PP_Santos_Análise De Concretos De Alta Fluidez Comercializados Em Sinop – MT

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

JONATAS CECILIO DOS SANTOS

ANÁLISE DE CONCRETOS DE ALTA FLUIDEZ

Comercializados em Sinop – MT

Sinop – MT

2016/1

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

JONATAS CECILIO DOS SANTOS

ANÁLISE DE CONCRETOS DE ALTA FLUIDEZ

Comercializados em Sinop – MT

Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop - MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Prof. Orientador: Dr. André Luiz Nonato Ferraz

Sinop – MT

2016/1

LISTA DE TABELAS

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Gráfico de relação volumétrica ... 14

Figura 2 - Desenho esquemático - Caixa V ... 23

Figura 3 - Desenho esquemático - Caixa L ... 25

LISTA DE ABREVIATURAS

CAA – Concreto Auto-Adensável; CC – Concreto Convencional;

EFNARC - European Federation for Specialist Construction Chemicals and Concrete Systems;

RDC – Roller Compacted Concrete for Dams; SCC – Self Compact Concrete.

DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

1. Título: Análise de concretos de alta fluidez comercializados em Sinop – MT.

2. Tema: Engenharia Civil

3. Delimitação do Tema: Tecnologia do Concreto

4. Proponente: Jonatas Cecilio dos Santos

5. Orientador: Dr. André Luiz Nonato Ferraz

6. Coorientador: -

7. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado de Mato Grosso –

UNEMAT.

8. Público Alvo: Instituições de ensino, pesquisadores, profissionais de engenharia civil e empresas que utilizam concreto na região de Sinop – MT.

9. Localização: Universidade do Estado de Mato Grosso, campus universitário de Sinop – MT, Avenida dos Ingás, 3001, Jardim Imperial, Sinop, Mato Grosso.

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ... I LISTA DE FIGURAS ... II LISTA DE ABREVIATURAS ... III DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ... IV 1 INTRODUÇÃO ... 6 2 PROBLEMATIZAÇÃO ... 8 3 JUSTIFICATIVA ... 10 4 OBJETIVOS ... 11 4.1 OBJETIVO GERAL ... 11 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 11 5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 12 5.1 DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO ... 13 5.2 UTILIZAÇÃO DO CAA ... 15

5.3 MÉTODOS DE ANÁLISE DO CAA ... 18

5.3.1 Slump Flow e slump flow T50 ... 19

5.3.2 V-Funel 5min ... 19 5.3.3 L-Box ... 19 5.3.4 U-Box ... 19 5.3.5 Fill-Box ... 20 5.3.6 U-Pipe ... 20 5.3.7 Oriment Test ... 20 5.3.8 J-Ring ... 20 6 METODOLOGIA ... 21 6.1 PESQUISA TEÓRICA ... 21 6.2 ESTUDO EXPERIMENTAL ... 21 6.2.1 Estado Fresco ... 21

6.2.1.1 Slump Flow, slump flow T50 ... 22

6.2.1.2 V-Funel 5min ... 23 6.2.1.3 L-Box; ... 24 6.2.1.4 U-Box; ... 26 6.2.2 Estado Endurecido ... 27 7 CRONOGRAMA ... 28 8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO ... 29

1 INTRODUÇÃO

O concreto vem passando por modificações tecnológicas que cada dia mais aprimoram o material a níveis de trabalhabilidade e resistência melhores, reduzindo custo e ampliando a produtividade. Na década de 90 se intensificaram as pesquisas em uma nova modalidade de concreto, o concreto auto-adensável – CAA. Conforme Ferraz (2009) “o primeiro C.A.A. foi produzido em 1988, na Universidade de Tóquio, por pesquisadores japoneses, dentre eles destacam-se Okamura, Osawa e Maekawa”. Esse material por sua vez tem a capacidade de preencher os vazios de uma forma sem a necessidade de adensamento mecânico ou manual.

Para se chegar a esse resultado o concreto passou por uma modificação em sua composição, adicionando o superplastificante e aumentando a taxa de aglomerante, o que encareceu o produto final quando comparado ao concreto convencional. Porém quando a análise comparativa leva em conta os demais fatores que compõem o custo total de uma construção, a redução de mão de obra e o aumento da velocidade de concretagem pode garantir um valor final equivalente, ou até mesmo mais baixo. Segundo Bennenk (2007) apud Alencar et al (2008) esse é o ponto que, de certa forma, traz sustentabilidade à nova tecnologia.

Atualmente o volume do material utilizado é maior. A área que mais usufrui da nova categoria de concreto é a produção dos pré-moldados, onde Walraven (2007) afirmar que em alguns países industrializados o material passa a ser a regra e não a exceção. Em alguns casos chega a somar 100% do concreto na execução de algumas plantas.

Porém essa ainda não é a realidade brasileira, onde a utilização do concreto convencional é muito maior que o CAA. Talvez isso seja agravado por falta de estudos na área (uma realidade que vem mudando rapidamente), ou por insegurança na utilização da nova tecnologia. Em Sinop – MT não é diferente, onde através de conversas informais com empresários proprietários de construtoras pode se observar que a utilização do concreto CAA ainda não é muito difundida.

Em uma entrevista com um engenheiro responsável pelo desenvolvimento de concreto em uma das concreteiras de Sinop, foi relatado que os materiais necessários para a produção do CAA não são amplamente disponibilizados no mercado local. Talvez esse seja um agravante para a dificuldade no aperfeiçoamento da tecnologia do concreto auto-adensável na região. É possível que a dificuldade de obtenção dos

materiais encareça o produto final, tornando-o menos atrativo ao mercado. Sendo assim, o que possivelmente seja a prática mais comum é a adição de superplastificante ao concreto convencional, juntamente com a utilização do termo “concreto de alta fluidez” a fim de tentar atingir o resultado esperado de um CAA.

Dessa forma o presente estudo pretende caracterizar este concreto disponível afim de garantir maior segurança para as empresas que querem usá-lo em suas obras. Quanto maior a quantidade de estudos na área do concreto auto-adensável, maior será a confiança do mercado e por fim poderá se chegar ao ponto desse tipo de concreto ser considerado um material cotidiano nas construções da região.

2 PROBLEMATIZAÇÃO

O estilo de construção na cidade de Sinop está sendo modificado. Atualmente a quantidade de edifícios altos sendo construídos é considerável, sendo assim a utilização de concretos com maior avanço tecnológico vem se tornando fator chave de sucesso. Dessa forma o concreto usinado passou a ser material corriqueiro, amplamente utilizada na região. Porém a dificuldade de bombeamento para andares mais altos se torna um fator determinante nas construções verticalizadas, sendo necessário cada vez mais um concreto com fluidez elevada.

Outro item relevante na construção de edifícios é a redução das seções das vigas, pilares e lajes, que vem sendo diminuídas com o auxílio de armaduras ativas, entre outras tecnologias. Essas alterações nos elementos estruturais os tornam cada vez mais esbeltos e leves, afim de se atingir maiores alturas nas edificações sem acarretar em um aumento de carga excessiva. Essa prática também aumenta a taxa de armadura das peças, tornando difícil o adensamento, sendo necessário que o concreto se acomode preenchendo uniformemente todos os vazios sem a necessidade de vibração ou compactação.

Outra modalidade de construção que vem tomando força na região é a de pré-moldados. Os elementos fabricados tornam-se cada vez mais presentes nas construções e muitas das vezes ficam aparentes, sem a aplicação de revestimentos, como é o caso dos pilares de barracões. Obras públicas, como é o caso da passarela de pedestres localizada na BR-163, em Sorriso – MT não possui revestimento, exigindo que a peça pré-moldada já possua um acabamento aceitável.

Na indústria de armazenagem de grãos os pré-moldados vem ganhando espaço por vários motivos, como o acabamento final das peças, tempo de fabricação e redução de custos. Uma das empresas consultadas informou que cerca de 50% do volume de concreto empregado em suas unidades de armazenagem, é destinado à fabricação de elementos pré-moldados.

O concreto auto-adensável atende todas as necessidades citadas acima, seja de adensamento sem compactação ou vibração, acabamento final sem vazios ou a alta fluidez, que facilita o bombeamento. Porém essas vantagens exigem um controle tecnológico maior, o que de certa forma as vezes inibe as empresas de trabalharem com o material. Até mesmo as concreteiras da região muitas das vezes preferem

trabalhar com concretos mais fluidos apenas adicionando aditivos superplastificantes ao concreto em busca dessa característica.

No entanto a fluidez é apenas um dos pré-requisitos para o concreto ser considerado auto-adensável. Sendo assim, será que os concretos tidos como de alta fluidez disponíveis na região podem ser considerados concretos auto-adensáveis?

3 JUSTIFICATIVA

Os benefícios financeiros na utilização do CAA são baseados na redução de custo da mão de obra com aumento na velocidade de concretagem. Isso acontece porque as características do material proporcionam um melhor preenchimento dos vazios, não necessitando de energia de compactação ou vibração. Dessa forma o CAA é um material de alto desempenho na concretagem de elementos de formas complexas e elementos altamente armados. Outro fator que incentiva o uso do CAA é que o acabamento das peças pré-moldadas. O resultado final são peças muito mais lisa, sem o aparecimento de vazios, trazendo qualidade tanto visual quanto estrutural para a obra, uma vez que o cobrimento especificado em projeto é uniforme em todo o elemento.

Porém mesmo com todas as vantagens apresentadas pelo material, ainda existe uma baixa utilização quando comparado com o volume total de concreto utilizado. As empresas que utilizam o concreto em suas obras precisam ter maior segurança em relação ao material que estão adquirindo. O interesse é garantir que o aumento no custo por metro cubico do material realmente traga o resultado esperado na redução dos demais custos, como a redução de mão de obra e aceleração do processo de concretagem.

A segurança das empresas que utilizam os concretos fluidos disponíveis na região é fundamental para que a indústria de concretos auto-adensáveis cresça e o material possa torna-se um item cotidiano nas obras. Um passo para se atingir esse objetivo pode ser dado através da transparência e imparcialidade na análise dos concretos de alta fluidez disponíveis no mercado local, de forma cientifica, com métodos consagrados no controle das suas propriedades.

Sendo assim o que se propõe no presente estudo é realizar os testes com uma amostra do concreto mais fluido disponível em cada uma das concreteiras da cidade de Sinop – MT. O intuito é de descobrir se o concreto comercializado pode ser categorizado como auto-adensável, ou se são concretos convencionais com uma fluidez elevada. Caso uma ou mais amostras seja caracterizada como CAA será possível classifica-la em qual categoria ela se enquadra.

4 OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GERAL

Analisar concretos de alta fluidez das concreteiras de Sinop –MT, comparando com as especificações recomendadas pela EFNARC1 _{2002, ISBN: 0-9539733-4-4,} referente a concretos auto-adensáveis.

4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Analisar a resistência à compressão do concreto mais fluido disponível em cada uma das concreteiras, preferencialmente com a mesma resistência à compressão, de 25MPa;

 Apresentar os resultados comparativos dos principais testes de controle de concretos auto-adensáveis, realizados com cada um dos concretos estudados;  Analisar a perda de fluidez do concreto no intervalo de 30 e 60 minutos;

 Contribuir com os avanços tecnológicos dos concretos especiais na cidade de Sinop – MT.

1 _{EFNARC - European Federation for Specialist Construction Chemicals and Concrete Systems.} Tradução livre “Federação Europeia para Especialista Químicos para Construção e Sistemas de concreto”.

5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Conforme Ferraz (2009) e Gomes (2013), o concreto auto adensável foi inicialmente desenvolvido no final da década de 1980 pelo professor Hajime Okamura, em parceria com Osawa e Maekawa, no Japão. Segundo Okamura e Ouchi (2003), apud Gomes (2013), o principal motivo para tal avanço tecnológico foi a necessidade de se criar edificações com maior durabilidade em um momento de escassez de equipamentos especiais e mão de obra qualificada, para a devida compactação e vibração do concreto.

O resultado da pesquisa de Okamura foi o Concreto Auto Adensável – CAA, que tem como característica a ausência da necessidade de adensamento ou compactação e com isso um aumento significativo na velocidade de concretagem. O resultado também permitiu atingir o objetivo de estruturas mais duráveis, uma vez que minimizava o erro humano na etapa de vibração e compactação do concreto.

Conforme as considerações feitas pela EFNARC (2002), o concreto precisa de três características fundamentais para ser considerado auto adensável: fluidez, habilidade passante e resistência a segregação.

Fluidez é a propriedade que caracteriza a capacidade do CAA de fluir dentro da fôrma e preencher todos os espaços. Habilidade passante é a propriedade que caracteriza a capacidade da mistura de escoar pela fôrma, passando por entre as armaduras de aço sem obstrução do fluxo ou segregação. A resistência à segregação é a propriedade que define a capacidade do CAA de se manter coeso ao fluir dentro das fôrmas, passando ou não por obstáculos. (TUTIKIAN e DAL MOLIN, 2008)

Para se atingir essas características o concreto passou por uma mudança significativa na sua composição, sendo que, conforme Tutikian e Dal Molin (2008), alem da água, cimento, agregado graúdo e agregado miúdo, também foi acrescentado agregado fino e aditivo superplastificante. O objetivo foi a alteração da sua trabalhabilidade no estado fresco sem alterar suas características no estado endurecido.

O custo pelo acréscimo dos finos e, principalmente, pelo superplastificante torna o material mais caro. Porém diversos estudos analisados por Ferraz (2009) e Tutikian (2008) enfatizam que a redução no custo para lançamento e a eliminação da necessidade de adensamento trazem uma equivalência de valor final, com uma qualidade superior no produto acabado.

Bernabeu, (2000) conclui em seu trabalho sobre a aplicação do CAA quatro tópicos importantes:

 Em elementos com grande dificuldade de adensamento e vibração o CAA passa a ser a opção otimizada, reduzindo custos;

 Em situações cotidianas a comparação do CAA com CC deve ser considerada levando em conta o custo do material, a redução de mão de obra e tempo de execução;

 O método de lançamento deve ser levado em conta no comparativo, uma vez que atualmente o método usado é o mesmo para o CAA e o CC. Talvez os métodos usados para o CAA possam ser aprimorados no futuro, levando a um melhor desempenho;

 É possível que a aplicação do CAA, de forma geral, gere uma redução de custo de 10% no valor final.

Mesmos com as implicações e atuais limitações, o avanço tenológico que o concreto auto-adensável trouxe é válido e de muita significância para a indústria da construção civil. Okamura (1997) ressalta que o avanço na área do CAA é fundamental para a durabilidade das construções no futuro. Para Alencar et al (2008) o CAA é considerado um dos avanços tecnológicos mais revolucionários ocorrido nas últimas décadas.

5.1 DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO

“Entende-se por concreto auto-adensável (CAA), o concreto capaz de preencher os espaços vazios das formas e se auto-adensar, apenas sob o efeito da gravidade e de sua própria capacidade de fluxo“ (DARROS, 2009). Essa característica fundamental de auto-adensamento só pode ser atingida através dos estudos de Okamura (1997) que constatou:

(...) para o concreto fluir uniformemente através de barras de aço, a tensão de cisalhamento da argamassa deve ser pequena. Esta tensão surge na argamassa, devido ao deslocamento das partículas de agregado graúdo. Observando-se resultados experimentais, Okamura concluiu que a tensão de cisalhamento da argamassa dependeria da relação água/aglomerante (a/agl), e que existia uma relação a/agl ótima, para a menor tensão. (TUTIKIAN e DAL MOLIN, 2008)

Porém, o aumento da relação de água/aglomerante só pôde ser realizada devido aos avanços nos superplastificantes, que fazem com que não haja exsudação

ou segregação do material com o acréscimo de água na massa. Conforme Tutikian (2008), o princípio mais importante para concretos fluidos e resistentes à segregação, incluindo o CAA, é o uso de aditivos superplastificantes combinados com alto teor de materiais finos, sejam eles cimento Portland, adições minerais, fíler de rochas (calcário, basáltico, granítico) e/ou areia fina.

Okamura e Ouchi (2003) elaboraram um gráfico comparativo da proporção volumétrica de cada material na composição do concreto compactado com rolo para barragens (RCD2_{), o concreto convencional (Normal) e o concreto auto adensável} (SCC3_).

Figura 1 - Gráfico de relação volumétrica Fonte: (OKAMURA e OUCHI, 2003)

Air = ar; W = água; Powder = Finos; S = Areia; G = Brita.

Conforme Ferraz (2009), é possível observar no gráfico acima que a relação de finos é maior no concreto auto adensável, enquanto a quantidade de brita é bastante reduzida. Segundo ele “a seleção dos materiais finos é de extrema importância porque as suas propriedades afetam não só o grau de auto-adensibilidade, mas também a qualidade do concreto endurecido”.

Em relação ao agregado graúdo, a recomendação da EFNARC (2002) é que não se utilize diâmetros maiores que 25mm. Contudo, as observações de Ferraz (2009) indicam que os melhores resultados foram obtidos com valores entre 12mm e

2 _{RDC – Roller Compacted Concrete for Dams. Tradução livre: Concreto Compactado com Rolo para} barragens.

16mm. O fator chave para definição do tamanho do agregado é a densidade da armadura.

Sobre a quantidade de água empregada no CAA, “deve-se guardar relação com a quantidade de finos empregados numa razão de 0,9 a 1,05. A relação água/finos (A/F), inferior a 0,9, gera concretos demasiadamente coesos, que necessitam de muito volume para se auto-compactarem. Por outro lado, a relação A/F, superior a 1,05, implica num elevado risco de exsudação” (FERRAZ, 2009).

5.2 UTILIZAÇÃO DO CAA

As vantagens existentes na utilização do concreto auto adensável não o tornam diferente de um concreto convencional a ponto de precisar de cuidados especiais. Na verdade, quando comparado ao concreto convencional usinado, o material tem maior facilidade de aplicação e maior velocidade de concretagem. A etapa complexa em relação ao material está na sua definição de traço e não na utilização.

CAA pode ser utilizado tanto moldado in loco como na indústria de pré-moldados, pode ser dosado no canteiro de obras ou em centrais de concreto e depois transportado via caminhão betoneira para as construções. Também pode ser lançado com bombas de concreto, gruas ou simplesmente espalhado, ou seja, o CAA é tão versátil quanto o concreto convencional. (TUTIKIAN e DAL MOLIN, 2008)

Porém, mesmo com suas vantagens, o material não é utilizado em larga escala, sendo geralmente aplicado exclusivamente em peças de difícil vibração ou compactação.

Os C.A.A.s têm sido estudados e empregados na América do Norte, Japão e Reino Unido desde a década de 90, porém o uso do concreto auto-adensável ainda é restrito. Okamura & Ouchi (2003) citam que no ano de 2000, esse concreto correspondia a apenas 0,15% do concreto usinado empregado no Japão, e a 0,55% dos pré-fabricados. (FERRAZ, 2009)

Desde o momento de sua criação, no final da década de 80, a indústria passou a utilizar o CAA afim de atender necessidades cada vez mais específicas. Outros países como a Suécia e Escócia também passaram a usar o material e obtiveram resultados favoráveis.

(...) na Suécia, o concreto auto-adensável foi empregado na construção de 19 pontes rodoviárias e na concretagem de lajes para moradia, sendo que, nestas construções foi observado um acréscimo de 60% na produtividade da obra.

A primeira geração de concretos auto-adensáveis, na Escócia e na Europa, eram produzidos para serem utilizados em estruturas de edifícios, e continham alta dosagem de finos e de superplastificantes para garantir a

fluidez e evitar o risco de bloqueio nas áreas de armaduras densas. A segunda geração substituiu parte do cimento por escória em pó, visando à redução nos custos, os resultados obtidos mostraram a possibilidade de se produzir um concreto auto-adensável com custo menor (através da diminuição na quantidade de cimento e superplastificante) mantendo as propriedades requeridas para esse tipo de material. (SONEBI, (2004) apud FERRAZ, (2009)).

Em São Paulo – SP o edifício Brookfield Malzoni contou com o CAA de 50MPa para a execução de duas vigas de 44m de comprimento executadas a 30m de altura. Cada viga tem no total 800m³ de concreto e 24 cordoalhas para protensão (FREITAS, 2013).

Segundo Freitas (2013), no Rio de Janeiro a Cidade da Música Roberto

Marinho com área total de 87.403m³, foi construída utilizando o CAA e o concreto de

alto desempenho – CAD de 50MPa em um total somado de 63.566m³ de concreto. A arquitetura da estrutura tem formas complexas e vãos grandes.

O edifício Burj Khalifa, em Dubai, é atualmente a estrutura mais alta feita pelo homem, com 829,84m, inaugurado em 2010. Nele foi utilizado o CAA devido à altura de bombeamento, que chegou a ser de 600m sem seções intermediárias (GOMES, 2013).

Schlumpf (2004) relata que, na Suíça, o concreto auto-adensável foi introduzido em 1998, tendo sido usado na obras de concretagem de um túnel sob o rio Enme, com o concreto submetido a situações adversas; na reabilitação do túnel Schneich na Suíça, onde o concreto auto-adensável apresentou reduzida retração e boa resistência ao ciclo gelo degelo; na utilização na obra da “AlpTransit Gotthard”, apresentando boa resistência a sulfatos, permanecendo trabalhável por 6 horas em ambiente com temperaturas elevadas; e finalmente, teve extensa 10 aplicação na construção do “Hotel Crowne-Plaza”, onde foi economicamente utilizado em estruturas, substituindo o concreto convencional. (FERRAZ, 2009)

Söderlind e Claeson (2000) citam diversas construções na Europa que utilizaram o CAA. Uma das aplicações foi em um edifício em Norrköping, Suécia, no ano de 1998, que tem sete andares de altura, sendo 5000m² de salas comerciais nos cinco andares superiores e dois andares de estacionamento com 2000m². Nesse edifício foi aplicado aproximadamente 3000m³ de CAA.

Buxadé, Gómez-Serrano, et al., (2010) relatam que na edificação “A Sagrada Família”, em Barcelona, Espanha, foi utilizado CAA branco de 60MPa em paredes de 15m de altura. A escolha foi baseada na análise comparativa com os resultados

in-loco do CAA e o CAD. Os agravantes na escolha foram a alta densidade da armadura

e também a impossibilidade de reparos no concreto branco, uma vez que estes ficam aparentes caso sejam executados.

Outra construção citada por Söderlind e Claeson (2000) foi executada em 1998, em Chamarande, França. Nesse caso foram construídas peças de 2,3m de altura e 16cm de espessura, com formas metálicas, lubrificadas com óleo mineral e preenchidas com CAA por um tubo de 90mm de diâmetro. A concretagem foi realizada pelo topo em 3 pontos simultâneos e teve uma velocidade de concretagem vertical de 2,02m/h. O estudo desse caso mostrou que tubos de 90mm podem ser usados para CAA com agregado graúdo de até 12mm. O resultado final também mostrou que não houve problemas em relação ao ajuste das formas, quando comparado com o concreto convencional.

Em Solna, Suécia, o projeto por nome Startboxen foi executado usando 2200m³ de CAA com e sem fibra de aço. Um dos itens analisados nessa edificação foi a qualidade da superfície das paredes em relação ao método de lançamento do concreto, que aparentemente não apresentou mudanças. Porém os estudos nesse caso precisam ser analisados novamente, conforme as observações de Söderlind e Claeson (2000).

Bernabeu e Laborde (2000), apud Tutikian (2008) apresentam em seu trabalho diversas construções de menor porte realizadas na Europa. A concretagem do túnel

Oresund, em 1999, de 40m de comprimento, utilizou cerca de 80m³ de CAA, devido a

impossibilidade de vibração pela pequena dimensão do túnel, de 1x1m. A auto estrada A46, em Lyon, na França passou por uma reforma no ano 2000, onde foram substituídos os tubos coletores antigos por novos tubos concretados em CAA, com um volume total de 120m³.

Como pode ser observado através das bibliografias citadas, a maior aplicação do CAA é destinada a países industrializados. Porém com o crescimento e aprimoramento da tecnologia, países como o Brasil vem gradativamente aplicando a nova tecnologia em suas construções.

Na cidade de Sinop – MT a necessidade de concretos fluidos com maior facilidade de bombeamento vem sendo ampliada, uma vez que a cidade passa por um processo de verticalização das edificações. Atualmente o edifício mais alto da cidade é o Ilhas Gregas, com altura de 18 andares, que contou com a utilização de um concreto de slump 12 do início ao fim da construção. Na fundação desse edifício, mais especificamente nas estacas, foi usado um concreto com alta fluidez, não necessariamente um auto-adensável.

Em Sinop existem seis empresas especializadas no fornecimento de concreto bombeado. Através de uma consulta feita por telefone ao setor comercial dessas empresas, pode-se perceber que algumas delas vendem o concreto como sendo auto-adensável, chamado também de concreto de alta fluidez. Apenas uma das empresas não trabalha com o material, limitando-se apenas ao concreto convencional com abatimentos no teste de slump não muito elevados. Nesse contato inicial por telefone com as empresas constatou-se que aparentemente nenhuma delas possui os equipamentos necessários para estudo do concreto auto-adensável, ficando os testes restritos apenas ao de abatimento no slump e a medição do diâmetro final da amostra.

5.3 MÉTODOS DE ANÁLISE DO CAA

Os itens analisados quanto a característica do CAA no estado fresco refere-se a sua fluidez, habilidade de passar por obstáculos e coesão. Para isso existem diversos procedimentos utilizados na comunidade cientifica, porém não existe normatização no Brasil para isso. Sendo assim pode haver diferenças nas dimensões dos equipamentos de avaliação, assim como nos tempos de tomada de dados. Mas em suma os testes e equipamentos são geralmente os mesmos, expostos na ISBN: 0-9539733-4-4, da EFNARC 2002.

A seguir é apresentada a tabela criada por Peterssen (1999) apud Tutikian e Dal Molin (2008) que categoriza os métodos de avaliação do CAA com sua devida aplicação no canteiro de obras e em laboratório, e os itens avaliados por cada método.

Tabela 1 - Ensaios Para a Avaliação da Trabalhabilidade do CAA

Ensaios Utilização Propriedades Avaliadas

Laboratório Canteiro Fluidez Habilidade Pas. Coesão

Slump Flow XXX XXX XXX N X Slump Flou T50 XXX XX XXX N X V-Funel XX X XX N X V-Funel 5min XX X X N XXX L-Box XX X N XXX XX U-Box XX X N XXX XX Fill-Box X N N XX XX U-Pipe X N X N XXX Oriment XX X XX X X J-Ring XXX XXX X XXX XX

Na tabela acima as marcações correspondem ao seguinte: XXX - altamente recomendável; XX - recomendável; X - pouco recomendável; N - não relevante.

As considerações feitas pela EFNARC (2002) apud Tutikian e Dal Molin (2008) concluem que nenhum dos testes existentes para análise do CAA em estado fresco pode avaliar suas três características principais. Sendo assim é sempre necessário a realização de mais de um teste.

A seguir serão descritos os resultados a serem obtidos através de cada teste. Todas as informações a seguir são baseadas nas considerações de Tutikian e Dal Molin (2008).

5.3.1 Slump Flow e slump flow T50

Esse teste permite a observação visual de segregação na amostra, ao mesmo tempo que mede sua fluidez. Convém ressaltar que este método de análise é uma variação do slump flow convencional, com apenas algumas modificações simples. Sendo assim ele traz dois resultados, o primeiro é para o slump flow convencional onde é analisado apenas o diâmetro final da amostra. O segundo resultado refere-se ao tempo que a amostra demorou para atingir a marcação de 50cm existente na placa.

5.3.2 V-Funel 5min

O teste consiste em preencher uma caixa em formado “V” com CAA e posteriormente deixar o concreto fluir por uma abertura no fundo. O objetivo é medir a fluidez do concreto e detectar uma possível segregação.

5.3.3 L-Box

O procedimento realizado no teste consiste em preencher uma caixa em formato de L com concreto e depois abrir uma portinhola, por onde o concreto irá passar. O objetivo é medir sua capacidade de passar por obstáculos e permanecer coeso.

5.3.4 U-Box

O ensaio foi desenvolvido pela Technology Research Centre Ojthe Taisei

Corporation. Sua principal função é medir a fluidez do concreto e a capacidade de

5.3.5 Fill-Box

Também conhecido como método de Kajima ou vessel test, esse método tem a finalidade de medir a resistência a segregação e a capacidade de passar coeso por armaduras e eletrodutos.

5.3.6 U-Pipe

Esse método foi desenvolvido por Gomes (2002) e tem como principal foco a mensuração da resistência a segregação do CAA. O U-Pipe é um teste que exige poucos recursos para confecção dos equipamentos, e a sua realização é rápida e tem maior precisão na medição de segregação quando comparado com os demais testes.

5.3.7 Oriment Test

Foi desenvolvido inicialmente para testar concretos de alta trabalhabilidade e atualmente é usado em CAA. Sua função é medir a fluidez do concreto e sua capacidade de passar por obstáculos sem segregar. Esse teste pode ser realizado em conjunto com o j-ring para uma maior quantidade de resultados utilizando-se o mesmo material.

5.3.8 J-Ring

É um teste que trabalha em conjunto com o slump flow, oriment test ou até mesmo o v-funel e tem como finalidade medir a segregação do concreto. Consiste em um anel metálico com 30cm de diâmetro e 10cm de altura, com barras espaçadas com distância de três vezes o tamanho máximo dos agregados.

6 METODOLOGIA

O presente estudo cientifico pretende atingir seus objetivos utilizando duas linhas de raciocínio: Primeiramente a pesquisa teórica e posteriormente, como principal foco da pesquisa, o estudo experimental. A realização dos testes experimentais serão feitas três vezes: a primeira vez logo após a confecção da amostra, a segunda vez 30 minutos após a realização do primeiro teste e por fim o terceiro teste é realizado 30 minutos após o segundo. Os corpos de prova e todos os testes realizados serão baseados nas mesmas amostras.

6.1 PESQUISA TEÓRICA

O material a ser analisado na primeira etapa é focado em pesquisas já realizadas na área de concretos auto-adensáveis, assim como demais estudos sobre concretos convencionais realizados na região. Livros, artigos e sites com conteúdo cientifico sobre concretos serão consultados para embasar toda a teoria por traz dos processos, métodos, definições e demais assuntos pertinentes a pesquisa. A proposta é trazer material atualizado sobre o tema, sempre que possível, porém na ausência de temas atuais, a pesquisa pode ser baseada em publicações mais antigas.

6.2 ESTUDO EXPERIMENTAL

Os métodos propostos no estudo experimental condizem com as necessidades práticas exigidas pela comunidade cientifica para avaliar e categorizar o concreto na classe de auto-adensável.

Através de uma pesquisa inicial realizada por telefone com as empresas fornecedoras de concreto usinado na cidade de Sinop – MT, foi possível constatar que elas estão dispostas a auxiliar a pesquisa. Apenas uma empresa não considerou a possibilidade de participar, porque não trabalha com concretos muito fluidos. Portanto a proposta inicial é análise de cinco amostras de concreto de alta fluidez, uma para cada empresa participante, utilizando os testes de avaliação do concreto auto-adensável.

6.2.1 Estado Fresco

Levando em conta a tabela de Peterssen (1999) e as considerações feitas pela EFNARC serão usados os seguintes métodos de avaliação do CAA:

 Slump Flow;  Slump Flow T50;  V-Funel 5min;  L-Box;

 U-box;

A seguir serão descritos os itens necessários para sua execução, quantidade de pessoas, volume de concreto e o método de execução de cada teste. Todas as informações a seguir são baseadas nas considerações de Tutikian e Dal Molin (2008). 6.2.1.1 Slump Flow, slump flow T50

Para se executar o teste são necessários os seguintes itens:

 Base quadrada de 1x1m que não provoque atrito e nem absorva água, com uma marcação circular de 20cm de diâmetro no centro, para posicionamento do cone e uma marcação de 50cm de diâmetro para tomada de tempo;

 Cone com 30cm de altura, abertura interna menor de 10cm e a maior de 20cm (padrão para teste de slump);

 Cronometro;  Espátula;

 Concha côncava;  Trena;

 Aproximadamente 6 litros de concreto;

A execução do procedimento é simples, e precisa de duas pessoas para operar. Uma fará o trabalho de tomada de tempo e a outra fará os procedimentos com o cone e o concreto. Segue a descrição do procedimento:

 Umedecer a placa e o tronco de cone para não haver absorção de água do concreto;

 Colocar a placa sobre o chão firme e nivelado;

 Posicionar o cone na marcação de 20cm no centro da placa e firmá-lo com os pés;

 Usar a concha côncava para preencher com concreto todo o cone, sem nenhuma compactação ou vibração, e remover o excesso no topo do cone;

 Erguer o cone em um movimento vertical e ao mesmo tempo deve se acionar o cronometro;

 Assim que o concreto atingir a marca dos 50cm o cronometro é parado;  Esperar a amostra terminar de se expandir;

 Medir dois diâmetros da amostra, em direções perpendiculares.

Agora é a etapa de verificação dos resultados. Inicialmente é necessário fazer uma análise visual da amostra, com o foco de identificar se existe segregação dos materiais, sendo que se houver, o traço do concreto precisa ser corrigido para um segundo teste. A média entre a os dois diâmetros medidos anteriormente é o resultado do teste de slump flow convencional. O tempo tomado na marcação dos 50cm é analisado, sendo que se o tempo for muito baixo o concreto está muito fluido e se for muito alto o concreto está muito coeso. Em ambos os casos ele deve ser corrigido. O resultado esperado é um valor entre 3 e 7 segundos.

6.2.1.2 V-Funel 5min

Para execução do teste são necessários:

 Caixa V com uma porta no fundo, com as seguintes dimensões:

Figura 2 - Desenho esquemático - Caixa V

Fonte: Acervo pessoal, adaptado de Tutikian e Dal Molin (2008)

 Cronometro;  Espátula;

 Concha côncava;  Trena;

 Balde;

 Aproximadamente 16 litros de concreto.

Assim como os outros testes, a execução é simples, necessitando de duas pessoas. Uma delas é responsável pela tomada de tempo e a segunda é responsável pela abertura da caixa e medições. Segue a descrição:

 Colocar a caixa V em sua base para ficar fixa;

 Umedecer a caixa para evitar perda de água do concreto;  Posicionar o balde logo abaixo da caixa;

 Com a concha côncava é preenchido todo o interior da caixa, sem compactação ou vibração, mantendo a porta no fundo da caixa fechada;

 Em seguida é aberto a porta e é tomado o tempo que o material leva para sair da caixa;

 Depois do primeiro teste o material é novamente colocado dentro da caixa, e aguarda-se cinco minutos para realização do novo teste.

O motivo do intervalo de 5 minutos de descanso é a possibilidade de segregação, onde que, se houver segregação, o tempo de escoamento aumentará significativamente. O resultado do teste é o tempo que o material leva para sair da caixa V.

6.2.1.3 L-Box;

São necessários para realização do teste:

 Caixa em formado L, com uma porta separando a parte vertical da parte horizontal, com as seguintes dimensões:

Figura 3 - Desenho esquemático - Caixa L

Fonte: Acervo pessoal, adaptado de Tutikian e Dal Molin (2008)

 Cronometro (opcional);  Espátula;

 Concha côncava;  Trena;

 Aproximadamente 12 litros de concreto.

O procedimento precisa de duas pessoas para sua realização e consiste nos seguintes passos:

 Umedecer a caixa L para evitar perda de água do concreto com a caixa;  Posicionar a caixa em um piso nivelado;

 Preencher todo o conteúdo caixa com concreto, mantendo a portinhola fechada;

 Aguardar 60 segundos para o material se acomodar;

 Abrir a portinhola e esperar o material parar de fluir da parte vertical para a parte horizontal;

 No passo anterior existe a possibilidade de se marcar o tempo que o material demora para passar da marca dos 40cm até os 20cm, mas é uma tomada de tempo difícil, exigindo uma pessoa a mais, pois o intervalo é muito pequeno, gerando uma margem de erro alta. Dependendo das condições no momento da realização do teste, esse dado será tomado, ou não;

 Após o material parar de fluir é medido as alturas H1 e H2, conforme indicado na Figura 3.

O resultado do teste é a relação 2 1

H

H , onde esse valor deve ficar situado

entre 0,80 e 1,00. O resultado do teste opcional (marcação do tempo entre 40cm e 20cm) indica que quanto menor for esse tempo, mais fluido é o concreto. Caso houver segregação no material, será possível observar que nas barras de 12mm existe maior concentração de agregado graúdo do que no final da caixa, onde existirá mais argamassa.

6.2.1.4 U-Box;

Os requisitos para realização do procedimento são:

 Caixa em formato de U, com uma portinhola separando os dois elementos verticais, tendo as seguintes medidas:

Figura 4 - Desenho esquemático - Caixa U

Fonte: Acervo pessoal, adaptado de Tutikian e Dal Molin (2008)

 Estrutura para manter a caixa firme ao solo;  Espátula;

 Concha côncava;  Trena;

 Aproximadamente 16 litros de concreto.

O procedimento de execução necessita de apenas uma pessoa para ser realizado, pois não envolve tomada de tempo. A descrição detalhada é a seguinte:

 Umedecer a caixa U para evitar perda de água do concreto;

 Preencher o compartimento esquerdo da caixa, com a portinhola fechada;  Aguardar 60 segundos para o material se acomodar;

 Abrir a portinhola, e aguardar o material parar de fluir de um compartimento para o outro;

 Medir os valores de R1 e R2 conforme indicado na Figura 4.

O resultado do teste é a diferença entre R1 e R2, sendo que o valor máximo é de 3cm para o concreto ser considerado auto adensável. Quanto menor for essa diferença, mais auto adensável é o concreto.

6.2.2 Estado Endurecido

Para os testes do CAA no estado endurecido a bibliografia consultada não apresenta variações ao método de análise do concreto convencional, portanto os testes serão realizados da mesma forma. Consiste no rompimentos por compressão de corpos de prova de 10x20cm nas idades de 7, 14 e 28 dias. Inicialmente a proposta é de 5 corpos de prova para cada uma das idades de rompimento.

7 CRONOGRAMA

8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO

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