Jonathan Rehbein dos Santos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Jonathan Rehbein dos Santos

DETERMINAÇÃO DO TRAÇO E CARACTERIZAÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DE UM CONCRETO DRENANTE

Santa Maria, RS

2017

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Jonathan Rehbein dos Santos

DETERMINAÇÃO DO TRAÇO E CARACTERIZAÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DE UM CONCRETO DRENANTE

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.

Orientadora: Prof.ª Dr.ª Tatiana Cureau Cervo

Santa Maria, RS 2017

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Jonathan Rehbein dos Santos

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.

Aprovado em 27 de Novembro de 2017.

Tatiana Cureau Cervo, Dr.ª (UFSM) (Presidente/Orientadora)

Lucas Alves Lamberti, M. Sc. (UFSM)

Eng.ª Chaveli Brondani (UFSM)

Santa Maria, RS 2017

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RESUMO

AUTOR: Jonathan Rehbein dos Santos ORIENTADORA: Prof.^a Dr.^aTatiana Cureau Cervo

Diante da impermeabilização dos solos dos grandes centros urbanos, as chuvas intensas causam transtornos à população em geral, pois alagamentos, enchentes e inundações são comuns em dias de precipitação elevada. Para resolver esse problema está sendo estudado o uso de concreto drenante nos principais centros de pesquisa do país. Trata-se de um concreto sem adição de agregados finos, que por sua vez fica poroso, permitindo que a água drene pela sua estrutura até chegar ao destino, seja um sistema de armazenamento ou o contato com o solo para que vá ao lençol freático. Este trabalho estuda uma dosagem de concreto com resistências adequadas para esse material, iniciando por moldar três traços distintos variando as relações água/cimento e o teor de agregados (M). A partir da análise dos resultados dessas misturas, foi escolhida a mais adequada para prosseguir com a pesquisa.

Com o traço estabelecido executou-se duas moldagens, uma com o agregado utilizado conforme percentagens de faixas de tamanhos granulométricos, chamado de mistura M1, e outra somente com a utilização de brita de classificação 0, mistura M2, com o objetivo de verificar a interferência dessas duas maneiras de utilizar o agregado no produto final da mistura. Então, calculou-se o índice de vazios dos traços e ainda realizaram-se ensaios de resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral, resistência à tração na flexão e determinou-se o módulo de elasticidade dinâmico. No fim foi efetuada análise dos resultados obtidos, concluindo que a modificação no agregado pouco interferiu nos resultados de resistência e que a utilização de concretos drenantes é possível de acordo com a NBR 16416: Pavimentos permeáveis de concreto – Requisitos e procedimentos.

Palavras–chave: Concreto drenante. Resistências mecânicas. Índice de vazios.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Curvas granulométricas típicas de concreto permeável. ... 13

Figura 2 - Mistura coesa. ... 16

Figura 3 - Mistura não coesa. ... 16

Figura 4 - Relação entre o índice de vazios e a condutividade hidráulica do concreto permeável... 18

Figura 5 - Relação entre 1/10 da resistência à compressão e o índice de vazios. .... 20

Figura 6 - Efeito da energia de compactação na resistência à compressão. ... 21

Figura 7 - Efeito da energia de compactação na relação entre a resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral... 21

Figura 8 - Efeito da energia de compactação na variação da massa unitária em função do índice de vazios. ... 22

Figura 9 - Resistência à tração por compressão diametral dos diversos traços... 23

Figura 10 - Permeabilidade dos diversos traços. ... 23

Figura 11 - Relação entre o módulo de elasticidade e a resistência à compressão. . 24

Figura 12 – Resultados encontrados por Brito e Santos (2010). ... 28

Figura 13 – Resultados encontrados por Höltz (2011) na primeira etapa. ... 32

Figura 14 – Fluxograma resumo da metodologia. ... 44

Figura 15 – Metodologia adotada para a mistura dos materiais. ... 46

Figura 16 – Amostra ainda sem coesão. ... 46

Figura 17 – Amostra já coesa. ... 47

Figura 18 – Corpo de prova sobre mesa vibratória. ... 47

Figura 19 – Acabamento da amostra. ... 48

Figura 20 – Aspecto dos corpos de prova após a desmoldagem. ... 49

Figura 21 – Corpos de prova na câmera úmida. ... 49

Figura 22 – Curvas granulométricas dos agregados utilizados no estudo preliminar. ... 52

Figura 23 - Curvas granulométricas dos agregados utilizados no estudo do traço definitivo. ... 55

Figura 24 - Balança Hidrostática utilizada na medição dos vazios. ... 56

Figura 25 – Capeamento das amostras. ... 57

Figura 26 – Ensaio de resistência à compressão. ... 58

Figura 27 – Corpo de prova após ensaio de resistência à compressão axial... 58

Figura 28 – Ensaio de resistência à tração por compressão diametral. ... 59

Figura 29 - Amostra já ensaiada. ... 60

Figura 30 – Ensaio de resistência à tração na flexão. ... 61

Figura 31 – Ruptura da amostra. ... 61

Figura 32 – Ensaio para determinação do módulo de elasticidade dinâmico. ... 62

Figura 33 – Resultados de resistência à compressão axial; estudo preliminar. ... 65

Figura 34 – Resultados de resistência à tração na flexão; estudo preliminar. ... 66

Figura 35 – Resistência à compressão axial do traço definitivo. ... 69

Figura 36 – Resistência à tração por compressão diametral do traço definitivo... 70

Figura 37 – Resistência à tração na flexão do traço definitivo. ... 70

Figura 38 – Módulo de elasticidade dinâmico do traço definitivo. ... 71

Figura 39 – Resistência à compressão axial x Índice de vazios... 73

Figura 40 – Resistência à compressão axial x Resistência à tração por compressão diametral... 73

Figura 41 – Resistência à compressão axial x Resistência à tração na flexão. ... 74

Figura 42 – Resistência à compressão axial x Módulo de elasticidade dinâmico. .... 75

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Consumos e proporções típicas utilizadas em concreto permeável. ... 13

Tabela 2 - Traços estudados por Monteiro (2010). ... 25

Tabela 3 - Resultados encontrados por Monteiro (2010). ... 26

Tabela 4 - Traços analisados por Brito e Santos (2010). ... 27

Tabela 5 - Resistência à compressão dos traços vistos por Brito e Santos (2010). .. 28

Tabela 6 - Índices de vazios para os traços com relação a/c de 0,38. ... 29

Tabela 7 - Traços pesquisados na primeira etapa por Höltz (2011). ... 30

Tabela 8 - Resistências à compressão média dos traços estudados na primeira etapa. ... 31

Tabela 9 - Traços moldados na segunda etapa. ... 33

Tabela 10 - Resistência à compressão com variação dos agregados. ... 33

Tabela 11 - Efeito da vibração em um determinado traço. ... 34

Tabela 12 - Comparação da resistência à compressão entre amostras moldadas e extraídas... 35

Tabela 13 - Frações de agregados de cada traço. ... 36

Tabela 14 - Resultados encontrados por Batezini (2013). ... 37

Tabela 15 - Resultados encontrados por Sandoval (2014). ... 39

Tabela 16 - Traços estudados por Castro (2015). ... 40

Tabela 17 - Resultados obtidos por Castro (2015). ... 41

Tabela 18 - Resistência à compressão de acordo com o método de cura. ... 42

Tabela 19 – Quadro resumo de resultados encontrados para o concreto permeável. ... 43

Tabela 20 – Traços moldados para estudo preliminar. ... 50

Tabela 21 – Propriedades do cimento utilizado. ... 51

Tabela 22 – Granulometria dos agregados utilizados no estudo preliminar; percentagem passante. ... 51

Tabela 23 – Propriedades dos agregados utilizados no estudo preliminar. ... 52

Tabela 24 – Proporção dos agregados utilizados na mistura. ... 53

Tabela 25 – Granulometria dos agregados utilizados no estudo do traço definitivo; Percentagem passante. ... 54

Tabela 26 – Propriedades dos agregados utilizados no estudo do traço definitivo. .. 55

Tabela 27 – Resistência à compressão axial; estudo preliminar. ... 64

Tabela 28 – Resistência à tração na flexão; estudo preliminar. ... 64

Tabela 29 – Índices de vazios; Estudo do traço definitivo. ... 67

Tabela 30 – Resultados dos ensaios de resistência realizados para o traço definitivo. ... 68

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Sumário

1. INTRODUÇÃO ... 8

1.1 OBJETIVOS ... 8

1.1.1 Objetivo geral ... 9

1.1.2 Objetivos específicos: ... 9

1.2 ORGANIZAÇÃODOTRABALHO ... 9

2. REVISÃO DE LITERATURA ...11

2.1 CONCRETODRENANTE ... 11

2.2 MATERIAISQUECOMPÕEMOCONCRETODRENANTE ... 12

2.3 PROPRIEDADESDOCONCRETODRENANTE ... 15

2.3.1 Estado fresco ... 15

2.3.2 Estado Endurecido ... 17

2.4 TRAÇOS,EXECUÇÃOERESULTADOSDEESTUDOSRECENTES ... 25

2.4.1. Monteiro (2010) ... 25

2.4.2. Brito e Santos (2010) ... 26

2.4.3. Höltz (2011) ... 29

2.4.4. Batezini (2013) ... 35

2.4.5. Sandoval (2014) ... 38

2.4.6. Castro (2015) ... 39

2.4.7. Schwetz et al. (2015) ... 41

2.4.8. Resumo dos Valores Encontrados para o Concreto Permeável ... 42

3. METODOLOGIA ...44

3.1 PREPARAÇÃODOSAGREGADOS ... 45

3.2 PROCESSODEMOLDAGEM ... 45

3.2.1 Mistura ... 45

3.2.2 Adensamento ... 47

3.3 CURAEDESMOLDAGEM ... 48

3.4 ESTUDOPRELIMINARDOTRAÇO ... 49

3.5 ESTUDODOTRAÇODEFINITIVO ... 53

3.6 ENSAIOS ... 55

3.6.1 Índice de vazios ... 56

3.6.2 Resistência à compressão axial ... 57

3.6.3 Resistência à tração por compressão diametral ... 58

3.6.4 Resistência à tração na flexão ... 60

3.6.5 Módulo de elasticidade dinâmico ... 62

4. RESULTADOS E ANÁLISES...64

4.1 ESTUDOPRELIMINAR ... 64

4.2 TRAÇODEFINITIVO ... 67

4.2.1 Relações entre os parâmetros ... 72

5. CONCLUSÕES ...76

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...78

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1. INTRODUÇÃO

Devido a crescente urbanização das cidades, o solo dos grandes centros tornou-se impermeável. Isso aliado à deficiência das estruturas de drenagem desses locais, em ocasiões de chuvas com intensidades elevadas, as inundações são constantemente prejudiciais ao nosso meio, causando danos materiais irreversíveis à população. Ainda, sobre as vias, a película de água formada durante as chuvas acarretam em riscos de acidentes de trânsito por aquaplanagem.

Este trabalho estudará resistências de um concreto sem adição de finos, que devido as suas características possui elevado índice de vazios e, portanto, será poroso. Devido a sua porosidade o concreto terá alta capacidade drenante, permitindo assim que a água percole entre seus vazios e alcance o solo, aumentando a capacidade de infiltração da região e reduzindo o fluxo superficial de águas pluviais.

O concreto drenante ou permeável é capaz de controlar ou, ao menos, amenizar esse picos de cheias, podendo ser aplicado em calçadas, estacionamentos, ciclovias, praças, parques, vias de tráfego leve e estabilização de encostas. A utilização deste material, além de auxiliar no controle das cheias, permite reutilizar a água da chuva e abastecer o lençol freático com material mais adequado, pois o concreto drenante atuaria como filtro de impurezas e metais pesados. Em algumas cidades, os órgãos competentes entendem que parte do concreto permeável pode ser considerada como área verde, logo os terrenos podem ser mais bem aproveitados.

Assim sendo, para que o concreto drenante possa ser utilizado como um moderador do pico das cheias em grandes metrópoles necessita-se de mais estudos sobre sua composição e produção para atender aos requisitos de viabilidade técnica.

1.1 OBJETIVOS

A seguir os objetivos do trabalho.

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1.1.1 Objetivo geral

Determinar propriedades mecânicas e o índice de vazios de diferentes traços de concreto para o emprego como pavimento drenante.

1.1.2 Objetivos específicos:

 Determinar as resistências à compressão simples, tração por compressão diametral, tração na flexão e o módulo dinâmico de diferentes misturas de concreto drenante;

 Determinar os índices de vazios dos diferentes concretos;

 Comparar a variação nas resistências mecânicas dos 14 para os 28 dias devido à utilização do CPV-ARI;

 Verificar a alteração nos resultados de ensaios com amostras em que se utiliza agregado peneirado e conforme faixas de tamanho granulométrico, quando comparada a sua utilização sem esse procedimento;

 Avaliar se os resultados estão de acordo com a NBR 16416/2015.

1.2 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

O presente trabalho possui 5 capítulos além dos referenciais bibliográficos.

Neste primeiro capitulo introdutório, consta a contextualização do assunto e os objetivos da pesquisa.

No capítulo 2, são apresentados os conhecimentos prévios vistos na revisão de literatura, onde se aborda desde os materiais a serem utilizados e suas influências, passando por procedimentos adequados de moldagem, compactação, cura, realização de ensaios e chegando a resultados de resistência mecânica. Por fim, ainda apresentam-se estudos recentes de diversos autores, em que se explicita o quanto é versátil os resultados encontrados para mudanças em algumas variáveis do concreto drenante.

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Posteriormente, no capítulo 3, é apresentada a metodologia adotada, desde os procedimentos de mistura, compactação e cura adotados e os ensaios realizados.

O quarto capítulo traz os resultados e as análises para cada fase de estudo do concreto drenante.

Por sua vez, no capitulo 5, as conclusões admitidas ao fim do trabalho.

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2. REVISÃO DE LITERATURA

Neste item serão discutidos os conhecimentos prévios sobre o concreto drenante adquiridos através da literatura.

2.1 CONCRETO DRENANTE

Conforme Batezini (2013) o concreto drenante, conhecido também por concreto permeável ou concreto poroso, é um material formado por água, ligante hidráulico e brita de granulometria uniforme com a mínima quantidade de finos.

Ainda podem ser utilizados aditivos e adições que melhorem o desempenho e a durabilidade do concreto drenante.

Monteiro (2010) apresenta o Quadro 1 com um comparativo entre concreto permeável e o concreto convencional.

Quadro 1 - Comparação entre concreto convencional e drenante.

Tipo Areia Brita Aditivo

Resistência à compressão

(MPa)

Convencional

30% a 50%

do agregado

total

Bem graduada, grãos arredondados

Opcional 20 a 60

Drenante Pouco ou nenhum

Graduação aberta, grãos angulosos (Brita

"0" e pedrisco)

Redutor de água, retardador de

pega e incorporador de

ar

3 a 30

Fonte: (Adaptado de Monteiro 2010).

O concreto permeável é conhecido há mais de 150 anos, porém sua utilização em grande escala surgiu em torno de 25 anos atrás nos EUA. O desenvolvimento dessa técnica tornou-se abrangente atualmente, visto que a utilização de concreto poroso viabiliza melhores condições de drenagem em áreas urbanas, onde o solo encontra-se amplamente impermeável (LI, 2009 apud BATEZINI, 2013).

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Dellate e Clearly (2006 apud BATEZINI, 2013) revelam uma caracterização do concreto drenante que o classifica pela sua resistência e drenabilidade em três níveis. Primeiramente, concretos permeáveis com baixa resistência e alta permeabilidade são conhecidos como concretos permeáveis hidráulicos e não são utilizados para fins estruturais. O concreto permeável considerado normal apresenta resistências e permeabilidades médias sendo produzido sem adição de materiais finos e pode ser aplicado em ciclovias e calçadas. Quando se adiciona agregados miúdos na composição, obtêm-se resistências mecânicas maiores e permeabilidades moderadas, logo se tem o concreto permeável estrutural e esse pode ser aplicado em estacionamentos, ruas e avenidas que disponham de tráfegos mais carregados.

2.2 MATERIAIS QUE COMPÕEM O CONCRETO DRENANTE

Conforme Huang et al. (2009 apud MONTEIRO, 2010) a resistência a compressão, permeabilidade e a porosidade de um concreto permeável, não são tão influenciadas pela relação a/c, mas sim diretamente afetadas pela graduação, tamanho das partículas e pela relação massa de agregados por massa de cimento (M).

Os materiais que constituem o concreto permeável são, conforme Tennis et al.(2004), os mesmos que são utilizados na produção do concreto convencional utilizados em estruturas. Somente eliminam-se completamente os agregados miúdos ou grande parte desses. Já os agregados graúdos devem possuir granulometria bem uniforme, sem variações nos seus tamanhos com granulometria máxima de 19 mm.

Ainda sugere-se o uso de granulometrias inferiores no caso de haver necessidade de um aspecto estético mais agradável, pois materiais maiores causam certo desconforto na beleza do concreto drenante, entretanto se deve sempre considerar que grãos maiores são favoráveis a segurança de frenagem por exemplo, pois aumentam o atrito pneu-pavimento. Porém, quando utilizados agregados com variação no diâmetro, habitualmente, adotam-se brita de classificação zero, de 4,8 a 9,5 mm, e brita um, de 9,5 até 19 mm.

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Na Figura 1 são exibidas curvas granulométricas com diâmetros máximos de 19 mm, que são recomendadas para concretos permeáveis.

Figura 1 - Curvas granulométricas típicas de concreto permeável.

Fonte: Li (2009, apud BATEZINI, 2013).

Batezini (2013) diz que para uma melhor qualidade nos materiais utilizados, esses devem passar por ensaios de laboratório. Na Erro! Fonte de referência não encontrada. aparecem consumo e proporções típicas de concreto drenante.

Tabela 1 - Consumos e proporções típicas utilizadas em concreto permeável.

MATERIAIS Consumo/proporção

Ligante hidráulico (kg/m³) 270 a 415

Agregado graúdo (kg/m³) 1190 a 1700

Relação água/cimento (a/c) em massa 0,27 a 0,34 Relação cimento agregado em massa 1:4 a 1:4,5 Relação agregado miúdo/agregado graúdo em massa 0 a 1:1 Fonte: Batezini (2013).

Ainda segundo ACI (2006 apud Batezini, 2013) a relação água/cimento (a/c) juntamente com o modo de compactação na moldagem do corpo de prova são os fatores que mais interferem na resistência mecânica do concreto poroso.

Assim como nos concretos convencionais, o cimento Portland é o aglomerante mais utilizado nos concretos drenantes. Cinza volante, escória granulada de alto forno moída e sílica ativa, também são matérias adaptáveis à utilização nas dosagens de concreto permeável. Entretanto, salienta-se que a fração

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utilizada deve compreender uma faixa que aprimore as propriedades mecanicistas resultantes e não interfira na qualidade de drenabilidade final do concreto (BATEZINI, 2013).

Conforme Helene 1992 o cimento pode ser escolhido de acordo com as propriedades que melhor se enquadrem nas condições de utilização do concreto. O autor ainda sugere que a disponibilidade de um determinado cimento em uma região intervirá na escolha do mesmo.

Monteiro (2010) salienta que segundo Ferguson (2005) o concreto permeável requer mais cimento em seus traços do que os concretos convencionais. Todavia traços com consumo elevado de cimento resultam em resistências mecânicas superiores, mas diminuem os vazios do concreto poroso de maneira que diminui sua permeabilidade. Para obter valores de resistência e permeabilidade propícios aconselha-se utilizar consumo de cimento na faixa de 270 kg/m³ a 415 kg/m³ (AZAÑEDO et al., 2007 apud MONTEIRO, 2010). Já para NCPTC (2010 apud Brito e Santos, 2010) o consumo de cimento deve compreender-se entre 180 kg/m³ e 360 kg/m³ para alcançar os resultados almejados de resistência e permeabilidade.

Além de reagir com o cimento, a água regula a trabalhabilidade do concreto.

Sabe-se que a relação água/cimento e a resistência à compressão são inversamente proporcionais em concretos convencionais, mas nos concretos drenantes essa relação tem mais complexidade. Propõe-se que se utilize de 0,35 a 0,50 quando realizada a compactação (OSPINA e ERAZO, 2007 apud MONTEIRO, 2010).

Monteiro (2010) lembra que para Huang et al.(2009) a relação a/c não interfere demasiadamente nas características do concreto permeável. Monteiro (2010) ainda relata que para Azañedo et al.(2007) essa relação varia com a quantidade e tipo de cimento bem como com a granulometria do material pétreo.

Também cita que se adota como um valor adequado de relação a/c, quando a pasta adquire brilho metálico. Os autores ainda referem que usualmente essa relação compreende-se entre 0,24 e 0,45.

Monteiro (2010) também cita que Lian e Zhuge (2010) examinaram relações a/c de 0,30 a 0,38 e entenderam que quando essas passam de 0,34 a resistência à compressão diminui e a permeabilidade aumenta. Ainda salienta-se que o melhor desfecho está na relação de 0,32 e não se recomenda valores inferiores a 0,30.

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Ainda pode-se adicionar ao traço do concreto drenante aditivos pelas mesmas razões que são somados aos concretos convencionais, obter um concreto com maior qualidade alterando suas características de maneira a converter o produto em um material mais trabalhável, resistente, econômico e durável (TARTUCE, 1990 apud MONTEIRO, 2010). Por exemplo, dependendo da relação a/c, utiliza-se aditivos redutores de água. No concreto permeável a pega transcorre rapidamente, para corrigir esta propriedade, pode-se adicionar aditivo retardador de pega (TENNIS et al., 2004).

2.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO DRENANTE

Nesse item serão estudadas as principais propriedades do concreto drenante nos seus estados fresco e endurecido.

2.3.1 Estado fresco

A trabalhabilidade do concreto drenante é inferior a do concreto convencional devido à consistência elevada. O ensaio de abatimento do concreto estudado resulta, habitualmente, em valores menores que 20 mm (TENNIS et al., 2004).

Batezini (2013) diz que dificilmente o abatimento do concreto permeável atinge valores maiores que 50 mm.

O ensaio de abatimento de tronco de cone é utilizado como um controlador ao confeccionar concretos convencionais. Entretanto, como visto anteriormente, para a produção do concreto drenante é inviável o seu emprego devido à consistência do material. Com isso, para o concreto em estudo adota-se o controle visual e o ensaio de massa unitária. A massa unitária do concreto poroso é cerca de 70% da massa unitária do concreto convencional. Visualmente é possível verificar a coesão da mistura, recomenda-se comprimir uma amostra com as mãos e analisar se há aglomeração dos materiais (Figura 2), dessa forma entendendo que o material é coeso, caso contrário, que o material se disperse (Figura 3), diz-se que o material não está coeso e deve ser adicionada água (TENNIS et al., 2004). Sandoval (2014)

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realizou estudos onde constatou que um tempo de 5 minutos no processo de mistura é o que mais apresenta homogeneidade e consistência ao concreto poroso.

Figura 2 - Mistura coesa.

Fonte: Tennis et al. (2004).

Figura 3 - Mistura não coesa.

Fonte: Tennis et al. (2004).

Outro fator importante é o tempo de pega. Segundo Tennis et al.(2004), o tempo máximo recomendado entre o fim da mistura e o lançamento do concreto drenante é de 60 minutos. Batezini (2013) registra que, normalmente, quando comparado o concreto permeável ao concreto convencional o tempo útil de trabalho é inferior e cita que para ACI (2008), assim como para Tennis et al. (2004) o tempo útil é de 1 hora após a mistura com água. O autor ainda comenta que esse tempo pode se estender para 90 minutos com a utilização de aditivos retardadores, variando com o clima do local e com o tipo de aditivo aplicado na mistura.

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Tennis et al. (2004) expressa que, no estado fresco, as massas específicas aparentes do concreto drenante são da grandeza de 1300 kg/m³ a 2000 kg/m³. A NBR 16416/2015 exige que o valor mínimo de massa específica seja de 1600 kg/m³.

Considera-se ainda que a compactação adotada e o traço utilizado interfiram nesse valor, bem como no índice de vazios das amostras.

2.3.2 Estado Endurecido

Considerando que o traço do concreto permeável possui pouco ou nada de materiais finos o produto final tem coeficiente de atrito alto, pois tem superfície rugosa. Essa característica diferencia o concreto drenante do convencional (BATEZINI, 2013).

Batezini (2013) cita que as resistências mecânicas do concreto permeável são influenciadas pelo índice de vazios. Se o índice é menor que 15% entende-se que o material possui baixa porosidade. Para se obter um concreto com porosidade alta, o referido índice deve atingir pelo menos 30%. Tennis et al. (2004) recomenda adotar índices de vazios em torno de 20% de maneira que o concreto possua boa resistência e permeabilidade conjuntamente.

A taxa de percolação de um concreto drenante para Tennis et al. (2004) são na ordem de 0,21 cm/s a 0,54 cm/s. O autor considera esse dado como uma das característica mais relevante do concreto permeável. Batezini (2013) comenta que Bean et al. (2007) encontraram valores em campo oscilando entre 0,07 cm/s e 0,77 cm/s. A NBR 16416/2015 define uma permeabilidade mínima de 10⁻³ m/s.

Schaefer et al. (2006) analisaram a relação da taxa de percolação e o índice de vazios e apresentaram o gráfico da Figura 4.

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Figura 4 - Relação entre o índice de vazios e a condutividade hidráulica do concreto permeável.

Fonte: Batezini (2013) adaptado de Schaefer et al. (2006).

Ao se verificar o conteúdo dos estudos obtidos para o concreto drenante foram encontrados trabalhos focados na sua resistência à compressão simples e no seu desempenho quanto à drenabilidade. Isso, possivelmente, devido à irregularidade final de uma amostra do concreto permeável, que dificulta a realização de outros ensaios, como por exemplo, de tração na flexão e módulo de elasticidade.

Os resultados de ensaios de tração na flexão são relevantes se essa mistura for ser utilizada como revestimento de pavimento (BATEZINI, 2013).

Batezini (2013) ainda apresentou resultados de uma revisão realizada por Kevern et al. (2009) onde o autor diz que a geração de concreto poroso se dava por material pétreo graúdo e com uniformidade na distribuição granulométrica, obtendo- se altas taxas de infiltração, em torno de 0,60 cm/s. Mas, tratando-se de concreto drenante, para atingir essa elevada permeabilidade os traços apresentavam redução nas resistências à compressão, entre 6,70 MPa e 17,50 MPa. A Environmental Protection Agency (EPA) informou que, em decorrência do método ilustrado, 75%

dos pavimentos drenantes dos EUA fracassaram no final da década de 90, atribuído ao fato das resistências inadequadas causadas pelo índice de vazios alto, ou ainda, por práticas incorretas na fase de construção. Batezini (2013) também expõe o conhecimento de Beeldens (2001) onde ele fala que países europeus, Japão e Austrália tinham mais êxito na utilização da técnica do concreto permeável. Nessas

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nações, eles utilizaram misturas que apresentavam resistência à compressão ao redor de 32 MPa, no entanto, as taxas de infiltração eram menores quando comparado aos traços americanos.

Por meio de análise, é notório que a realização de pesquisas mais complexas sobre a relação de resistência com permeabilidade é fundamental para melhor entendimento da funcionalidade do concreto drenante, pois o material deve resistir aos esforços solicitados de tráfego, quando utilizado como pavimento, e ainda, simultaneamente, deve ter um coeficiente de permeabilidade adequado às condições climáticas do local de sua execução (BATEZINI, 2013).

Batezini (2013) também apresentou uma importante pesquisa realizada por Dellate et al. (2009) onde foram realizadas análises visuais e ensaios em laboratório de amostras retiradas de pavimentos revestido com concreto drenante de 20 locais distintos nos EUA. No trabalho foram identificados que em grande parte das regiões, as amostras tiveram, em pequena escala, desagregação superficial com perda de agregados. Isso ocorre devido à quebra do contato entre agregado e ligante e o agregado se solta da estrutura do pavimento. Ainda, segundo levantamento da pesquisa, seis áreas tinham vestígios de fissuração precoce. Ainda sobre a pesquisa, os ensaios de laboratório revelaram que os índices de vazios da parte superior eram menores que os da parte inferior em algumas amostras. Isso, possivelmente é decorrente da colmatação dos poros na parte superior do revestimento ou do procedimento construtivo. Esse problema pode ser corrigido com os reparos que o concreto drenante exige durante sua vida útil.

Sobre a relação entre o volume de vazios e as resistências à compressão e à tração na flexão, o estudo estipulou que é inversamente proporcional, de maneira que para o traço ter resistências altas, a mistura deve possuir poucos vazios. A Figura 5 apresenta essa relação.

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Figura 5 - Relação entre 1/10 da resistência à compressão e o índice de vazios.

Fonte: Batezini (2013) adaptado de Dellate et al. (2009).

Conforme citado anteriormente, a maneira que a mistura é compactada interfere diretamente nas propriedades do concreto sem finos. Batezini (2013) relata que Schaefer et al. (2006) pesquisaram sobre o assunto referido. Corpos de prova cilíndricos foram moldados e compactados com 25 golpes por camada, sendo 3 camadas por CP. Em seguida, as amostras eram levadas à mesa vibratória onde eram vibradas por 5 segundos. A maneira de se ter energias de compactação distintas foi a utilização de mesas vibratórias com amplitudes diferente. Para uma compactação chamada de regular, a mesa vibratória possuía uma amplitude de vibração de 0,000127 mm. Já para uma energia baixa, a amplitude era de 0,0000864 mm. Os corpos de prova foram rompidos à compressão axial e à tração por compressão diametral e analisados frente a ciclos de gelo e degelo e as suas massas unitárias. As Figura 6, 7 e 8 ilustram os resultados obtidos no estudo.

(21)

Figura 6 - Efeito da energia de compactação na resistência à compressão.

Figura 7 - Efeito da energia de compactação na relação entre a resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral.

Fonte:

Batezini (2013) adaptado de Schaefer et al. (2006).

(22)

Figura 8 - Efeito da energia de compactação na variação da massa unitária em função do índice de vazios.

Por meio da análise dos resultados apresentados nas figuras, percebe-se que quanto menor a energia de compactação maior a variação nos desfechos dos ensaios. Dessa maneira, é possível dizer que para o trabalho em questão, os resultados da energia de compactação regular se correlacionam melhores que os da energia baixa. Também, sobre a análise mais específica da Figura 6, compreende- se que para índices de vazios maiores, menores são as diferenças na resistência para as duas energias de compactação (BATEZINI, 2013).

Segundo Batezini (2013), com o intuito de aumentar as resistências sem diminuir sua capacidade de infiltração, Huang et al. (2010) adicionaram ao traço do concreto poroso fibras de polipropileno e látex, juntamente com pequenas quantidades de agregado miúdo. Os autores adicionaram esse material como um reforço na produção de diferentes misturas do concreto permeável. A Figura 9 mostra os resultados encontrados para a resistência à tração por compressão diametral, a Figura 10 apresenta as características obtidas nos ensaios de taxa de infiltração.

(23)

Figura 9 - Resistência à tração por compressão diametral dos diversos traços.

Fonte: Batezini (2013) adaptado de Huang et al. (2010).

Figura 10 - Permeabilidade dos diversos traços.

Fonte: Batezini (2013) adaptado de Huang et al. (2010).

Examinando a figura 10, nota-se que a taxa de infiltração se conservou alta e que o menor valor detectado foi de, aproximadamente, 1,25 cm/s no traço que possuía látex e areia e cujo diâmetro máximo é de 4,75 mm. Lê-se na figura que o diâmetro máximo dos materiais pétreos parece não ter influência direta na condutividade hidráulica das amostras, sendo então a interconectividade dos poros

(24)

das misturas que mais influencia nessa propriedade do concreto drenante (BATEZINI, 2013).

Goede (2009) encontrou o módulo de elasticidade estático e o coeficiente de Poisson em ensaios de compressão. Para isso, foram moldados corpos de prova cilíndricos com agregado de diâmetro único de 12,50 mm e a relação água/cimento variando entre 0,27 e 0,28. Devido ao alto índice de vazios, era esperado que os valores a serem encontrados fossem menores que os valores correntemente encontrados para concretos convencionais. Os resultados para o módulo de elasticidade variaram entre 12.100 MPa e 15.100 MPa, conforme era esperado, menores que de concretos convencionais. A Figura 11 mostra uma curva de relação entre o módulo de elasticidade e a resistência à compressão das amostras. Para coeficiente de Poisson, foram encontrados resultados de 0,14 a 0,34 e a média de 0,22. Os valores são muito parecidos, mas apresentam maior dispersão que os encontrados por Ghafoori e Dutta (1995) apud Batezini (2013), que apontaram que o coeficiente de Poisson do concreto drenante e do concreto convencional são aproximados e estão entre 0,15 e 0,20.

Figura 11 - Relação entre o módulo de elasticidade e a resistência à compressão.

Fonte: Batezini (2013) adaptado de Goede (2009).

(25)

2.4 TRAÇOS, EXECUÇÃO E RESULTADOS DE ESTUDOS RECENTES

A seguir serão apresentados procedimentos de moldagem, cura, os diversos traços estudados e os resultados obtidos por alguns autores que pesquisaram recentemente sobre concretos permeáveis.

2.4.1. Monteiro (2010)

Para a realização da moldagem do estudo, a autora utilizou brita zero oriunda de rocha de micaxisto e cimento Portland CP II F-32. Foram confeccionados moldes cilíndricos e prismáticos. Os ensaios realizados foram índice de vazios, absorção de água, massa específica da amostra seca e saturada, resistência à compressão simples e resistência à tração na flexão.

O trabalho consistiu na elaboração de dois traços diferentes exibidos na Tabela 2.

Tabela 2 - Traços estudados por Monteiro (2010).

Traço Relação água/cimento Proporção cimento/agregado (1:M)

T1 0,26 1:3

T2 0,30 1:4

Fonte: (Adaptado de MONTEIRO, 2010).

Foi realizado ensaio de abatimento do tronco de cone – Slump Test. Aplicou- se 25 golpes em cada camada, sendo três camadas. Devido às características do concreto drenante não serem adequadas para esse ensaio, ocorreu desmoronamento da massa para os dois traços e a autora considerou que o concreto não é plástico e coeso para se avaliar sua consistência por esse método.

O adensamento dos corpos de prova foi executado em mesa vibratória tanto para os moldes cilíndricos quanto para os prismáticos e o procedimento consistiu em vibrar por 30 segundos cada camada, sendo que foram feitas três camadas por CP.

(26)

As amostras cilíndricas foram desmoldadas após 24 horas e as prismáticas após 48 horas. Os ensaios foram realizados 28 dias depois de moldar.

Os resultados encontrados pela autora estão dispostos na Tabela 3.

Tabela 3 - Resultados encontrados por Monteiro (2010).

Absorção de água

(%) Volume de vazios (%)

T1 T2 T1 T2

5,77 6,30 15,25 16,67

Massa específica da amostra seca (g/cm³)

Massa específica da amostra saturada

(g/cm³)

T1 T2 T1 T2

2,64 2,65 2,80 2,81

Resistência à compressão (MPa)

Resistência à tração na flexão (MPa)

T1 T2 T1 T2

9,39 10,70 0,90 0,50

Fonte: (Adaptado de MONTEIRO, 2010).

Analisando os resultados verifica-se que apesar dos traços serem distintos tanto na relação água/cimento e no teor de agregados a resistência à compressão se manteve próxima, contrariando os valores encontrados para a resistência à tração na flexão em que o traço com menor teor de agregados teve resultados mais satisfatório. Ainda percebe-se que o aumento no consumo de cimento não representou ganho significativo de resistência.

2.4.2. Brito e Santos (2010)

Em sua pesquisa os autores estudaram 16 traços distintos, que estão dispostos na Tabela 4, variando a relação a/c e a proporção cimento/agregado. As amostras foram submetidas ao ensaio de resistência à compressão e a determinação do índice de vazios.

(27)

Tabela 4 - Traços analisados por Brito e Santos (2010).

Proporção cimento/agregado

(1:M) a/c, mín. a/c, 1 a/c, 2 a/c, máx.

1:4 0,27 0,31 0,34 0,38

1:5 0,27 0,31 0,34 0,38

1:6 0,27 0,31 0,34 0,38

1:7 0,27 0,31 0,34 0,38

Fonte: (Adaptado de BRITO e SANTOS, 2010).

O cimento utilizado foi o CP II – Z – 32. O material pétreo foi brita de classificação número um. O adensamento das amostras foi realizado com a aplicação de 24 golpes por CP divididos em duas camadas. O desmolde foi realizado após 24 horas da moldagem. A cura úmida foi realizada com submersão das amostras em uma solução de água e cal hidratada, onde permaneceram até a idade do ensaio de resistência à compressão.

Para a realização do ensaio é conveniente que se faça o capeamento do CP, porém os autores não o fizeram devido aos equipamentos disponíveis. Dessa forma, as amostras foram colocadas na prensa somente com os apoios de neoprene com o anel de confinamento. Os ensaios de resistência à compressão foram realizados aos 7, 14 e 28 dias e os resultados estão expostos na Tabela 5.

(28)

Tabela 5 - Resistência à compressão dos traços vistos por Brito e Santos (2010).

Cimento/agregado 1:4 a/c

Resistência a compressão (MPa)

7 dias 14 dias 28 dias 7 dias 14 dias 28 dias

0,27 2,40 3,33 3,00 0,27 2,05 2,17 2,24

0,31 3,39 3,36 3,74 0,31 2,42 2,75 3,41

0,34 2,82 3,39 4,44 0,34 3,47 4,09 4,25

0,38 5,86 3,86 5,25 0,38 3,83 4,06 4,57

7 dias 14 dias 28 dias 7 dias 14 dias 28 dias

0,27 1,08 1,35 1,39 0,27 1,11 1,17 1,01

0,31 1,98 1,97 2,56 0,31 1,63 1,77 1,59

0,34 2,48 2,9 3,82 0,34 2,15 2,33 2,31

0,38 2,75 3,41 3,58 0,38 2,94 2,82 2,87

Na Figura 12 os resultados da resistência à compressão são expressos em forma de gráfico a fim de facilitar o entendimento.

Figura 12 – Resultados encontrados por Brito e Santos (2010).

Fonte: Arquivo do autor.

Na Tabela 6 encontram-se os valores dos índices de vazios determinados para as variações de proporção cimento/agregados com a relação a/c de 0,38.

0 1 2 3 4 5 6

0,27 0,31 0,34 0,38

Resistência a compressão (MPa)

Relação água/cimento

Cimento/agregado 1:4 Cimento/agregado 1:5 Cimento/agregado 1:6 Cimento/agregado 1:7

(29)

Tabela 6 - Índices de vazios para os traços com relação a/c de 0,38.

Proporção cimento/agregado Índice de vazios (%)

1:4 39,41

1:5 28,88

1:6 40,53

1:7 36,03

De modo geral os resultados de resistência à compressão devem ser prejudicados pelas irregularidades das amostras, considerando a falta de capeamento dos corpos de prova. Na Figura 12, nota-se que conforme o teor de agregados aumentou, as resistências diminuíram e conforme a relação a/c crescia também evoluíam os valores de resistência, indicando existir uma relação a/c mínima para hidratar os grãos de cimento e atingir as máximas resistências. Os índices de vazios não apresentaram comportamento lógico, variando aleatoriamente, o que pode ser uma característica desse tipo de material.

2.4.3. Höltz (2011)

O autor separou seu trabalho em etapas. Em um primeiro momento desenvolveu estudos de resistência e permeabilidade para 12 traços de concreto drenante. Os traços são descritos na Tabela 7 e possuem alterações nos teores de agregado (M) e nas relações água/cimento.

(30)

Tabela 7 - Traços pesquisados na primeira etapa por Höltz (2011).

Proporção cimento/agregado (1:M) Relações água/cimento

1:5 0,26 0,30 0,35 0,45

1:7 0,26 0,30 0,35 0,45

1:9 0,26 0,30 0,35 0,45

Fonte: (Adaptado de HÖLTZ, 2011).

Esses traços foram executados com brita 1, diâmetro máximo de 19 mm e cimento CP V – ARI. As amostras foram desmoldadas após 24 horas e então levadas para a câmera úmida, com temperatura de 23ºC e umidade relativa superior a 95%, e lá permanecerem até as datas dos ensaios.

A Tabela 8 apresenta as resistências à compressão médias das amostras de cada traço. Para o traço com teor de agregados M = 5 e com relação a/c de 0,45, nas palavras do autor, o concreto resultante não se configurou em um concreto permeável.

(31)

Tabela 8 - Resistências à compressão média dos traços estudados na primeira etapa.

Cimento/agregado 1:5

a/c

Resistência à compressão (MPa) 7 dias 14

dias 28 dias

0,26 3,78 3,85 4,11

0,30 6,67 7,03 6,84

0,35 6,96 8,22 9,05

0,45 - - -

a/c Resistência à compressão (MPa)

7 dias 28 dias

0,26 1,64 2,24

0,30 6,03 6,17

0,35 6,13 6,74

0,45 4,91 6,32

a/c

Resistência à compressão (MPa) 7 dias 14

dias 28 dias

0,26 3,25 2,56 2,61

0,30 2,42 3,03 2,33

0,35 4,76 4,02 4,80

0,45 4,91 6,56 6,84

Abaixo, a Figura 13 apresenta graficamente os resultados de Höltz (2011) para o ensaio de resistência à compressão na primeira etapa de seu trabalho.

(32)

Figura 13 – Resultados encontrados por Höltz (2011) na primeira etapa.

Fonte: Arquivo do autor.

A partir de uma análise do autor sobre a Figura 13, verificou-se que o traço mais adequado para dar sequência na pesquisa era o que possuía M = 5 e relação a/c de 0,30, considerando que este traço apresentou boa porosidade. Adotado o traço da segunda etapa, ainda optou-se por investigar os impactos relacionados ao anexo de brita 0 e de pequenas quantidades de areia.

Ainda nesta segunda etapa, escolheu-se variar o teor de agregados e utilizar um traço com a relação cimento/agregado de 1:4, com o intuito de adquirir resistências mais elevadas. Também se questionou a forma em que se produziam as amostras e decidiu-se moldar placas de concreto e extrair as amostras dessas.

Sobre a compactação, foram analisadas nessa etapa três formas de executá- la:

 Por meio de mesa vibratória, onde a vibração é vigorosa;

 Com vibrador tipo agulha com diâmetro de 25 mm, essa considerada uma vibração normal e;

 Sem vibrar.

Para o prosseguimento, foram moldados corpos de prova com os traços descritos na Tabela 9, com relação a/c mantida em 0,30, M = 4, M = 5 e variando as percentagens de quantidade dos diferentes tamanhos do material pétreo, inclusive

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,26 0,30 0,35 0,45

Resistência a compressão (MPa)

Relação água/cimento

Cimento/agregado 1:5 Cimento/agregado 1:7 Cimento/agregado 1:9

(33)

com adição de agregado miúdo. O material foi adensado com vibrador do tipo agulha.

Tabela 9 - Traços moldados na segunda etapa.

Relação a/c

Proporção cimento/agregado

(1:M)

Areia (%) Brita 0 (%)

Brita 1 (%)

0,30

1:4

0 0 100

0 100 0

7 0 93

1:5

0 0 100

0 100 0

7 0 93

Como parte dos resultados dessa segunda etapa de estudos do autor, a Tabela 10 apresenta as resistências obtidas para o traço com M = 4 e relação a/c de 0,30, apenas verificando a influência da alteração nos tamanhos dos agregados.

Tabela 10 - Resistência à compressão com variação dos agregados.

Composição de agregados 100% Brita 1 100% Brita 0 97% Brita 1 + 7% Areia Resistência à compressão

média (MPa) 3,46 8,54 4,08

Através dos resultados constata-se que a areia favoreceu a resistência do traço com brita 1, mas o traço com brita 0 obteve melhores resistências, devido, provavelmente, há um melhor encaixe entre os agregados, por serem de menor tamanho, e consequente menor índice de vazios.

Para verificar a interferência da vibração, moldou-se o traço com M = 4, relação a/c de 0,30 e a composição dos agregados com 93% de brita 1 e 7% de areia. Então foram compactadas amostras com as três formas de compactação

(34)

citadas anteriormente. Os resultados dessa experiência estão expostos na Tabela 11.

Tabela 11 - Efeito da vibração em um determinado traço.

Tipo de vibração Resistência à compressão média (MPa)

Sem vibrar 4,82

Vibrador tipo agulha com

diâmetro de 25 mm 5,26

Mesa vibratória

(10 segundos por camada) 6,99

De acordo com este estudo, a compactação por mesa vibratória pode ser considerada a mais eficiente, quando comparado ao vibrador do tipo agulha, ou a não vibração. Trata-se de um tempo pequeno de vibração em mesa vibratória, caso contrário pode haver segregação dos constituintes do concreto drenante.

Conforme declarado anteriormente, para analisar o modo em que se confeccionavam as amostras, o autor fabricou corpos de prova moldados e extraiu outros de uma placa, moldada conforme execução em campo, para posterior comparação entre os resultados de resistência à compressão. O traço escolhido para produzir essas amostras é o com teor de agregado igual a 4 (1:4), relação a/c de 0,30 e variou-se a composição dos agregados da mesma forma que fez-se antes.

Na Tabela 12 estão dispostas as resistências encontradas para cada método de formação do CP.

(35)

Tabela 12 - Comparação da resistência à compressão entre amostras moldadas e extraídas.

Composição de

agregados 100% Brita 1 100% Brita 0 97% Brita 1 + 7% Areia

Forma de obtenção do corpo

de prova

Moldado Extraído Moldado Extraído Moldado Extraído Resistência à

compressão média (MPa)

1,99 3,68 4,22 3,66 8,40 5,04

A execução de amostras de laboratório difere em muito com a realização em campo e a preocupação com a representação do concreto para estudo é pertinente, porém no trabalho do autor, não se tem através da análise dos resultados uma clareza na diferença entre os corpos de prova moldados e os extraídos, que representariam melhor o concreto no campo. Os resultados apresentam ampla variação e, para melhor compreensão, são necessários estudos mais precisos de análise comportamental das estruturas de concreto drenante.

2.4.4. Batezini (2013)

Batezini (2013) moldou corpos de prova cilíndricos e prismáticos para realizar ensaios de resistências e permeabilidade. O autor executou três traços alterando o tamanho máximo do agregado graúdo. O material pétreo utilizado foi de origem granítica e seu diâmetro variava entre 4,8 mm e 12,5 mm.

Para a composição das misturas esse material foi peneirado e reservado em função do seu diâmetro. Além disso, como possuía pouco material pulverulento, o autor optou por não lavar o material para a utilização.

Adotou-se o cimento CP III 40 RS, pois o autor menciona que esse aglomerante possui boa resistência a sulfatos, que é adequado para concretos com índice de vazios elevados, de maneira que é apropriado para o concreto drenante.

A Tabela 13 apresenta as frações utilizadas pelo autor em suas misturas.

(36)

Tabela 13 - Frações de agregados de cada traço.

Misturas % Material retido

4,8 a 6,3 mm 6,3 a 9,5 mm 9,5 a 12,5 mm

M1 0 100 0

M2 50 50 0

M3 30 40 30

Fonte: (Adaptado de BATEZINI, 2013).

A relação a/c adotada foi de 0,3 em todas as misturas. O consumo de cimento e agregados utilizados equivalem a uma proporção cimento/agregado de 1:4,44 (M = 4,44).

Batezini (2013) baseou-se no trabalho de Schaefer et al. (2006) em que os autores determinaram que o modo em que se executa a mistura do concreto permeável influência nas propriedades do material. Com isso, os autores propuseram um mecanismo de mistura em que encontraram melhores características mecânicas e hidráulicas. O processo é o seguinte:

i. Adiciona-se na betoneira o agregado e 5% do cimento;

ii. Mistura-se durante 60 segundos;

iii. Acrescentam-se os demais materiais do traço;

iv. Mistura-se durante 3 minutos;

v. Mantém-se a mistura em repouso durante 3 minutos;

vi. Mistura-se durante mais 2 minutos.

A compactação das amostras consistiu em golpes com bastão metálico e um período em mesa vibratória. Os corpos de prova cilíndricos obtiveram 45 golpes com o bastão, sendo divido em 3 camadas. Já nas amostras prismáticas foram empregados 50 golpes em duas camadas. Todas as amostras foram levadas a vibração por 10 segundos.

O autor seguiu a NBR 5738 (ABNT, 1994) para o procedimento de cura. Os corpos de prova foram colocados em câmera úmida com umidade constante de 98%. Durante os sete primeiros dias os corpos de prova permaneceram nos moldes, pois conforme o autor, as amostras de concreto permeável, diferentemente das de concreto convencional, não possuíam estrutura estável para serem desmoldadas passadas 24 horas da moldagem.

(37)

Com os métodos de moldagem apresentados, o autor realizou ensaios nas amostras aos 28 dias e a Tabela 14 apresenta os valores médios encontrados para cada mistura.

Tabela 14 - Resultados encontrados por Batezini (2013).

Índice de vazios Massa Específica Aparente Seca (kg/m³)

M1 M2 M3 M1 M2 M3

0,24 0,25 0,25 1851 1851 1841 Taxa de Infiltração (cm/s) Módulo de Elasticidade

Dinâmico (GPa)

M1 M2 M3 M1 M2 M3

0,14 0,13 0,14 22,7 22,97 23,97 Resistência à

compressão (MPa) Resistência à tração na flexão (MPa)

M1 M2 M3 M1 M2 M3

8,45 8,68 7,51 2,16 2,03 2,22 Módulo de elasticidade

Estático (GPa)

Resistência à tração indireta por compressão

diametral (MPa)

M1 M2 M3 M1 M2 M3

15,98 15,52 16,49 1,24 1,45 1,39 Fonte: (Adaptado de BATEZINI, 2013).

Como a relação a/c e o teor de agregados M não foi o foco principal do estudo, e sim apenas a influência do tamanho dos agregados utilizados, os resultados das três misturas foram muito próximos em todos os ensaios realizados.

Assim sendo, em concordância com o trabalho do autor, para um concreto drenante, as relações água/cimento e cimento/agregado determinam os valores de resistências mecânicas, salvo se utilizado aditivos ou adições.

(38)

2.4.5. Sandoval (2014)

Em um primeiro momento em seu trabalho, o autor produziu amostras de concreto poroso a fim de determinar a granulometria mais adequada para ser utilizada. Dessa forma, Sandoval (2014) moldou corpos de prova com teor de agregados M de 3,26 (1:3,26) e relação a/c de 0,34. Foram fabricadas amostras somente com brita 0, somente com brita 1 e com 50% de cada material. O cimento utilizado foi o CP II F 32. A mistura foi executada da seguinte maneira:

i. Adição do agregado graúdo e metade da água;

ii. Mistura por 2 minutos;

iii. Adição do cimento;

iv. Mistura por 60 segundos;

v. Adição do restante da água;

vi. Mistura por mais 2 minutos.

O adensamento das amostras cilíndricas foi realizado na mesa de consistência, sendo 40 golpes divididos em duas camadas. Já as placas foram adensadas com 5 golpes de martelo de borracha no entorno da forma por camada, também utilizadas duas camadas.

Os corpos de prova foram imersos em água e cal até a idade do ensaio para obterem cura adequada.

Os valores de resistências mecânicas aos 28 dias encontrados pelo autor, bem como a porcentagem de vazios e a permeabilidade das proporções de agregado utilizadas estão dispostas na Tabela 15.

(39)

Tabela 15 - Resultados encontrados por Sandoval (2014).

Composição dos agregados 100% brita 0 100 % brita 1 50% brita 0 + 50% brita 1 Resistência à compressão

média (MPa) 9,49 9,96 19,19

Resistência à flexo-tração

média (MPa) 1,49 1,28 1,83

Índice de vazios (%) 36,44 32,26 31,47

Coeficiente de

permeabilidade (mm/s) 1,52 2,77 1,56

Fonte: (Adaptado de SANDOVAL, 2014).

Averiguando os resultados de resistência percebe-se que tanto a resistência à compressão e a resistência à flexo-tração tiveram resultados significativamente superiores para o traço que possuía 50% de cada material, possivelmente esse traço obteve melhor entrosamento entre os materiais e por consequência obteve o menor índice de vazios, bem como pode ser visto nos resultados.

2.4.6. Castro (2015)

A partir da análise de sua revisão de literatura, o autor decidiu prosseguir seu estudo realizando 4 traços, sendo dois destes iguais, somente com diferentes formas de compactação das amostras. Os traços possuem relação a/c de 0,30 e diferenciam-se pelo teor de agregado M ou por uma composição de brita 0 e areia média, como pode ser visto na Tabela 16.

(40)

Tabela 16 - Traços estudados por Castro (2015).

Traço a/c

Proporção cimento/agregado

(1:M)

Brita 0

(%) Areia média (%) 1

0,30

1:4 100 0

2 1:4 90 10

3 1:3 100 0

4* 1:4 90 10

* Traço com compactação diferenciada.

Fonte: (Adaptado de CASTRO, 2015).

O cimento utilizado foi o CP IV 32, o processo de mistura realizou-se da mesma maneira que Batezini (2013), explicado no item 2.4.4 deste trabalho. A compactação dos traços 1, 2 e 3 foram feitas com 15 golpes com soquete por camada, em três camadas, pois Castro (2015) comenta que Suleiman et al. (2006) afirmam que esta maneira de compactar mantém a permeabilidade da amostra e favorecem as resistências mecânicas. A compactação do traço 4, foi executada com o soquete Marshall, com energia normal seguindo a NBR 7182/88 sendo mantido os 45 golpes divididos em três camadas. A desmoldagem foi realizada 24 horas após, e a partir de então as amostras foram submersas em água para a efetivação da cura.

A Tabela 17 encontra os valores médios encontrados para os ensaios de resistência, coeficiente de permeabilidade e índice de vazios.