procedimentos, esta pesquisa é de ordem experimental. Uma pesquisa experimental é quando se determina uma questão ou um problema de estudo, selecionam-se as informações necessárias referentes ao assunto e variáveis que podem influenciá-lo, e por fim, interpretam-se as formas de controle e de observação dos efeitos que as variáveis produzem neste estudo através de experiências (GIL, 2008).

Para a realização deste trabalho, tomaram-se como base estudos de outros autores que também abordaram o tema concreto permeável. Como no Brasil ainda não existem normas específicas sobre este conteúdo, a maneira adotada foi obter o máximo conhecimento sobre os agregados constituintes, o processo de mistura, processo de cura e ensaios, objetivando reunir os melhores resultados para uma possível melhora em seu traço.

(44)

controlada. Foram estas as características que apresentaram melhores resultados em pesquisas de outros autores.

Dentre os vários ensaios possíveis do concreto permeável, foi escolhida a resistência à compressão, para analisar de fato a resistência do concreto, e a taxa de infiltração de água, para analisar a capacidade de percolação de água sobre os poros do concreto.

Para a realização do ensaio de resistência à compressão, foram moldados, no total, 12 corpos de prova de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, sendo eles, seis no traço 1:3 e outros seis no traço 1:4. Dentre os seis corpos de prova de cada traço, dois foram ensaiados aos 7 dias, dois aos 14 dias e os últimos dois foram ensaiados aos 28 dias de idade.

Para o ensaio de taxa de infiltração de água, foi necessária a moldagem de duas placas de concreto permeável com dimensões de 100x40x7 cm, sendo uma delas no traço 1:3 e a outra no traço 1:4.

Com os resultados desta dissertação, foi realizado um comparativo com os dados de outros trabalhos, servindo de suporte para analisar se os dados obtidos apresentam um parâmetro semelhante. Como os métodos de produção e realização de ensaios são empíricos, não existe uma maneira única de chegar ao mesmo produto, consequentemente, os resultados variam de um trabalho para outro.

Os resultados da resistência à compressão foram comparados com os estudos de Schwetz et al. (2015), que alcançou as melhores resistências aos 28 dias de idade com cura em câmara úmida em temperatura ambiente. Já os resultados de taxa de infiltração de água tiveram como comparativo o trabalho realizado por Lamb (2014), com idade de 14 dias. Estes comparativos foram realizados no capítulo 4 deste trabalho.

3.2 DELINEAMENTO

Neste item serão apresentadas as etapas deste trabalho, conforme figura 5. Inicialmente, tem-se a revisão bibliográfica com o objetivo de extrair todo o conhecimento possível de pesquisas e dissertações já produzidas. Esta revisão aborda principalmente pontos relacionados

(45)

ao cimento Portland, agregados miúdo e graúdo, concreto convencional e ao concreto permeável, que é o tema principal deste trabalho.

O segundo passo descreve o desenvolvimento e produção do concreto permeável em laboratório, onde os traços foram devidamente selecionados juntamente com a forma de produção deste concreto em função de outros trabalhos estudados.

Após o procedimento de produção e cura do concreto, a próxima etapa apresenta os ensaios em laboratório ao qual o concreto permeável foi submetido. Estes ensaios objetivam descrever sua resistência à compressão e sua capacidade de infiltração de água no solo.

Como objetivo da pesquisa, o último passo analisa todos os dados obtidos através dos ensaios em laboratório e aponta o melhor traço do concreto permeável que poderá ser usado em áreas da Engenharia Civil, possivelmente empregado em obras de drenagem urbana. Um comparativo entre os resultados deste e de outros trabalhos foi realizado para analisar se houve coerência entre eles.

Figura 5: Delineamento da pesquisa

(46)

3.3 ESTUDOS PRELIMINARES 3.3.1 Caracterização dos Materiais

No desenvolvimento deste trabalho foram utilizados alguns materiais de construção civil, sendo eles: cimento, agregado graúdo (brita 0), água, aditivo superplastificante e acelerador de pega. Estes materiais foram previamente submetidos a ensaios físicos com base nas normas brasileiras (NBR’s), sendo realizados no LEC da Unijuí.

O cimento adotado foi o CP V – ARI (figura 6) com alta resistência inicial. Conforme o fabricante, este cimento é mais forte que o cimento comum, fornecendo o dobro de desempenho e alta resistência nas primeiras idades.

Figura 6: Cimento CP V – ARI

Fonte: autoria própria

A tabela 3 apresenta as principais características do cimento CP V – ARI após obtê-las na realização dos ensaios físicos.

(47)

Tabela 3: Características do cimento

Fonte: autoria própria

O agregado graúdo é composto pelo pedrisco (brita 0) por ser considerado o agregado ideal em misturas de concreto permeável (ACI, 2006), e também por ser esta a opção adotada em outros trabalhos estudados, como mostra a figura 7.

Figura 7: Pedrisco (brita 0)

Fonte: autoria própria

As características deste agregado foram encontradas através da realização de ensaios físicos e estão informadas na tabela 4.

Características Valor

Massa específica (g/cm³) 3,158 Início de pega (min) 164

Fim de pega (min) 234

Finura média 9,4

(48)

Tabela 4: Características do agregado graúdo

Fonte: autoria própria

A água utilizada (figura 8) foi fornecida pela Companhia Riograndense de Saneamento (CORSAN), sendo esta a rede de abastecimento de água da cidade de Ijuí/RS.

Figura 8: Água destilada

Fonte: autoria própria

O aditivo selecionado foi o REOBETON 1000, da marca BASF. Trata-se de um aditivo líquido, com características de superplastificante e acelerador de pega, ideal para concretos com baixo fator a/c. Este aditivo atende as exigências da norma brasileira NBR 11768 (1992), (tipo PA e SPA).

Segundo o fabricante (BASF), REOBETON 1000 deve ser adicionado após o final da mistura dos componentes ou junto à segunda parte da água de amassamento que será utilizada na

Características Valor Massa específica (g/cm³) 2,89 Massa unitária (g/cm³) 1,59 Módulo de finura 5,89 Dimensão Máxima (mm) 9,5 Absorção (%) 1,59

(49)

mistura e não deve ser adicionado aos componentes secos do concreto. Seu tempo de pega pode ser influenciado pela temperatura e umidade ambiente, e deve ser utilizado na faixa de 0,8 a 1,2 % sobre o peso do cimento. A tabela 5 apresenta as características do aditivo adotado.

Tabela 5: Características do aditivo

Fonte: Adaptado de BASF (2016)

3.3.2 Processo de Mistura do Concreto Permeável

Com a caracterização física dos materiais concluída, o passo seguinte foi o processo de mistura destes constituintes para a obtenção do concreto permeável. Nesta etapa foi tomado como exemplo o trabalho de Lamb (2014), onde descreve a ordem dos materiais na betoneira. Primeiramente a betoneira foi molhada para que os materiais não aderissem em suas paredes. Foi adicionado todo o agregado graúdo e rodou por um minuto. Em seguida, metade da água foi adicionada e rodou por mais um minuto. O cimento foi adicionado, rodando por mais um minuto e por fim, o restante da água foi adicionado, juntamente com a porção de aditivo, rodando toda a mistura por mais dois minutos.

Uma avaliação tátil-visual (figura 9) foi feita para analisar se a mistura estava concluída, conforme Schwetz et al. (2015). Com um brilho superficial aparente e teor de água ideal, o concreto apresentou as características necessárias.

Estado Fresco Estado Endurecido

Melhora a coesão do concreto Aumenta a resistência à compressão, final e inical Reduz a exsudação Aumenta a resistência à flexão

Reduz a quantidade de água Aumenta o módulo de elasticidade Reduz o tempo de pega Ajuda a eliminar as juntas frias

(50)

Figura 9: Avaliação tátil-visual

Fonte: autoria própria

Após o processo de mistura estar concluído e o concreto permeável apresentar características satisfatórias e de acordo com a norma ACI (2006), a mistura foi moldada em corpos de prova cilíndricos de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, com base na NBR 5738.

Os corpos de prova adotados foram confeccionados em policloreto de polivinila (PVC) pela praticidade de desforma e reutilização. Os mesmos foram cortados em uma serra fita na carpintaria da Unijuí, também sendo feito um corte transversal para facilitar a desforma do corpo de prova. Para o fechamento da parte inferior, foi colocada a tampa de PVC com fita adesiva ao seu redor, para garantir a sua vedação. Em seu interior, foi utilizado desmoldante para que os constituintes da mistura não aderissem nas paredes laterais do corpo do prova.

O adensamento dos corpos de prova (figura 10) foi feito conforme a NBR 5738. Introduziu-se uma camada de concreto fresco no molde onde o volume ocupou a metade do corpo do prova. Com uma haste cilíndrica de aço, foram aplicados manualmente 12 golpes atravessando toda a espessura do concreto. A segunda camada foi introduzida, preenchendo totalmente o molde e mais 12 golpes foram aplicados com a mesma haste utilizada anteriormente.

(51)

Figura 10: Adensamento dos corpos de prova

Fonte: autoria própria

Por fim, realizou-se o rasamento da superfície com a borda do molde, utilizando uma régua metálica apropriada para tal (figura 11).

Figura 11: Rasamento dos corpos de prova cilíndricos

(52)

Para a realização do teste de taxa de infiltração de água, precisou-se moldar a mistura em placas com dimensões de 100x40x7 cm, tomando como base o Caderno de Encargos do Departamento de Esgotos Pluviais (PORTO ALEGRE, 2005). Esta placa foi confeccionada em madeira tipo cedrinho e pregos com bitola 18 x 27 da marca Gerdau. A compactação foi feita tomando como referência a norma ACI 522R (ACI, 2006), onde se utilizou um rolo de aço de aproximadamente 50 kg/m, como mostra a figura 12.

Figura 12: Compactação da placa

Fonte: autoria própria

Após a compactação, a superfície da placa e dos corpos de prova foi molhada para favorecer o processo de cura, o qual também é recomendado pela norma ACI 522R (ACI, 2006), demonstrado na figura 13.

Referências

Documentos relacionados

Com o intuito de aperfeic¸oar a realizac¸˜ao da pesquisa O/D, o objetivo do presente trabalho ´e criar um aplicativo para que os usu´arios do transporte p´ublico informem sua origem

Neste capítulo, será apresentada a Gestão Pública no município de Telêmaco Borba e a Instituição Privada de Ensino, onde será descrito como ocorre à relação entre

O valor da reputação dos pseudônimos é igual a 0,8 devido aos fal- sos positivos do mecanismo auxiliar, que acabam por fazer com que a reputação mesmo dos usuários que enviam

forficata recém-colhidas foram tratadas com escarificação mecânica, imersão em ácido sulfúrico concentrado durante 5 e 10 minutos, sementes armazenadas na geladeira (3 ± 1

O primeiro passo para introduzir o MTT como procedimento para mudança do comportamento alimentar consiste no profissional psicoeducar o paciente a todo o processo,

29 Table 3 – Ability of the Berg Balance Scale (BBS), Balance Evaluation Systems Test (BESTest), Mini-BESTest and Brief-BESTest 586. to identify fall

Os supercondutores magnéticos, volantes de inércia e os condensadores são apropriados para aplicações que necessitam de grande potência de saída em pouca

Dessa maneira, os resultados desta tese são uma síntese que propõe o uso de índices não convencionais de conforto térmico, utilizando o Índice de Temperatura de Globo Negro e