DIOGO PIRAN DA SILVA

Avaliação Econômica da Utilização de Aditivo Superplastificante na Correção do

Abatimento de Concretos Produzidos na Cidade de Sinop-MT

Economic Evaluation of the Use of Super Plasticizer Additive in Subsidence

Correction for Concrete Produced in Sinop-MT

Diogo Piran da Silva 11, André Luiz Nonato Ferraz 22

Resumo: O atraso na aplicação do concreto, causa perda de abatimento, que ocorre devido a perda de água para o meio e também pelas reações de hidratação. Faz-se necessário a adição de água ou aditivo, a fim de garantir a consistência adequada para seu lançamento e adensamento. Essa pesquisa tem por objetivo avaliar a viabilidade econômica do uso de aditivo superplastificante na correção da perda de abatimento. Para isso foram moldados 120 corpos de prova. Sendo que 60 amostras tiveram seu abatimento corrigido com água e o restante com aditivo, avaliando a resistência à compressão axial dos mesmos, segundo a ABNT NBR 5739 (2003). Os resultados obtidos apresentam uma redução na trabalhabilidade com o passar do tempo e uma perda na resistência à compressão (mais de 45%), quando o abatimento é corrigido com água. Já com o aditivo, consegue-se manter uma resistência constante. Analisando os resultados, conclui-se que há viabilidade econômica em utilizar aditivo superplastificante nos concretos produzidos em Sinop-MT.

Palavras-chave: Concreto; abatimento; aditivo; superplastificante.

Abstract: The delay in the concrete application causes loss of subsidence, which occurs duethe loss of water to the environment and also by hydration reactions. It is necessary to add water or additive to ensure the proper consistency for its discharge and densification. This research aims to assess the economic feasibility of the use of super plasticizer in correcting the loss of subsidence. 120 samples were molded; 60 had its subsidence fixed with water and the remainder with additive. Axial compressive strength of concrete was evaluated according to ABNT NBR 5739 (2003). The results show a reduction in workability with time passage and a loss in compressive strength (more than 45%) when the subsidence is corrected with water. However, the samples with additive were able to maintain a constant resistance. Considering the results, it is concluded that there is economic viability of using super plasticizer in concrete produced in Sinop-MT.

Keywords: Concrete; subsidence; additive; super plasticizer. 1 Introdução

O concreto é utilizado para a construção de diversos tipos de estruturas como: edifícios, pontes, rodovias, hidrelétricas, entre outras. Estima-se, que anualmente, são consumidos 11 bilhões de toneladas de concreto pelo homem, devido a vasta aplicação do mesmo, sendo superado apenas pelo consumo da água (PEDROSO, 2009). É atualmente um material estrutural utilizado em grande escala na construção civil, por apresentar em sua composição materiais facilmente extraídos do meio ambiente, baixo custo em relação a outros materiais e também devido a fácil moldagem a diversas formas geométricas.

O concreto é um material de construção composto por cimento, água e os agregados miúdo e graúdo, podendo ainda receber algum aditivo, que é um constituinte melhorador de alguma característica do mesmo. Para a fabricação de um bom concreto, o engenheiro deve conhecer as propriedades de todos os materiais componentes, fazer uma boa dosagem do mesmo e proporcionar adequado transporte, lançamento e adensamento na obra, com o intuito de obter um resultado satisfatório após o endurecimento do material (Petrucci, 2005).

O material estrutural mais utilizado na atualidade é o concreto, por apresentar fácil moldagem a diversas formas geométricas e também pela resistência à compressão que o mesmo pode atingir, sendo que o aditivo superplastificante pode ajudar a aumentar a resistência à compressão, por possuir a característica de aumentar a consistência do concreto, permitindo a redução da relação água/cimento. Com o

aquecimento do mercado da construção civil, torna-se cada dia mais necessário a construção de casas, galpões e prédios.

A trabalhabilidade do concreto é um dos fatores essenciais para que se tenha um bom lançamento e adensamento do concreto. Caso a consistência não seja adequada, é necessário fazer as correções necessárias para evitar falhas na concretagem. Com a necessidade da correção da trabalhabilidade, devido a demora no lançamento e às elevadas temperaturas presentes no Estado de Mato Grosso, no caso desta pesquisa, em Sinop, fazendo com que o concreto perca água para o meio, é comum a adição de água para aumentar a trabalhabilidade, porém a mesma altera a relação água/cimento que irá influenciar diretamente na resistência à compressão. Assim, essa pesquisa foi desenvolvida, com intuito de corrigir o abatimento de forma mais viável e econômica.

O concreto de cimento Portland deve conter um aglomerante, dois ou mais agregados e água. Logo após a mistura dos materiais o concreto deverá apresentar propriedades de plasticidade para facilitar seu transporte, lançamento e adensamento. Depois de endurecido deverá apresentar propriedades como módulo de deformação, resistência à compressão e à tração. Podem ainda ser adicionados no preparo do concreto os aditivos, que tem por objetivo melhorar algumas das propriedades do concreto, como plasticidade, permeabilidade, tempo de pega e resistência à compressão. (YAZIGI, 2009).

A água de amassamento é um dos componentes básicos do concreto de cimento Portland e segundo

1 _{Graduando em Engenharia Civil, UNEMAT, Sinop, Brasil,}

[email protected]

2 _{Doutor em concreto, Orientador, UNEMAT, Sinop, Brasil,}

Pettruci (2005), ela não deve conter impurezas que possam prejudicar as reações com os compostos de cimento. Os defeitos que normalmente ocorrem não são ocasionados por elementos que ela possa conter e sim pelo próprio excesso da mesma.

A pesquisa toma por objetivos verificar a viabilidade econômica do uso de aditivo superplastificante. E avaliar também economicamente concretos de mesma resistência e diferentes abatimentos, além de analisar a resistência à compressão ao longo do tempo, mantendo a consistência inicial.

2 Fundamentação Teórica 2.1 Concreto de cimento Portland

O cimento Portland é um aglomerante hidráulico produzido a partir da moagem de clínquer Portland e sulfato de cálcio nas proporções necessárias. Na moagem podem ainda ser adicionados materiais pozolônicos e escórias granulares de alto-forno, sendo o clínquer composto em sua maioria por silicatos de cálcio com propriedades hidráulicas (ABNT NBR 11578, 1991, p. 2).

Os compostos que formam o cimento quando em contato com a água reagem e dão início ao processo de endurecimento. Pela teoria de Chatelier, o endurecimento é causado pelo engavetamento de cristais, que se formam pela cristalização de uma solução supersaturada de compostos hidratados menos solúveis que os anidros. (Petrucci, 2005). Segundo BAUER (2000) agregado é o material particulado, incoesivo e de atividade química praticamente nula, formado pela mistura de partículas de tamanhos diferentes. É classificado segundo as dimensões das partículas e o peso específico aparente e pode ter diferentes nomenclaturas, como fíler, pedra britada, bica-corrida.

No concreto de cimento Portland os agregados comumente usados são o agregado miúdo e graúdo A função dos agregados é contribuir com grãos capazes de resistir aos esforços solicitantes, ao desgaste e à ação de intempéries, reduzir as variações de volume provenientes de causas várias e reduzir o custo (PETRUCCI, 2005).

Segundo Petrucci (2005, p.48) agregado miúdo é a areia natural quartzosa ou o pedrisco resultante do britamento de rochas estáveis, com tamanhos de partículas que no máximo 15% ficam retidos na peneira de 4,8 mm.

Agregado graúdo é o pedregulho natural, seixo rolado ou pedra britada, proveniente do britamento de rochas estáveis, com um máximo de 15% passando na peneira de 4,8 mm. (PETRUCCI, 2005, p. 63).

2.2 Aditivos para concreto

Petrucci (2005) define aditivos como substâncias adicionadas intencionalmente ao concreto, com objetivo de reforçar ou melhorar algumas características, facilitando seu preparo e utilização. Os aditivos são aplicáveis em diversos casos, como nos a seguir: acréscimo de resistência aos esforços mecânicos, melhora da trabalhabilidade, melhora da impermeabilidade, diminuição da retração, aumento da durabilidade, entre outros.

2.2.1 Aditivo superplastificante

Produto que aumenta o índice de consistência do concreto mantida a quantidade de água de amassamento, ou que possibilita a redução de, no mínimo, 12% da quantidade de água de amassamento, para produzir um concreto com determinada consistência. (ABNT NBR 11768, 1992). 2.2.2 Aditivo plastificante

Segundo a ABNT NBR EB-1763 (1991) é o produto que aumenta o índice de consistência do concreto mantida a quantidade de água de amassamento, ou que possibilita a redução de, no mínimo, 6% da quantidade de água de amassamento para produzir um concreto com determinada consistência.

Segundo a ABESC (Associação brasileira das empresas de serviços de concretagem do Brasil) os aditivos plastificantes tem como principais vantagens: maior trabalhabilidade para determinada resistência, maior resistência para determinada trabalhabilidade, menor consumo de cimento para determinada trabalhabilidade e resistência. Tem ainda como desvantagens: retardamento do início de pega parada dosagens elevadas do aditivo, riscos de segregação, enrijecimento prematuro em determinadas condições. 2.2.3 Aditivo retardador

De acordo com a ABESC, esse aditivo aumenta o tempo de início de pega e tem como principais vantagens manter a trabalhabilidade em temperaturas elevadas, retardar a elevação do calor de hidratação e ampliar os tempos de aplicação. Como desvantagens pode promover a exsudação e aumentar a retração plástica do concreto.

2.2.4 Aditivo acelerador

A ABESC afirma que esse aditivo tem como principais características o início de pega mais rápido e resistência inicial mais elevada, além disso apresenta vantagens como ganho de resistência em baixas temperaturas e redução no tempo de desforma. Como desvantagens apresenta o risco de fissuração devido ao calor de hidratação e risco de corrosão das armaduras devido a presença de cloretos.

2.2.5 Aditivo incorporador de ar

Segundo a ABESC, esse aditivo incorpora pequenas bolhas de ar no concreto, que aumentarão a durabilidade ao congelamento do concreto sem aumentar o consumo de cimento e aumento de calor de hidratação, reduz o teor de água e a permeabilidade do concreto e possui um bom desempenho em concretos de baixo consumo de cimento. Como desvantagem temos o controle rigoroso da porcentagem de ar incorporado e do tempo da mistura, além do aumento da trabalhabilidade que pode ser inaceitável.

2.3 Resistência à compressão

Araújo (2010), afirma que vários fatores influenciam na resistência à compressão do concreto, como: consumo e tipo de cimento, fator água-cimento, condições de cura, velocidade de aplicação da carga, duração do carregamento, estado de tensões.

A resistência à compressão do concreto é verificada através do rompimento de corpos de prova, que podem ser encontrados em formas geométricas

cilíndricas, cúbicas. Porém, segundo Araújo (2010) no Brasil adota-se a resistência à compressão obtida em corpos de prova cilíndricos, na idade pa

dias, que é quando a estrutura carga.

A ABNT NBR 5738 (2003) especifica que os corpos de prova cilíndricos devem apresentar altura igual a duas vezes o diâmetro.

2.4 Propriedades do concreto fresco

Conforme Bauer (2005, p. 267)

desejáveis para o concreto fresco são as que asseguram a obtenção de mistura de fácil transporte, lançamento e adensamento, sem segregação, e que, depois de endurecido, se apresenta homogênea, com o mínimo de vazios”.

Petrucci (2005, p. 81) afirma que "São propriedades do concreto fresco: a consistência, a textura, a trabalhabilidade, a integridade da massa (oposto de segregação), o poder de retenção de água (oposto de exsudação) e a massa específica."

2.4.1 Trabalhabilidade e consistência

Segundo BLANKS, VIDAL, PRICE e RUSSEL (apud PETRUCCI, 2005, p. 81) a trabalhabilidade é a facilidade com que um dado conjunto de materiais pode ser misturado para formar o concreto e, posteriormente, ser transportado e colocado com um mínimo de perda de homogeneidade.

LEA e DESH (apud PETRUCCI, 2005) afirmam que a trabalhabilidade é a facilidade com que o concreto flui, enquanto, ao mesmo tempo, fica coerente e resistente à segregação.

O componente físico mais importante da trabalhabilidade é a consistência

ao concreto, traduz propriedades intrínsecas da mistura fresca relacionadas com a mobilidade da massa e a coesão entre os elementos componentes (BAUER, 2000, p. 270).

A determinação da consistência do concreto a partir do abatimento do tronco de cone, também chamado de Slump Test é um método aplicável a concretos plásticos coesivos que apresentem assen

igual ou superior a 10 cm como resultado. O método consiste em colocar o concreto em três camadas iguais em um cone com diâmetro

10 cm no topo e 30 cm de altura, que será adensado por uma haste de metálica de 60 cm de comprimento e 16 mm de diâmetro. Após esse procedimento é necessário retirar o cone, também chamado de molde, em um movimento constante com duração

10 segundos, procurando não submeter o concreto à uma torção lateral. (ABNT NBR NM 67, 1998).

O abatimento ou slump,é a diferença entre a altura inicial do cone e a deformação do concreto. O

utilizado no controle tecnológico do concreto n sentido de fazer as correções necessárias para que o mesmo tenha a consistência solicitada. (Bauer, 2005). Suas etapas de execução estão presentes na figura 1. cilíndricas, cúbicas. Porém, segundo Araújo (2010) no

se a resistência à compressão obtida em corpos de prova cilíndricos, na idade padrão de 28 dias, que é quando a estrutura poderá entrar em

A ABNT NBR 5738 (2003) especifica que os corpos de prova cilíndricos devem apresentar altura igual a

Propriedades do concreto fresco

Conforme Bauer (2005, p. 267) “as propriedades desejáveis para o concreto fresco são as que asseguram a obtenção de mistura de fácil transporte, lançamento e adensamento, sem segregação, e que, depois de endurecido, se apresenta homogênea, com

) afirma que "São propriedades do concreto fresco: a consistência, a textura, a trabalhabilidade, a integridade da massa (oposto de segregação), o poder de retenção de água (oposto de exsudação) e a massa específica."

Trabalhabilidade e consistência

Segundo BLANKS, VIDAL, PRICE e RUSSEL (apud PETRUCCI, 2005, p. 81) a trabalhabilidade é a facilidade com que um dado conjunto de materiais pode ser misturado para formar o concreto e, posteriormente, ser transportado e colocado com um

mogeneidade.

LEA e DESH (apud PETRUCCI, 2005) afirmam que a trabalhabilidade é a facilidade com que o concreto flui, enquanto, ao mesmo tempo, fica coerente e resistente

O componente físico mais importante da trabalhabilidade é a consistência, termo que, aplicado ao concreto, traduz propriedades intrínsecas da mistura fresca relacionadas com a mobilidade da entre os elementos componentes

A determinação da consistência do concreto a partir o tronco de cone, também chamado é um método aplicável a concretos plásticos coesivos que apresentem assentamento m como resultado. O método consiste em colocar o concreto em três camadas iguais em um cone com diâmetro de 20 cm na base, 10 cm no topo e 30 cm de altura, que será adensado por uma haste de metálica de 60 cm de comprimento e 16 mm de diâmetro. Após esse procedimento é necessário retirar o cone, também chamado de molde, em um movimento constante com duração entre 5 e 10 segundos, procurando não submeter o concreto à uma torção lateral. (ABNT NBR NM 67, 1998).

é a diferença entre a altura inicial do cone e a deformação do concreto. O slump é utilizado no controle tecnológico do concreto no sentido de fazer as correções necessárias para que o mesmo tenha a consistência solicitada. (Bauer, 2005). Suas etapas de execução estão presentes na figura 1.

Figura 1: Etapas para execução do ensaio de abatimento Fonte: (Mehta e Monteiro apud Almeida

Neville e Brooks (2013) classificam o grau de trabalhabilidade do concreto, como muito baixo para um abatimento de tronco de cone de 0 a 25 milímetros, baixo entre 25 e 50, médio entre 50 e 100 e alto entre 100 e 175 milímetros.

2.4.2 Tempo de pega

O cimento quando misturado a certa quantidade de água, formando uma pasta plástica, começa a perder tal plasticidade depois de um intervalo de tempo. O momento entre a adição de água e o início das reações com os compostos de cimento é chamado de início de pega. O mesmo pode ser notado pela elevação da temperatura e aumento brusco da viscosidade da pasta, e o fim da pega, quando a pasta deixa de ser deformável para pequenas cargas, tornando-se um bloco rígido. (Petrucci, 2005)

É importante definir o tempo

será neste intervalo que o concreto apresentará boas condições para transporte, lançamento e adensamento. E segundo Petrucci (2005), vários são os fatores que influenciam neste fenômeno, como tipo de cimento, quantidade de água usad

altas temperaturas.

O tempo de fim de pega se dá pelo endurecimento do concreto, ou ainda pelo início do ganho de resistência e é determinado pelo ensaio do aparelho

ilustrado na figura 2. Neste, é utilizado uma agulha metálica com seção cilíndrica de 1 mm² que penetra verticalmente uma pasta de consistência normal com carga de 300 gramas. O fim de pega é o tempo entre a mistura da água com o cimento até o momento em que a agulha quando aplicada suavemente sobre a superfície da pasta não deixa vestígios apreciáveis. A consistência da pasta é determinada pela sonda de Tetmajer, que possui formato cilíndrico com 1 centímetro de diâmetro. A pasta é considerada com consistência normal quando inserida em uma forma de feitio anel, com diâmetro interno de 8 cm e altura de 4 cm, a sonda de Tetmajer colocada sobre a pasta sem choque e velocidade inicial, estacionar em 6 mm no fundo da forma. (Petrucci).

: Etapas para execução do ensaio de abatimento Fonte: (Mehta e Monteiro apud Almeida, 2010)

Neville e Brooks (2013) classificam o grau de trabalhabilidade do concreto, como muito baixo para um abatimento de tronco de cone de 0 a 25 milímetros, baixo entre 25 e 50, médio entre 50 e 100 e alto entre 100 e 175 milímetros.

O cimento quando misturado a certa quantidade de água, formando uma pasta plástica, começa a perder tal plasticidade depois de um intervalo de tempo. O momento entre a adição de água e o início das reações com os compostos de cimento é chamado de e pega. O mesmo pode ser notado pela elevação da temperatura e aumento brusco da viscosidade da pasta, e o fim da pega, quando a pasta deixa de ser deformável para pequenas cargas,

se um bloco rígido. (Petrucci, 2005)

É importante definir o tempo de início de pega, pois será neste intervalo que o concreto apresentará boas condições para transporte, lançamento e adensamento. E segundo Petrucci (2005), vários são os fatores que influenciam neste fenômeno, como tipo de cimento, quantidade de água usada na dosagem,

O tempo de fim de pega se dá pelo endurecimento do concreto, ou ainda pelo início do ganho de resistência e é determinado pelo ensaio do aparelho de Vicat, . Neste, é utilizado uma agulha seção cilíndrica de 1 mm² que penetra verticalmente uma pasta de consistência normal com carga de 300 gramas. O fim de pega é o tempo entre a mistura da água com o cimento até o momento em que a agulha quando aplicada suavemente sobre a não deixa vestígios apreciáveis. A consistência da pasta é determinada pela sonda de Tetmajer, que possui formato cilíndrico com 1 centímetro de diâmetro. A pasta é considerada com consistência normal quando inserida em uma forma tro interno de 8 cm e altura de 4 cm, a sonda de Tetmajer colocada sobre a pasta sem choque e velocidade inicial, estacionar em 6 mm no fundo da forma. (Petrucci).

Figura 2: Aparelho de Vicat, Fonte: Fusco,2008

2.5 Fator Água/Cimento

O fator água/cimento é a proporção entre a quantidade de água e cimento utilizadas para fazer o concreto, e segundo Petrucci (2005) a redução desse fator melhora todas as propriedades do concreto endurecido, desde que a quantidade de água utilizada confira plasticidade à massa.

Conforme Isaia (2010) o cimento Portland quando misturado somente com água forma o que chamamos de pasta, e pode ser mais ou menos fluida dependendo da distribuição granulométrica do cimento e da quantidade de água. Quanto maior essa relação, mais fluída será a pasta, conforme a figura 4, onde podem ser observadas quatro relações água/cimento, que são a de 0,60; 0,50; 0,40; 0,30, obtidas a partir de um mesmo cimento.

2.6 Dosagem do concreto

A ABNT NBR 12655 (1996) afirma que na resistência de dosagem de um concreto, deve ser considerada a variabilidade prevalecente durante a construção, assim, uma resistência maior que a mínima calculada em projeto deve ser prevista, considerando um desvio-padrão (S_d), de acordo com a equação 1:

d ck

cj

=

f

1,65

S

f

+

Onde:

f

ck

f é a resistência característica do concreto à

compressão aos 28 dias, expressa em megapascals;

Tabela 1. Desvio padrão a ser adotado em função da condição de preparo do concreto

Condição Desvio-padrão _(MPa)

A 4,00

B

C 5,50 7,00

Fonte: ABNT NBR 12655 (1996).

Condição A: Aplicável às classes C10 até C80, impõe que o cimento e os agregados sejam medidos em massa e água de amassamento medida em massa ou volume, sendo corrigida em função da umidade dos agregados.

Condição B: Aplicável às classes C10 até C25, exige que o cimento e agregados sejam medidos em massa e água de amassamento medida em volume.

Condição C: Aplicável às classes C10 até C20, exige que o cimento seja medido em massa, agregados e água de amassamento medidos em volume.

2.7 Resultados do abatimento corrigido com água

Os primeiros abatimentos foram corrigidos inicialmente de forma empírica e foram realizados pelo acadêmico João Paulo Boff Almeida.

Tabela 2: Correção do abatimento com água Tempo (min) Abatimento inicial (cm) Adição de água(L) Abatimento corrigido (cm) Fator Água/cimento 0 13,00 0,00 13,00 0,47 30 9,00 0,60 12,00 0,48 60 8,50 2,20 12,00 0,53 90 9,00 1,00 12,50 0,56 120 9,00 1,30 12,50 0,61 150 9,00 1,00 12,00 0,67

Fonte: Pesquisa do acadêmico João Paulo Boff Almeida, 2014

Figura 3: Variação do abatimento corrigido com água ao longo do tempo. Fonte: acervo pessoal, 2014

Os resultados obtidos com o rompimento dos corpos de prova corrigidos com água, para avaliar a resistência à compressão do concreto estão apresentados nas tabelas 8 e 9.

Tabela 3. Média de resistência à compressão do concreto, cujo abatimento foi corrigido com água, aos 7 dias, além do

desvio padrão e coeficiente das amostras Tempo (min) Média das resistências (MPa) Desvio padrão (MPa) Coeficiente de variação (%) 0 34,02 2,2 6,46 30 32,88 0,52 1,59 60 26,5 0,35 1,33 90 24,56 0,5 2,03 120 20,96 0,35 1,67 150 31,91 0,11 0,62

Tabela 4. Média de resistência à compressão do concreto, cujo abatimento foi corrigido com água, aos 28 dias, além do

desvio padrão e coeficiente das amostras Tempo (min) Média das resistências (MPa) Desvio Padrão (MPa) Coeficiente de variação (%) 0 36,08 1,57 4,34 30 36,14 1,58 4,36 60 29,74 1,93 6,48 90 26,58 0,37 1,39 120 23,5 0,27 1,17 150 19,78 0,28 1,40

Fonte: Pesquisa do acadêmico João Paulo Boff Almeida, 2014

Na tabela 10, verifica-se a perda de resistência à compressão aos 90 minutos que é de 22,10%, justificada pela alteração do fator água/cimento, que foi de 0,47 para 0,56 nesse intervalo de tempo. Analisa-se ainda, que perda média de abatimento de 3,5 centímetros a cada 30 minutos.

Tabela 5. Perda de abatimento, fator a/c variação e perda de resistência para os corpos de prova corrigidos com água

Tempo (min Perda de abatimento (cm) Fator água/cimento Perda de resistência à compressão 0 0 0,47 0,00% 30 4 0,48 0,00% 60 3,5 0,53 10,93% 90 3 0,56 22,10% 120 3,5 0,61 30,34% 150 3,5 0,67 41,50%

Fonte: Acervo pessoal, 2014

3 Materiais e métodos

Os ensaios foram realizados no laboratório de solos do Campus Universitário da Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT), em Sinop-MT. A parcela experimental foi dividida em quatro fases. A primeira ficou compreendida pelo preparo do concreto, fazendo-se as amostras e corrigindo o abatimento primeiramente com água e num segundo momento com aditivo superplastificante Hormitec SP 430, e a segunda compreendeu a análise das resistências à compressão aos 7 e 28 dias. A terceira fase compreendeu o tratamento dos dados obtidos nos ensaios de resistência à compressão e por fim, a verificação da viabilidade econômica do uso de aditivo superplastificante na correção do abatimento.

O traço do concreto foi calculado para 25 MPa, segundo o método da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland).

Tabela 6: Relação dos materiais utilizados nas amostras Material Quantidade _(Kg) Cimento CP II Z-32 64,73 Areia lavada média 108,98

Pedra brita nº 1

Água 175,27 30,72

Fonte: Pesquisa do acadêmico João Paulo Boff Almeida, 2014

Para a realização da pesquisa de campo foram utilizados uma betoneira de 400 litros, kit slump, corpos de prova cilíndricos.

Figura 4: Kit slump, utilizado para fazer o ensaio de abatimento. Fonte: Acervo pessoal

Figura 5: a) Retirada do tronco de cone com movimento vertical uniforme; b) Medição do abatimento; c) Abatimento

corrigido. Fonte: Acervo pessoal, 2014

Foram moldados 10 corpos de prova cilíndricos de dimensões 100 x 200 mm (diâmetro x altura) por intervalo de tempo. O concreto foi introduzido no molde em duas camadas, sendo que cada uma foi adensada com 12 golpes, conforme as recomendações da ABNT (2003) NBR 5738

Figura 6: Corpos de prova moldados. Fonte: Acervo pessoal, 2014

Os corpos de prova foram moldados em intervalos de 30 minutos, começando em zero minutos e indo até

duas horas e trinta minutos, sendo que a betoneira ficou 12 minutos em funcionamento e 3 minutos parada, mantendo este ciclo até o fim da moldagem. Foram moldados um total de 60 corpos de prova. Antes da moldagem foi realizado o Test Slump para medir a consistência do concreto e fazer as correções necessárias, sendo que para este traço o abatimento calculado foi de 12 centímetros. Logo após, os mesmos foram identificados e mantidos por 24 horas nos moldes em temperatura ambiente conforme as recomendações da ABNT NBR 5738/1994 - Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto. Depois foram submetidos à cura em água, e então cinco foram submetidos ao ensaio de compressão axial em prensa pneumática com 7 dias e o restante aos 28 dias.

Figura 7: a) Ensaio de resistência à compressão em prensa manual; b) Corpo de prova rompido na prensa

manual. Fonte: Acervo próprio, 2014

4 Análise dos resultados

A seguir, a análise dos dados obtidos na pesquisa, a partir dos ensaios de abatimento e de resistência à compressão realizados com a correção de aditivo superplastificante.

Para tal análise será feito um comparativo com com os dados da pesquisa do acadêmico João Paulo Boff Almeida, que fez a correção do abatimento do concreto com água. O comparativo é válido, visto que o traço do concreto calculado é o mesmo para os dois concretos.

O coeficiente de variação (CV) é um teste preliminar, que fornece o percentual de variação dos dados de uma amostra. Conforme a ABNT NBR 7212 (1984), o CV é expresso em porcentagem através do quociente entre o desvio padrão e a resistência média, de acordo com a equação 2.

C. V. =    ã

é ∗ 100 (Equação 2) Conforme Rigonatto (2012), considera-se baixa dispersão, os valores de CV menores ou iguais a 15%, média dispersão entre 15 e 30% e alta dispersão os valores maiores que 30%.

A correção do abatimento se deu a partir do Slump Test, adotando-se 12 centímetros como padrão. A primeira correção do abatimento foi feita de modo empírico, levando em consideração correções de

outros concretos com o mesmo superplastificante, conforme os dados apresentados na tabela 4

Tabela 7: Correção do abatimento com aditivo superplastificante Tempo (min) Abatimento inicial (cm) Adição de aditivo (ml) Abatimento corrigido (cm) Quantidade de concreto na betoneira (L) 0 12,5 0 - 170 30 11 0 - 150 60 7 480 12 130 90 3,5 320 12,5 110 120 2 350 12 90 150 1 510 12 70

Fonte: Acervo pessoal, 2014

Figura 8: Variação do abatimento corrigido com aditivo superplastificante ao longo do tempo. Fonte: acervo pessoal,

2014

A alteração no fator água/cimento, como pode ser visto na figura 9, acarretará uma alteração na resistência à compressão do concreto, com perdas significativas. Aos 90 minutos apresenta um aumento de quase 20% na relação água/cimento.

Figura 9: Variação do fator água/cimento ao longo do tempo. Fonte: Acervo pessoal e pesquisa do acadêmico João Paulo

Boff Almeida, 2014.

Os resultados obtidos com o rompimento dos corpos de prova corrigidos com aditivo superplastificante, para avaliar a resistência à compressão do concreto estão apresentados nas tabelas 6 e 7.

Tabela 8. Média de resistência à compressão do concreto, cujo abatimento foi corrigido com aditivo, aos 7 dias, além do

desvio padrão e coeficiente das amostras Tempo (min) Média das Resistências (MPa) Desvio Padrão (MPa) Coeficiente de variação(%) 0 30,09 1,1 3,66 30 31,05 0,87 2,81 60 32,12 1,62 4,86 90 31,93 0,95 2,98 120 32,45 1 2,93 150 31,71 3,65 11,52

Fonte: Acervo pessoal, 2014

A tabela 7 apresenta a média dos ensaios de compressão nos intervalos de tempo adotados para os ensaios, e mostra que não houve perda de restência com o passar do tempo, visto que o abatimento foi corrigido com aditivo e não houve alteração no fator água/cimento.

Tabela 9. Média de resistência à compressão do concreto, cujo abatimento foi corrigido com aditivo, aos 28 dias, além

do desvio padrão e coeficiente das amostras Tempo (min) Média das Resistências (MPa) Desvio Padrão(MPa) Coeficiente de variação(%) 0 37,4 2,44 6,36 30 36,26 2,38 6,56 60 38,43 2,27 5,76 90 37,83 1,75 4,52 120 37,2 5,37 14,43 150 38,07 1,04 2,66

Fonte: Acervo pessoal, 2014

A resistência à compressão das amostras foi calculada para 25 MPa, porém com o ensaio de compressão obteve-se resultados com uma média acima de 30 MPa, que justifica-se por ter-se adotado um desvio padrão de 5,50 MPa e um coeficiente de segurança de 1,65.

Figura 10: Resistência média à compressão aos 7 dias. Fonte: Arcevo pessoal, 2014.

Figura 11: Comportamento da resistência à compressão aos 28 dias. Fonte: Acervo pessoal e pesquisa do acadêmico

João Paulo Boff Almeida, 2014.

A partir dos dados técnicos apresentados, é possível iniciar a análise da viabilidade econômica. A viabilidade será direcionada para os ensaios realizados aos 90 minutos, pois é um intervalo de tempo suficiente para que um caminhão betoneira chegue ao seu destino de concretagem, após sua pesagem e deslocamento, na cidade de Sinop. Foi realizada uma pesquisa de mercado, na região de Sinop e coletando o custo de quatro concretos com Fck e abatimento diferentes, porém com as caracteríticas que se aplicam a esta pesquisa, conforme a tabela 11.

Tabela 10: Composição de preços dos concretos

Fck

(MPa) Abatimento (cm)

Preço 1m³ (R$)

Empresa A Empresa B Empresa C

30 12 389,00 380,00 400,00

30 21 419,00 410,00 422,00

40 12 438,00 410,00 440,00

22 12 344,00 340,00 350,00

Fonte: Acervo pessoal, 2014

O aditivo superplastificante é comprado na região de Sinop-MT, segundo informações de empresas que o utilizam, pelo preço conforme a tabela 12.

Tabela 11: Preço do aditivo superplastificante Produto Quantidade (litros) Preço (R$)

Aditivo superplastificante Hormitec SP 430 200 960 1 4,8

Fonte: Acervo pessoal

Os dados utilizados para perda de trabalhabilidade por intervalo foram os corrigidos com água, pois os mesmos apresentaram perda de abatimento mais constante. E também por verificar-se durante os ensaios, que o abatimento corrigido com o aditivo perde consistência muito mais rápido.

5 Conclusões

Um metro cúbico de concreto com resistência à compressão de 30 MPa é comprado em Sinop em média por 389,00 reais. Após 90 minutos adicionando-se água para corrigir o abatimento, o mesmo perde 26,33% de resistência à compressão, passando então a ser um concreto de 22 MPa, que pode ser comprado por 344,00 reais. Para efetuar o lançamento de um concreto de 30 MPa com 12 de slump, o concreto a ser adquirido deve ser de 30 MPa com slump de 21 cm, ou de 40 MPa com slump 12 (devido a perda de abatimento). Porém, caso este mesmo concreto de 30 MPa e 12 centímetros de abatimento tenha sua consistência corrigida com o aditivo superplastificante, isso agregará um custo de apenas R$13,92, tendo o valor final de R$402,92. Concluindo então que a utilização de aditivo superplastificante é viável para a correção do abatimento.

Agradecimentos

Primeiramente, agradeço à Deus pelo dom da vida e por sempre atender meus pedidos.

A todos os meus familiares, em especial aos meus pais Macir da Silva e Ivone T. Piran Silva que se privaram por vezes de suas necessidades para proporcionar estudo aos seus filhos. Também aos meus irmãos, Bárbara Piran Silva e Thiago Piran Silva, por todo apoio.

Ao professor Dr. André Luiz N. Ferraz pela orientação, ao Engenheiro Civil Thiago P. Pinto e ao acadêmico e amigo João Paulo Boff de Almeida pela contribuição com o desenvolvimento deste trabalho.

A todos os meus amigos Ana Paula Bussolaro, Anna Paula Nascimento, Nathaniel Cruz Neto, Artur Castro, Hevellyn Albres, João Batista Daniel, Alexandre Daniel, Thiago Cyles Gasperine, Felipe Favaretto, Maximillian Zanette, Ândrea Boechat, Marden V. Dal col, José Rodolfo Queiroz, Vitor Ferreira, Guilherme Fontes, Luan Cuiabano, Rafael Lemes Bezerra, André Pereira Dias, Gustavo H. Machado, Adailto Nascimento, Camila Vedana, a família Daniel e família Machiavelli, os quais se fizeram presentes durante estes anos de graduação.

Ao escritório Projetar Engenharia, em especial aos Engenheiros Civis, Gabriel Weber e Roni de Souza por colaborarem com meu crescimento profissional. A Concrenop, em nome do Engenheiro Civil Felipe Franklim Brito de Lima, a Supermassa por disponibilizar parte dos materiais utilizados na pesquisa e também a Lindóia em nome de Charles Corrêa, por disponibilizar o local para o preparo do concreto.

Por fim, agradeço a UNEMAT por proporcionar a oportunidade de qualificação e crescimento profissional, em especial aos professores Flávio Alessandro Crispim, Rogério Dias Dalla Riva e Kênia Araújo de Lima.

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recebimento. Rio de Janeiro, 1996, 7p.

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