Carlos Roberto de Toledo Leonardo - o ppgecc - Universidade ...

CARLOS ROBERTO DE TOLEDO LEONARDO
ESTUDO DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO, VISANDO
APLICAÇÃO EM REPAROS ESTRUTURAIS.
Dissertação apresentada como requisito
parcial à obtenção do grau de mestre.
Curso de Pós-Graduação em
Engenharia Civil, Programa de Pós-
Graduação em Construção Civil, da
Universidade Federal do Paraná
Orientador: Professor Dr. Kleber
Franke Portella.
Co-orientador: Professor Dr. Almir
Sales.
CURITIBA
2002

TERMO DE APROVAÇÃO
CARLOS ROBERTO DE TOLEDO LEONARDO
ESTUDO DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO, VISANDO APLICAÇÃO EM
REPAROS ESTRUTURAIS.
Dissertação aprovada como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre. Curso de
Pós-Graduação em Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Construção
Civil, da Universidade Federal do Paraná, pela comissão formada pelos professores:
BANCA EXAMINADORA
Prof. José Alberto Cerri
Dr. – Universidade Federal de São Carlos
Prof. Luiz Alkimin de Lacerda
D.Sc. – COPPE / Universidade Federal do Rio de Janeiro
Prof. Kleber Franke Portella.
Dr – Universidade de São Paulo (USP)
Orientador
Prof. Almir Sales.
Dr –.Universidade Federal de São Carlos
Co-orientador
Prof. Ney Augusto Nascimento
Ph.D – Colorado University
Coordenador do Programa de Pós-
Graduação em Construção Civil - UFPR
CURITIBA, 05 de novembro de 2002

"É preferível a angústia da busca que a paz da acomodação."
Marisa B. de Toledo Leonardo

Aos meus pais, Mário e Marisa...

Ao Arquiteto Francisco Solano Lopez Paredes,
pela sua colaboração e apoio
Ao Engenheiro Joelcio Mancino,
pela sua colaboração e calma.
Ao Engenheiro José Augusto Braga,
pelo respeito e profissionalismo.
Á estagiária do Laboratório de Tecnologia do Concreto
Edna Possan,
que tanto colaborou na elaboração desta dissertação, pela valiosa
contribuição, interesse, desempenho e dedicação.
Aos Técnicos do Laboratório de Tecnologia do Concreto...
Gilmar Fabro,
pela sua dedicação e alegria.
Heliodoro Colman Franco,
pelo seu conhecimento e entusiasmo.

Francilino Fernandes Netto,
pela sua paciência, sabedoria e experiência.
Nilo Bernardi,
pelo seu trabalho e colaboração.
Claudinei Gomes Dias,
pelo seu trabalho e empenho.
Aridelson Maier,
pela atenção e colaboração.
Artemis Lamar Speciale,
pelo seu entusiasmo e desprendimento.
José de Souza Porto,
que com qualidade e sabedoria processou e controlou os dados dos
ensaios desta pesquisa.
E aos demais técnicos do Laboratório de Tecnologia do Concreto,
que de certa forma participaram deste trabalho,
agradeço o empenho e sem vocês o resultado não seria satisfatório.

Agradeço também
Á profª Giovanna Patrícia Gava,
pelo apoio técnico e didático prestado durante o desenvolvimento
desta dissertação.
Aos colegas de mestrado pelo apoio prestado.
Ao meu orientador Professor Doutor Kleber Franke Portella e coorientador
Professor Doutor Almir Sales, pela atenção, paciência,
dedicação e companheirismo, sem os quais este trabalho não teria
chegado ao fim.
Á Sandra,
pela retidão, seriedade e compreensão da minha ausência.
Á Mariana e Mário,
pela alegria que transformou minha vida.
Ao meu pai, Professor Doutor Mário Roberto Leonardo,
idealista, incentivador, pela maneira séria e serena que norteia o
meu pensamento científico.

Ao Professor Doutor Renato de Toledo Leonardo,
pela valiosa contribuição, pela atenção e ensinamentos.
Á Marisa Barboza de Toledo Leonardo,
pela atenção e entusiasmo.
Á Marina Leonardo Azevedo Souza,
pela atenção e amizade.
Aos meus tios, Marina e Edmilson Laurini,
pelo apoio e carinho.
A Deus...onipotente e único, companheiro de todas as horas.
E....
a todos que contribuíram na elaboração desse trabalho.

Agradecimentos Institucionais
Á Itaipu Binacional, pela colaboração no desenvolvimento desta pesquisa, a
qual permitiu que se utilizasse o seu espaço físico (laboratórios) e relatórios
técnicos desenvolvidos pela mesma ao longo dos anos e em especial à
Superintendência de Obras por essa oportunidade.
Á Universidade Federal do Paraná e ao Curso de Pós-Graduação em
Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil.
Ao Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, LACTEC.
Atenciosamente, Carlos Leonardo.

SUMÁRIO
RESUMO...................................................................................................................... V
ABSTRACT ................................................................................................................ VI
LISTA DE FIGURAS.................................................................................................VII
LISTA DE TABELAS................................................................................................ IX
LISTA DE ANEXOS................................................................................................... X
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................1
1.1 OBJETIVOS ..........................................................................................................4
1.1.1 Principais .............................................................................................................4
1.1.2 Específicos...........................................................................................................4
1.2 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO.....................................................................5
2 O CAD ...................................................................................................................7
2.1 MATERIAIS CONSTITUINTES.........................................................................16
2.1.1 Cimento ..............................................................................................................16
2.1.2 Agregado Miúdo.................................................................................................19
2.1.3 Agregado Graúdo ...............................................................................................20
2.1.4 Aditivo................................................................................................................24
2.1.5 Sílica Ativa .........................................................................................................27
2.1.6 Água ...................................................................................................................30
2.2 PROPRIEDADES DO CAD.................................................................................32
2.2.1 No Estado Fresco................................................................................................32
2.2.1.1 Trabalhabilidade ..............................................................................................33
2.2.2 No Estado Endurecido........................................................................................34
2.2.2.1 Resistência à abrasão .......................................................................................35
2.2.2.2 Módulo de elasticidade....................................................................................35
2.2.2.3 Resistência à compressão ................................................................................39

2.2.2.4 Aderência.........................................................................................................40
2.2.2.5 Durabilidade ....................................................................................................41
2.2.2.6 Permeabilidade ................................................................................................41
2.2.2.7 Porosidade........................................................................................................42
2.2.2.8 Retração ...........................................................................................................43
2.2.2.9 Resistência ao fogo..........................................................................................44
2.2.2.10 Resistência à tração.........................................................................................44
3 DESGASTE SUPERFICIAL .............................................................................45
3.1 ABRASÃO............................................................................................................46
3.2 RESISTÊNCIA À ABRASÃO .............................................................................47
3.2.1 Resistência à Abrasão do Agregado...................................................................50
3.2.2 Resistência à Abrasão de Estruturas Hidráulicas ...............................................51
3.2.3 Ensaios................................................................................................................52
3.2.4 Reparos em Estruturas........................................................................................53
4 MATERIAIS E MÉTODOS...............................................................................55
4.1 METODOLOGIA DE PESQUISA....................................................................55
4.2 SELEÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS .................................57
4.2.1 Cimento ..............................................................................................................58
4.2.2 Agregados...........................................................................................................58
4.2.2.1 Agregado miúdo ..............................................................................................58
4.2.2.2 Agregado graúdo .............................................................................................59
4.2.2.3 Análise do agregado graúdo e agregado miúdo ..............................................59
4.2.3 Sílica Ativa .........................................................................................................59
4.2.4 Aditivo................................................................................................................60
4.2.5 Água ...................................................................................................................60
4.3 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS ....................................................................61
4.3.1 Balanças..............................................................................................................61
4.3.2 Estufa..................................................................................................................61

4.3.3 Moldes ................................................................................................................61
4.3.4 Misturador Mecânico .........................................................................................62
4.3.5 Consistência da Argamassa (flow table) ............................................................62
4.3.6 Betoneira.............................................................................................................63
4.3.7 Vibrador..............................................................................................................63
4.3.8 Consistência de Abatimento (slump test) ...........................................................63
4.3.9 Prensas................................................................................................................63
4.3.10 Equipamento de Ensaio de Abrasão..................................................................64
4.3.11 Resistência de Aderência...................................................................................65
4.4 PLANEJAMENTO DA PESQUISA .................................................................66
4.5 METODOLOGIA DOS ENSAIOS....................................................................72
4.5.1 Ensaios no Concreto Fresco ...............................................................................72
4.5.1.1 Consistência.....................................................................................................72
4.5.1.2 Ar Incorporado ................................................................................................72
4.5.1.3 Temperatura.....................................................................................................72
4.5.1.4 Massa Específica .............................................................................................73
4.5.2 Ensaios no Concreto Endurecido .......................................................................73
4.5.2.1 Resistência à compressão axial simples ..........................................................73
4.5.2.2 Resistência à tração por compressão diametral ...............................................73
4.5.2.3 Módulo de elasticidade....................................................................................74
4.5.2.4 Resistência de aderência..................................................................................74
4.5.2.5 Resistência à abrasão .......................................................................................76
4.5.2.5.1 Seqüência para determinação dos ensaios ....................................................78
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................79
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ..........................................................80
5.1.1 Cimento ..............................................................................................................80
5.1.2 Agregado Miúdo.................................................................................................81
5.1.3 Agregado Graúdo ...............................................................................................82

5.1.4 Aditivo................................................................................................................84
5.1.5 Sílica Ativa .........................................................................................................85
5.1.6 Água ...................................................................................................................86
5.2 ENSAIOS NO CONCRETO FRESCO ................................................................87
5.2.1 Consistência........................................................................................................87
5.2.2 Teor de Ar Incorporado......................................................................................91
5.2.3 Massa Específica ................................................................................................93
5.2.4 Teor de Ar x Massa Específica...........................................................................94
5.3 ENSAIOS NO CONCRETO ENDURECIDO .....................................................97
5.3.1 Resistência à Compressão ..................................................................................97
5.3.2 Resistência à Tração..........................................................................................101
5.3.3 Módulo de Elasticidade.....................................................................................104
5.3.4 Resistência à Abrasão........................................................................................106
5.3.5 Resistência de Aderência...................................................................................109
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................115
6.1 CONCLUSÃO .....................................................................................................115
6.1.1 Teor de Pasta .....................................................................................................116
6.1.2 Resistência à Abrasão........................................................................................117
6.1.3 Resistência de Aderência...................................................................................118
6.1.4 Ensaios...............................................................................................................118
6.2 SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS..................................................119
7 GLOSSÁRIO ......................................................................................................120
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................128
9 ANEXOS .............................................................................................................133

RESUMO
O desgaste superficial freqüentemente observado em estruturas hidráulicas, decorrente
do efeito abrasivo da água contendo sólidos em suspensão, é um parâmetro de controle
de estruturas de barragens durante a fase de operação e tem merecido atenção especial
no seu acompanhamento. Objetivando a utilização de concreto de alto desempenho em
recuperação de estruturas sujeitas ao desgaste superficial, principalmente em calhas de
vertedouros, neste trabalho foram desenvolvidos estudos laboratoriais com alguns
traços de concreto de alto desempenho buscando obter a máxima compacidade da
pasta, a máxima resistência à abrasão e a resistência de aderência. Para tal, foi
acrescido à mistura tradicional de concreto aditivo superplastificante com o intuito de
melhorar a trabalhabilidade do concreto e sílica ativa, esta última num teor de 10% em
relação ao volume do cimento que melhora a compacidade, reduz a permeabilidade e
aumenta a resistência à abrasão, proporcionando um concreto com maior durabilidade.
Para a realização desta pesquisa definiu-se um traço referência com concreto
convencional, como parâmetro para comparação e análise dos resultados dos demais
concretos produzidos. Inicialmente, definiu-se cinco traços experimentais, analisando
as seguintes propriedades do concreto: no estado fresco, a consistência e, no estado
endurecido a resistência à compressão, à tração por compressão diametral, módulo de
elasticidade, e desgaste à abrasão. Os resultados no estado fresco e no estado
endurecido indicaram que o concreto com relação água/cimento 0,32 teve um melhor
desempenho em todos os parâmetros analisados. Para um estudo mais aprofundado
alterou-se, para esse concreto, a porcentagem de pasta da mistura nos teores de 0, 5, 10
e 15% superior ao determinado como ideal no ensaio de consistência normal da pasta.
Para estes concretos acrescidos de pasta, além dos ensaios já citados, foi realizado o
ensaio de resistência de aderência. O concreto com porcentagem de pasta de 10%
apresentou excelente trabalhabilidade para aplicação em reparos estruturais. Os
ensaios no estado endurecido comprovaram que este concreto também apresentou
melhor desempenho na resistência de aderência, maior resistência à abrasão, à tração e
à compressão. A resistência de aderência aumentou quando a superfície reparada com
o CAD não estava totalmente lisa.
v

ABSTRACT
The superficial abrasion frequently observed in hydraulic structures, due to the water
abrasive effect containing solid bodies suspension is a dam structure parameter control
during the operation phase, and it has deserved special attention to its accompaniment.
Having as the main object the use of a high performance concrete in estoration of
structures exposed to superficial abrasion, mainly in spillways, this paper developed
lab research with some traits of high performance concrete seeking to obtain the
maximum compactness of the paste, the maximum abrasive resistance and the
adherence resistance. For that, it was added to the traditional concrete mixture,
superplastic additive in order to improve the workability of the concrete and the active
silica, the later in a 10% content, concerning the cement volume which improves the
compactness, reduces the permeability and increases the abrasive resistance providing
a more durable concrete. To the accomplishment of this research it was defined a
reference trait with conventional concrete, as a parameter to compare and analyse the
results of the other produced concretes. In the beginning five experimental traits were
defined, analysing the following properties of the concrete: in fresh state, the
consistence and in hard state the compression resistance, the traction for diametral
compression, elasticity module and abrasive wear. The results in fresh state and hard
state showed that the concrete concerning water/cement 0.32 had better performance in
all the analysed parameters. For a deeper research it was changed to that concrete, the
percentage of the mixture paste in contents of 0.5, 10 and 15 percent, better than the
one considered as the ideal in the normal paste consistence essay. For these concretes
added by paste in addition to the essays already mentioned, it was done the adherence
resistance essay, the concrete whose percentage of paste is 10% shows excellent
workability to the use in structural repairs. The essays in hard state prove that this
concrete shows better performance of adherence resistance and a bigger compression,
traction and abrasive resistance .The adherence resistance improves, when the surface
to be repaired with cad, doesn’t look completely smooth.
vi

LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – INFLUÊNCIA DA SÍLICA ATIVA NO DESENVOLVIMENTO DOS CRISTAIS
HIDRATADOS. .......................................................................................................................................... 29
FIGURA 2 – GRÁFICO DA EVOLUÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE. ............................................ 36
FIGURA 3 – VISTA DO VERTEDOURO DA USINA HIDRELÉTRICA DE ITAIPU..................................... 51
FIGURA 4 – PRINCIPAIS MATERIAIS UTILIZADOS PARA A PRODUÇÃO DO CAD, SENDO: DA
ESQUERDA PARA A DIREITA ÀGUA, ADITIVO, AGREGADO GRAÚDO, AGREGADO MIÚDO,
CIMENTO E SÍLICA ATIVA..................................................................................................................... 57
FIGURA 5 – MOLDES PARA O ENSAIO DE ADERÊNCIA............................................................................ 62
FIGURA 6 – PRENSA DE ENSAIOS.................................................................................................................. 64
FIGURA 7 – EQUIPAMENTO DE ENSAIO DE RESISTÊNCIA À ABRASÃO. ............................................. 65
FIGURA 8 – APARELHO PARA ENSAIO DE ARRANCAMENTO................................................................ 65
FIGURA 9 – PRODUÇÃO DO CCV. .................................................................................................................. 67
FIGURA 10 – PRODUÇÃO DO CONCRETO CAD 28...................................................................................... 69
FIGURA 11 – PRODUÇÃO DO CONCRETO CAD 32...................................................................................... 69
FIGURA 12 – CORPOS-DE-PROVA PARA EXECUÇÃO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA............................ 75
FIGURA 13 – DESENHO ESQUEMÁTICO DO EQUIPAMENTO DE ENSAIO DE ABRASÃO................... 77
FIGURA 14 – CORPO-DE-PROVA NO RECIPIENTE DE ENSAIO DE ABRASÃO...................................... 77
FIGURA 15 – GRÁFICO DA CURVA DE COMPACIDADE DOS AGREGADOS. ........................................ 83
FIGURA 16 – CONSISTÊNCIA DOS CONCRETOS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA DAS
MISTURAS. ................................................................................................................................................ 88
FIGURA 17 – ABATIMENTO DOS CONCRETOS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA DAS
MISTURAS. ................................................................................................................................................ 89
FIGURA 18 – ABATIMENTO DA MISTURA SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA (CAD 32). ......... 90
FIGURA 19 – ABATIMENTO DA MISTURA COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA (CAD 32 15). ... 91
FIGURA 20 – TEOR DE AR INCORPORADO DOS CONCRETOS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE
PASTA......................................................................................................................................................... 92
FIGURA 21 – TEOR DE AR INCORPORADO DOS CONCRETOS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE
PASTA......................................................................................................................................................... 93
FIGURA 22 – MASSA ESPECÍFICA DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DA PASTA.............................. 93
FIGURA 23 – MASSA ESPECÍFICA DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DA PASTA............................. 94
FIGURA 24 – MASSA ESPECÍFICA E TEOR DE AR INCORPORADO: MISTURAS SEM ALTERAÇÃO
DE PASTA. ................................................................................................................................................. 95
FIGURA 25 – MASSA ESPECÍFICA E TEOR DE AR INCORPORADO: MISTURAS COM ALTERAÇÃO
DE PASTA. ................................................................................................................................................. 96
FIGURA 26 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE
PASTA......................................................................................................................................................... 98
FIGURA 27 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE
PASTA......................................................................................................................................................... 99
vii

FIGURA 28– RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM FUNÇÃO DA CONSISTÊNCIA: MISTURAS COM
ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA. .................................................................................................... 100
FIGURA 29 – ENSAIO À COMPRESSÃO AXIAL SIMPLES DA MISTURA CAD 32 10............................ 101
FIGURA 30 – RESISTÊNCIA À TRAÇÃO: MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA. ....... 102
FIGURA 31 – RESISTÊNCIA À TRAÇÃO: MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA. ...... 103
FIGURA 32 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO................................................................................. 103
FIGURA 33 – MÓDULO DE ELASTICIDADE: MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DA PASTA. .................. 104
FIGURA 34 – ENSAIO DE MÓDULO DE ELASTICIDADE.......................................................................... 105
FIGURA 35 – MÓDULO DE ELASTICIDADE: MISTURAS COM ALTERAÇÃO DA PASTA. ................. 106
FIGURA 36 – PERDA DE MASSA DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA. ............ 107
FIGURA 37 – PERDA DE MASSA DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA. ........... 108
FIGURA 38 – CORPOS-DE-PROVA COM A SUPERFÍCIE DESGASTADA NO ENSAIO DE ABRASÃO.
................................................................................................................................................................... 108
FIGURA 39 – CORPOS-DE-PROVA DESGASTADOS POR ABRASÃO...................................................... 109
FIGURA 40 – VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA PARA SUPERFÍCIE NÃO
PREPARADA............................................................................................................................................ 110
FIGURA 41 – VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA PARA SUPERFÍCIE
PREPARADA............................................................................................................................................ 111
FIGURA 42 – ENSAIO DE ARRANCAMENTO: MISTURA CAD 32 15. ..................................................... 112
FIGURA 43 - RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA PARA SUPERFÍCIE NÃO PREPARADA. ........................ 113
FIGURA 44 – RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA PARA SUPERFÍCIE PREPARADA. ................................. 114
FIGURA 45 – RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA: EXECUÇÃO DO ENSAIO................................................ 114
viii

LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – QUALIDADE DA ÁGUA PARA PRODUÇÃO DO CONCRETO .............................................. 31
TABELA 2 – ENSAIOS NO CONCRETO ENDURECIDO PARA CADA MISTURA..................................... 56
TABELA 3 – ORDEM DE COLOCAÇÃO DOS MATERIAIS NA BETONEIRA E TEMPO DE MISTURA. 67
TABELA 4 – DEFINIÇÃO DO TRAÇO DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA........ 68
TABELA 5 – NOMENCLATURA DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA................. 68
TABELA 6 – DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA. . 70
TABELA 7 – NOMENCLATURA DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA................ 70
TABELA 8 – APLICAÇÃO DO REPARO NO CORPO-DE-PROVA................................................................ 75
TABELA 9 – CARGAS ABRASIVAS................................................................................................................. 78
TABELA 10 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO................................................................... 80
TABELA 11 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO. ............................................... 81
TABELA 12 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO GRAÚDO............................................. 82
TABELA 13 – COMPACIDADE AREIA X BRITA. .......................................................................................... 83
TABELA 14 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE......................... 84
TABELA 15 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DA SÍLICA ATIVA........................................................... 85
TABELA 16 – RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO E DA SÍLICA ATIVA. ................ 85
TABELA 17 – QUALIDADE DA ÁGUA PARA PRODUÇÃO DO CONCRETO. ........................................... 86
TABELA 18 – ABATIMENTO DOS CONCRETOS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA DAS
MISTURAS. ................................................................................................................................................ 87
TABELA 19 – ABATIMENTO DOS CONCRETOS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA DAS
MISTURAS. ................................................................................................................................................ 89
TABELA 20 – DADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA COM SUPERFÍCIE NÃO
PREPARADA............................................................................................................................................ 111
TABELA 21 – DADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA COM SUPERFÍCIE
PREPARADA............................................................................................................................................ 112
ix

LISTA DE ANEXOS
ANEXO 01 – PRODUÇÃO DAS MISTURAS DE CONCRETO ....................................................................... 69
ANEXO 02 – MOLDAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA.................................................................................. 71
ANEXO 03 – MOLDAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA.................................................................................. 90
ANEXO 04 – TEOR DE AR INCORPORADO: TABELAS ............................................................................... 91
ANEXO 05 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À ABRASÃO: FOTOS ILUSTRATIVAS................................... 109
ANEXO 06 – ENSAIO DE ADERÊNCIA ......................................................................................................... 112
x

1 INTRODUÇÃO
O concreto foi inventado no século XIX e os primeiros edifícios em concreto
armado foram construídos há pouco mais de um século. A tecnologia adotada utilizava
apenas uma mistura de cimento, agregado e água.
Com o decorrer dos anos, muitas pesquisas foram desenvolvidas e adicionou-se
à mistura básica aditivos minerais e compostos químicos, surgindo então concretos
mais resistentes e com praticamente todas as propriedades melhoradas: menor
porosidade, maior resistência à abrasão, elevada resistência à compressão, baixa
permeabilidade, etc., revolucionando a Engenharia e a Arquitetura modernas.
Em decorrência destas adições no final da década de 50, iniciou-se a produção
dos concretos de alta resistência (CARs). Inicialmente, essa categoria abrangia
concretos com resistência característica à compressão superior a 35 MPa. Atualmente,
estes concretos são usados na construção civil com muita freqüência e não se
enquadram dentro da categoria do concreto de alta resistência, uma vez que são
obtidos concretos com resistência à compressão acima de 100 MPa com relativa
facilidade.
De uma forma geral, concretos com valores de resistência à compressão acima
dos usuais em um dado local ou época foram normalmente chamados concretos de alta
resistência. Assim sendo, o Bulletin d’Information 197 do CEB, reúne a variação
ocorrida nos valores definidos como alta resistência ao longo dos anos. Nos anos 50,
nos EUA, concretos com resistência à compressão da ordem de 34 MPa eram ditos de
alta resistência; nos anos 70, em torno de 62 MPa, e atualmente, estes valores se
encontram entre 76 e 97 MPa.
Com o desenvolvimento dos CARs, chegou-se, nos dias atuais, a um novo tipo
de concreto: o concreto de alto desempenho (CAD). Este concreto, quando comparado
1

com o CAR, possui características particulares, visto que ele não leva em
consideração, apenas, sua resistência, mas o conjunto de todas as propriedades
melhoradas, garantindo ao mesmo o aumento da durabilidade.
Além dos inúmeros investimentos, tais como: capacitação dos recursos
humanos, equipamentos de última geração, melhoria de qualidade na construção civil,
dentre outros, sentiu-se a necessidade de averiguar um tema específico dentro da área
de atuação deste setor, que é o incremento do uso do CAD. Este é um produto de alta
qualidade, importante para a sociedade (PAMPLOMA E CARDOSO, 2000, p. 02).
Para determinados projetos, o emprego do CAD oferece inúmeras vantagens
com relação ao concreto convencional (CCV). Obras executadas com esse tipo de
concreto tiveram grande sucesso, podendo-se destacar: pontes e viadutos, edifícios
altos, plataformas marinhas, reparos em estruturas sujeitas ao desgaste superficial
(calhas de vertedouros). Como já mencionado, o CAD apresenta maior durabilidade
que o concreto convencional. A durabilidade é uma de suas principais características e
é conseguida com a redução da relação água/cimento. Essa redução também
proporciona um ganho de resistência à compressão, aumento da compacidade, do
módulo de elasticidade e diminuição da permeabilidade.
Visto que as estruturas de concreto não são eternas, a indústria de tecnologia do
concreto vem tentando buscar alternativas para minimizar os problemas patológicos e
aumentar a sua vida útil, com consideráveis reduções dos custos de manutenção. Uma
das soluções encontradas foi o emprego do CAD.
Essa é uma das razões do emprego cada vez mais freqüente dos chamados CAD
ou internacionalmente conhecidos por High Performance Concrete (HPC)
(HARTMANN E HELENE, 2001, p. 02).
O alto desempenho destes concretos abre novas perspectivas de uso em
diferentes tipos de estruturas, abrangendo obras industriais, pisos sujeitos a ação de
produtos químicos ou ao desgaste superficial, reservatórios, obras enterradas em solo
agressivo e obras hidráulicas. KORMANN et al, (2002) definiram algumas
2

propriedades que os materiais de reparo devem apresentar: resistência aos esforços
mecânicos e ao desgaste. As estruturas hidráulicas de concreto de barragens
principalmente, na região superficial dos vertedouros, também devem suportar a
radiação solar, os ciclos de secagem, molhagem e as diferenças de temperatura. Dentre
os principais problemas encontrados em estruturas hidráulicas de concreto, destacam-
se as erosões superficiais ocasionadas pela abrasão ou cavitação hidráulica, a qual é
decorrente da dinâmica do fluxo d’água. Um dos materiais utilizados para a
recuperação da estruturas que sofrem desgaste superficial é o CAD. DAL MOLIN
(1995) diz que o CAD possui elevada resistência ao desgaste ou abrasão, baixas
deformações e, principalmente, benefícios ecológicos, energéticos e econômicos, por
utilizar resíduos industriais (sílica ativa, por exemplo) e também pelo fato de poder
usar materiais disponíveis praticamente em toda a região.
Os CADs exigem conhecimento técnico diferenciado para sua obtenção, mas é
possível compreendê-los como uma evolução natural do desenvolvimento tecnológico
do concreto tradicional (KERBER E ROMAN, 1994, p. 27).
3

1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Principais
O objetivo principal deste projeto é estudar e especificar um ou mais traços de
CAD que possuam condições propícias para as aplicações em reparos de estruturas
hidráulicas sujeitas à abrasão, por meio das relações entre a resistência mecânica,
módulo de elasticidade e desgaste à abrasão.
1.1.2 Específicos
• Produzir misturas de CAD economicamente viáveis, quando comparadas
com a durabilidade da estrutura e os custos de manutenção.
• Correlacionar suas principais propriedades com as propriedades do
Concreto Convencional (CCV).
• Aumentar o conhecimento técnico e laboratorial com relação ao CAD e
seus materiais, para possíveis aplicações em reparos estruturais.
• Verificar suas principais características físicas, para que seja
recomendado para execução de reparos em estruturas de concreto sujeitas à abrasão.
• Determinar uma mistura de concreto de fácil produção, utilizando os
materiais facilmente encontrados na região, apresentando condições favoráveis de
aplicação: trabalhabilidade.
• Avaliando-se a importância da resistência à abrasão dos concretos,
empregados às estruturas hidráulicas, essa pesquisa objetiva produzir um concreto
compacto, com baixa porosidade e, conseqüentemente, mais resistente que o CCV.
4

1.2 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
Inicialmente, fez-se uma revisão bibliográfica sobre o CAD, buscando-se
definições concisas e específicas. Estudou-se os seus materiais componentes,
avaliando suas características e propriedades, bem como a influência destes na mistura
fresca e endurecida. A revisão da literatura, foi realizada a partir de um histórico do
desenvolvimento e surgimento do CAD, da descrição das considerações gerais
relacionadas aos materiais constituintes, tais como: composição, propriedades,
utilização na construção civil e vantagens do seu emprego. Justificando o
desenvolvimento deste trabalho, aprofundou-se a discussão sobre o desgaste
superficial apresentado em estruturas de concreto, correlacionando as características
do CAD ligadas a sua durabilidade.
No sentido de confirmar as suas principais propriedades e determinar um
concreto resistente ao desgaste superficial, definiu-se a parte prática deste trabalho.
Esta foi realizada no Laboratório de Tecnologia do Concreto o LTC da Itaipu
Binacional, em Foz do Iguaçu, no Estado do Paraná.
Em um capítulo à parte, discutiu-se sobre o desgaste superficial das estruturas
de concreto, principalmente aquelas existentes nas estruturas hidráulicas sujeitas ao
efeito abrasivo da água contendo sólidos em suspensão. Buscou-se estudar e
determinar as principais causas deste desgaste, para a especificação do melhor traço de
CAD.
5

Com base nesses fatos, elaborou-se a pesquisa experimental, onde são
apresentados as características dos materiais utilizados, definição dos traços
empregados, equipamentos utilizados nos ensaios, metodologia de pesquisa,
planejamento e freqüência dos ensaios, bem como a execução dos mesmos.
No penúltimo capítulo, são apresentados e discutidos os resultados obtidos dos
CADs. O estudo foi realizado em duas partes; uma que avalia o concreto no estado
fresco: consistência, massa específica e ar incorporado, e outra no estado endurecido:
resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, resistência à
abrasão, resistência de aderência e módulo de elasticidade.
No último capítulo é apresentada a conclusão do trabalho.
6

2 O CAD
O advento dos CARs e, mais apropriadamente, do CAD, traz à engenharia
recursos de enorme utilidade para otimização de diversos problemas, principalmente
aqueles ligados às estruturas de concreto (KERBER E ROMAN, 1994, p. 28).
Existe uma enorme diferença entre o CAR e o CAD. O primeiro envolve apenas
a resistência do concreto. O segundo envolve toda uma série lógica de concepções e
análise dos parâmetros do meio da vida útil desejada, apresentando um conjunto de
características que o diferenciam do CAR, como: permeabilidade reduzida, calor de
hidratação e exsudação controlado, resistência à corrosão da armadura e à degradação
do concreto, resistência a esforços mecânicos a curto e a longo prazo, abatimento
adequado, viabilidade de produção e outros (VAZ de CAMPOS, 2000, p. 28).
O CAD surgiu nos Estados Unidos nos anos 60 e início dos anos 70, a partir do
momento que se constatou que o uso do concreto armado com máxima resistência e
um mínimo de aço oferecia uma solução econômica para reduzir as dimensões dos
pilares de edifícios altos.
No início, aplicava-se a mesma tecnologia do CCV, porém com maior controle
e seleção dos materiais. Com o passar dos anos, novos materiais, como sílica ativa,
cimentos mais finos e aditivos superplastificantes, foram incorporados à mistura. A
partir disso, o CAD foi se diferenciando do CCV, e encarado como um novo tipo de
material estrutural (AMARAL FILHO, 2000).
O CAD foi introduzido no Brasil em 1988, por Epaminondas Melo de Amaral
Filho, com a utilização de sílica ativa. Neste caso, preferiu designar como CAD o material
que apresentava outras propriedades mais importantes além da resistência, como a baixa
permeabilidade (evitando a corrosão da armadura e reduzindo a carbonatação), boa
aderência com outros concretos e maior durabilidade. Observando sempre que estes
fatores são melhorados, há aumento da resistência (VASCONCELOS, 1992).
7

Desde o início, os pesquisadores estavam conscientes de que, dentro de certos
limites, a resistência à compressão do concreto era inversamente proporcional à
relação a/c (água/cimento), e a trabalhabilidade do concreto fresco era diretamente
proporcional à quantidade de água. Sendo assim, era indispensável o uso de aditivos
redutores de água na produção de CAD.
A partir de 1930, com o desenvolvimento dos aditivos redutores de água, estes
se tornaram essenciais na produção de concreto. Nas últimas décadas, surgiram
grandes projetos de estrutura, tais como: barragens, pontes, edifícios altos e outros. Ao
mesmo tempo surgiram vários tipos de aditivos redutores de água, sendo os mais
eficientes os superplastificantes (ALVES, 1999).
Descobriu-se que concretos com uma relação água/cimento ou
água/aglomerante muito baixa com a utilização de aditivos redutores de água, também
tinham outras características melhoradas, tais como: fluidez mais elevada, módulo de
elasticidade mais alto, resistência à flexão maior, menor permeabilidade, resistência à
abrasão melhorada e maior durabilidade (AÏTCIN, 2000).
À medida que o uso dos superplastificantes foi se tornando mais comum,
percebeu-se que essas moléculas poderiam ser utilizadas para reduzir a quantidade de
água de mistura para um nível jamais experimentado e ainda produzir um concreto
com grande trabalhabilidade. Essas moléculas sintéticas são tão poderosas para
dispersar partículas de cimento que, pela primeira vez na tecnologia do concreto, foi
possível fazer um concreto fluido, tendo uma relação água/aglomerante menor do que
0,3. É notável que nos últimos anos a resistência característica à compressão teve um
nível de crescimento inimaginável anteriormente (AÏTCIN, 2000, p. 137).
Os aditivos variam de tensoativos, sais solúveis e polímeros a minerais
insolúveis. São empregados no concreto a fim de melhorar a trabalhabilidade,
aceleração ou aumento de tempo de pega, controle do desenvolvimento da resistência,
melhora da resistência à ação do gelo, à fissuração térmica, à expansão álcali-agregado,
a soluções ácidas sulfatadas (MEHTA E MONTEIRO, 1994, p. 273).
8

Os superplastificantes também são chamados aditivos redutores de água de alta
eficiência por serem capazes de reduzir o teor de água de três a quatro vezes, em um
dado traço de concreto (MEHTA E MONTEIRO, 1994, p. 282). Essa redução de água,
ocasiona um aumento na resistência do concreto de alto desempenho.
No concreto, o uso de aditivos superplastificantes de pega normal ou alto
desempenho possibilita uma redução da quantidade de água e confere também uma
maior fluidez e menor risco de segregação. Este aditivo permite a dosagem de concreto
com redução do consumo de cimento, proporcionando economia. As microfissuras
decorrentes da retração do concreto durante a cura também se reduzem com a
diminuição da quantidade de água da mistura.
Os aditivos químicos, redutores de água (superplastificantes), proporcionam
uma redução ainda maior na porosidade da pasta de cimento e no diâmetro dos poros,
o que eleva a durabilidade do concreto e aumenta a resistência mecânica (ALMEIDA,
1992, p. 113-116).
Com uma mesma relação água/cimento e mesmo teor de água na mistura, o
efeito dispersante dos superplastificantes aumenta a trabalhabilidade do concreto
(NEVILLE, 1997, p. 264).
No CAD, a utilização de aditivo superplastificante permite adicionar materiais
muito finos, tais como a sílica ativa.
A sílica ativa é um subproduto da fabricação de silício ou de ligas de ferro-
silício. Constituída de partículas muito finas, é um tipo de gás transformado em pó
pela sua oxidação com o ar, e tem uma enorme área específica. No concreto, atua
como efeito fíler, ou seja, preenche parte dos poros capilares, aumentando a densidade.
Com o uso da sílica ativa, o concreto passa a ter maior resistência à abrasão e à
corrosão química, maior resistência à compressão, maior compacidade,
conseqüentemente menor porosidade, maior adesão a outras superfícies de concreto e
melhor aderência ao aço.
9

Um grão de cimento é cerca de 100 vezes maior que um de sílica ativa. Até
pouco tempo atrás, a sílica ativa era considerada material de refugo de difícil
estocagem, pois além de inútil, era volumosa demais por ser de baixo peso específico
(0,2 g/cm 3 ) (AMARAL FILHO, 1993, p. 16).
A sílica ativa diminui a segregação e a exsudação, enquanto a viscosidade e a
coesão interna são aumentadas.
Devido a sua finura, as partículas de sílica ativa podem preencher os vazios
entre as partículas maiores do cimento, quando elas estão bem defloculadas na
presença de uma dosagem adequada de superplastificante. Diz-se que o efeito fíler é
também responsável pelo aumento da fluidez dos concretos com uma relação
água/aglomerante muito baixa (AÏTCIN, 2000, p. 161-162).
A reação química da sílica ativa acontece principalmente na interface entre
argamassa de cimento e agregado graúdo, a qual constitui-se em um ponto vulnerável
do concreto. Por isto, com o uso da sílica ativa há uma maior aderência entre agregado
e pasta, e o ponto fraco do concreto passa a ser o agregado. Isto é evidenciado
observando-se a superfície de ruptura do CAD na compressão, mostrando os
agregados totalmente rompidos (SIMPLÍCIO, 2001).
A introdução de aditivos químicos e minerais no concreto provoca diversas
alterações em suas características, tanto no estado fresco quanto no endurecido. A
maior parte delas é decorrente das modificações que surgem na sua microestrutura.
Hoje se sabe que os aditivos em geral atuam não somente na pasta de cimento, mas
também na interface ou ligação pasta-agregado (ALMEIDA, 1992, p. 113-116).
Do ponto de vista dos materiais, o CAD não é nada mais do que um concreto
com porosidade muito baixa, conseguida principalmente pelo uso de menos água de
mistura do que no concreto usual, de tal forma que as partículas de cimento e de
material cimentício suplementar estejam muito mais próximas umas das outras do que
nos traços de concreto usual (AÏTCIN, 2000, p. 110).
10

O cimento para a produção deste tipo de concreto deve satisfazer algumas
exigências: adequado desenvolvimento de resistência mecânica e apropriado
desenvolvimento reológico (perda de trabalhabilidade com o tempo, segregação,
compatibilidade com o aditivo químico, pega e exsudação) (TORALLES
CARBONARI, 1996).
É possível produzir CAD com qualquer tipo de cimento, sendo preferível o
cimento Portland comum e aqueles com elevados teores de C3S e C2S (MEHTA E
AÏTCIN, 1990, p. 265-286). O melhor cimento é aquele que apresenta menor
variabilidade em termos de resistência à compressão (ACI 363, 1991).
Hoje, está bem claro que as propriedades reológicas dos cimentos Portland que
atendem às normas podem ser muito diferentes, na medida em que são empregados
concretos com relação água/aglomerante muito baixa, na presença de altas dosagens de
superplastificantes (AÏTCIN, 2000, p. 190).
À medida que a porosidade da pasta diminui, a resistência do concreto aumenta,
desde que os agregados, particularmente os graúdos, sejam resistentes o bastante.
Assim, a seleção e o proporcionamento dos ingredientes do CAD é uma questão muito
mais crítica do que no concreto usual (AÏTCIN, 2000, p. 110).
Os agregados são de grande importância na confecção do concreto, quer do
ponto de vista econômico, quer do ponto de vista técnico. Os agregados exercem
influência benéfica sobre algumas características importantes, como: retração,
aumento da resistência ao desgaste etc., sem prejudicar a resistência aos esforços
mecânicos, pois os agregados de boa qualidade têm resistência mecânica superior à da
pasta (PETRUCCI, 1983, p. 38).
Os agregados representam 60 a 80% do volume do concreto endurecido. Suas
partículas devem possuir resistência adequada às ações mecânicas e às resultantes do
intemperismo. Atenção especial deve ser dada às substâncias estranhas (argila, compostos
orgânicos, etc.), cuja presença venha degradar o concreto (SOBRAL, 1997, p. 01).
11

Os agregados constituem um componente importante no concreto. Suas
características apresentam uma larga gama de variação, o que os leva, na tecnologia do
concreto, a serem submetidos ao estudo e controle da qualidade antes e após a
confecção do concreto. Para produzir qualquer tipo de concreto, os agregados não
devem reagir com o cimento e serem estáveis perante aos agentes que irão entrar em
contato com a estrutura. Devem ser excluídos os agregados provenientes de rochas
macias, friáveis ou de baixa resistência à compressão, ou que contenham pirita, gesso e
componentes ferrosos; devem ser isentos de argila e matéria orgânica, ou de materiais
que prejudiquem sua aderência à argamassa ou interfiram na pega e no endurecimento
(BAUER, 1987, p. 104).
Atualmente, em algumas regiões, o desempenho dos agregados constitui o fator
limitante, quando a resistência à compressão do CAD deva ser aumentada (AÏTCIN,
2000, p. 225).
No CAD, as altas resistências exigem relativa limitação do tamanho máximo
dos agregados, de maneira a gerar área suficiente para absorção das tensões na
interface pasta/agregado (KERBER E ROMAN, 1994, p. 29).
A resistência da maioria das partículas do agregado graúdo não pode ser menor
que a do concreto. A influência do agregado graúdo na resistência do concreto
possivelmente é devida à sua resistência mecânica e, de maneira significativa, a sua
absorção e características de aderência (NEVILLE, 1997, p. 136).
A graduação, o tamanho máximo e a mineralogia dos agregados têm influência
direta sobre as propriedades de trabalhabilidade e resistência à compressão dos
concretos de resistência normal e alta. Para os agregados miúdos, a sua graduação
influencia diretamente na demanda de água do concreto e conseqüentemente na
relação água/cimento e/ou consumo de aditivos redutores de água. Nos casos dos
agregados graúdos, a absorção, a mineralogia, o tamanho e a forma dos agregados são
as principais características que influenciam o desempenho final dos concretos
(GAVA; et al, 2001, p.3).
12

Para o CAD, os indicadores de procedimentos e as constatações de laboratório
recomendam faixas granulométricas que resultem na melhor trabalhabilidade, de
maneira a exigir as menores quantidades de água, possibilitando, então, o mais baixo
fator água/cimento (KERBER E ROMAN, 1994, p. 31).
Se o agregado for usado de modo que o seu volume de vazios seja mínimo será
usado menos pasta. Se o agregado for totalmente graúdo, haverá muito espaço a
preencher; se for totalmente miúdo, haverá muita superfície a envolver. O volume da
pasta será mínimo sempre que houver boa quantidade de agregado graúdo, mas com os
espaços entre os grãos preenchidos sucessivamente por grãos menores, ou seja, com
granulometria variada. Uma boa granulometria do agregado proporciona maior
trabalhabilidade à pasta (VERÇOSA, 1983, p. 71).
As misturas ricas usadas na produção do CAD apresentam um alto teor de finos,
exigindo um agregado miúdo com um módulo de finura maior, em torno de 3,0. A
areia para o CAD deve ser isenta de impurezas, ter granulometria uniforme, grãos
arredondados e ser um pouco grossa.
A seleção dos materiais constituintes do concreto e o seu correto
proporcionamento é o passo mais importante para a produção de um concreto que
atenda às especificações de trabalhabilidade e resistência à compressão. Sabe-se que as
características e propriedades destes materiais influenciam diretamente no seu
proporcionamento e no desempenho final do concreto (MENEGHETTI, 1999).
A retração do concreto se deve à pasta de cimento. Logo, quanto maior o
consumo de agregado, menor será a retração e, conseqüentemente, menor a
probabilidade de fissuração, o que proporciona um ganho na vida útil da estrutura.
Por apresentar extraordinária evolução em diversos parâmetros, o CAD destaca-
se por apresentar características peculiares e altamente atrativas para o seu emprego na
construção civil. Sua aplicação em edifícios reduz a seção dos pilares, aumentando o
espaço útil nos primeiros pavimentos. Também, propicia a redução da carga
permanente na estrutura e nas fundações.
13

Segundo AMARAL FILHO (1999, p 05) os CADs destacam-se por apresentar
inúmeras vantagens em relação ao concreto convencional. Dentre elas:
a) alta resistência à compressão, tanto nas primeiras idades quanto nas
idades mais avançadas;
b) menor retração por secagem;
c) reduzida deformação lenta (fluência) sob carga de longa duração;
d) ausência de exsudação, desde que bem dosado e com aditivo
superplastificante compatível com o cimento;
e) ausência de segregação no lançamento e adensamento;
f) excelente aderência a substrato de concreto já endurecido, ou seja,
adequado para retorno de concretagens, pisos, revestimentos, reparos
e reforços;
g) elevada resistividade elétrica;
h) reduzida carbonatação;
i) baixo coeficiente de difusão de cloretos;
j) reduz a permeabilidade e gradientes de pressão de água e de gases;
k) reduzido risco de corrosão de armaduras; e
l) alto módulo de elasticidade, ou seja, sofre pequenas deformações.
Devido a estas características, o CAD pode ser utilizado com sucesso em
diversos tipos de estruturas, tais como:
a) estruturas de concreto aparente em ambientes agressivos onde se
busca à durabilidade;
b) edifícios altos;
c) peças pré-moldadas, pois seu uso impõe agilidade;
d) concreto projetado devido a estes concretos eliminarem o problema de
reflexão;
e) recuperação de estruturas pela sua grande aderência às superfícies de
concreto;
14

f) estruturas de concreto onde se necessita de rapidez na desforma;
g) obras marítimas devido a sua baixa permeabilidade;
h) pontes e viadutos;
i) estruturas protendidas;
j) soleiras de vertedouros de usinas hidrelétricas devido a sua boa
resistência à abrasão; e
k) pisos industriais por serem resistentes à abrasão e ao ataque a
químicos.
Neste contexto, justifica-se o desenvolvimento de estudos sobre o CAD tendo
em vista o seu crescente emprego no setor de construção civil brasileira, o que
permitirá novas possibilidades de uso, proporcionando vantagens em diversos aspectos
se comparado ao concreto convencional.
O futuro e a consolidação do CAD depende não só de estudos em concreto mas
também em aditivos e adições que melhorem a estrutura da pasta e sua interface com
os agregados (HELENE, 1997, p. 03).
O CAD não é um produto de baixo custo que pode ser produzido com
procedimentos usuais, pois envolve um maior controle tecnológico dos materiais
constituintes, bem como melhor qualificação da mão-de-obra que o produz. No
entanto, seu correto emprego poderá trazer benefícios que compensarão seu elevado
custo.
15

2.1 MATERIAIS CONSTITUINTES
Os materiais mais freqüentemente utilizados no CAD são: o cimento, os
agregados graúdo e miúdo, as adições minerais, os aditivos químicos
(superplastificantes) e a água. O cimento e a água formam a pasta e os agregados
constituintes, o esqueleto granular.
Ainda que não contenha nenhum ingrediente especial ou incomum, o CAD
requer o uso de materiais com algumas propriedades específicas, ao menos em certos
aspectos (AÏTCIN, 2000, p. 113). Esses materiais, se não forem escolhidos com
critérios, podem ocasionar problemas irreversíveis nas estruturas.
2.1.1 Cimento
O cimento Portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e
aluminatos de cálcio. Esses silicatos e aluminatos complexos, ao serem misturados
com água, hidratam-se e produzem o endurecimento da massa, o que pode então
oferecer a elevada resistência mecânica (PETRUCCI, 1983, p. 05).
Os principais constituintes do cimento Portland são a cal (CaO), a sílica (SiO2),
a alumina (Al2O3), o óxido de ferro (Fe2O3), certa proporção de magnésia (MgO) e
uma pequena porcentagem de anidrido sulfúrico (SO3), que é adicionado após a
calcinação para retardar o tempo de pega do produto. Como constituintes menores,
aparecem impurezas, óxido de sódio (Na2O), óxido de potássio (K2O), óxido de titânio
(TiO2) e outras substâncias de menor importância. Os óxidos de potássio e sódio
constituem os chamados álcalis do cimento (BAUER. 1987, p. 35).
16

A cal, a sílica, a alumina e o óxido de ferro são os componentes essenciais do
cimento Portland, constituindo, geralmente, 95 a 96 % do total dos componentes. Estes
óxidos, juntamente com os demais constituintes do cimento, durante a produção do
clínquer, resultam na formação de diversos compostos oriundos de combinações
químicas (BAUER, 1987, 35).
A compatibilidade do cimento e aditivo é influenciada pelas composições
químicas dessas substâncias. Para o cimento, deve-se verificar o teor de C3A e
C4AF, a reatividade do C3A, que depende da sua morfologia e do grau de
sulfurização do clínquer, o teor de sulfato de cálcio etc. (NEVILLE, 1997, p.
667).
Para o superplastificante, os fatores mais importantes são o comprimento
da cadeia molecular, o tipo de íon associado (isto é, se sódio ou potássio) e a
presença de sulfatos residuais, os quais podem influenciar nas propriedades de
defloculação do cimento (NEVILLE, 1997, p. 667).
Dentre os compostos formados, temos o silicato tricálcico (C3S) que é
responsável pelas propriedades hidráulicas do cimento. Além de provocar imediata
liberação de calor e elevada resistência inicial, ele também é o responsável pela
resistência em todas as idades. O silicato bicálcico (C2S) possui maior importância no
processo de endurecimento e na resistência em idades mais avançadas. O aluminato
tricálcico (C3A) contribui para a resistência nas primeiras idades e proporciona a pega
rápida. Para aumentar o tempo de pega do cimento, é adicionado gesso. O ferro
aluminato tetracálcico (C4AF) em nada contribui para o ganho de resistência.
A cal livre e a magnésia (MgO) são responsáveis pela expansão. O óxido de
titânio (TiO2) aumenta a resistência mecânica. Os álcalis (Na2O e K2O) são
indesejáveis na composição do cimento, devido à reação destes álcalis com certos
tipos de agregados.
Existem algumas divergências quanto ao tipo de cimento para ser utilizado na
produção do CAD. Segundo a ABCP (1999) todos os cimentos produzidos no Brasil e
17

destinados a estruturas de concreto podem ser utilizados na produção do CAD. Porém,
sempre que disponíveis na região, são preferíveis e recomendáveis os cimentos de alta
resistência à compressão.
O cimento Portland anidro não aglomera areia e agregado graúdo, ele só
adquire a propriedade adesiva quando misturado à água. Isto acontece porque a reação
química do cimento com a água, comumente chamada de hidratação do cimento, gera
produtos que possuem características de pega e endurecimento (MEHTA E
MONTEIRO, 1994, p. 198).
GJORV (1992, p. 21-67) atribui importância ao tipo de cimento a ser utilizado
no CAD no que tange à necessidade de água da mistura, para os quais os fatores de
controle são o conteúdo de C3A e a granulometria do cimento.
A escolha do melhor cimento para produção destes concretos deveria ser
realizada, segundo ABCP (1997), por meio de ensaios e experimentos num concreto o
mais próximo possível daquele que será utilizado na obra, analisando a
compatibilidade com os agregados e, principalmente, com as adições e aditivos.
O tamanho das partículas do cimento influi diretamente na velocidade de reação
de hidratação. Logo, quanto maior a superfície específica das partículas maior a
velocidade da reação, o que implica no aumento da resistência à compressão do
concreto logo nas primeiras idades.
Do ponto de vista da resistência, quanto mais fino for o cimento, melhor, pois
mais rápido a fase silicato entrará inteiramente em contato com a água. Mas do ponto
de vista reológico, quanto mais fino for o cimento, mais reativo ele será, pois uma
maior propagação das fases silicato e intersticial estará em contato com a água e,
assim, mais etringita será formada e mais C-S-H se desenvolverá rapidamente na
superfície das fases silicatos (NAWA, EGUCHI E OKKUBO, 1991).
Do ponto de vista reológico, pode-se postular um cimento ideal para o CAD não
muito fino (provavelmente finura Blaine até 400 m 2 /kg) e teor muito baixo de C3A,
cuja atividade é facilmente controlada pelos íons sulfato provenientes da dissolução
dos sulfatos do cimento (NEVILLE, 1997, p. 662-664).
18

O aumento da finura do cimento no concreto melhora a resistência à
compressão, principalmente nas primeiras idades, aumenta a sua trabalhabilidade e
coesão. A finura do cimento é relacionada ao tamanho dos grãos do produto, e pode
ser determinada pelo tamanho máximo do grão e pelo valor da superfície específica,
(soma da superfície dos grãos contidos em um grama de cimento).
No CAD, a finura do cimento influencia diretamente na eficiência do aditivo
superplastificante; quanto mais fino for o cimento maior será a quantidade de aditivo a
ser adicionada à mistura. Como o aditivo superplastificante e o cimento nem sempre
são compatíveis, há a necessidade de se fazer ensaios de compatibilidade.
2.1.2 Agregado Miúdo
Entende-se por agregado miúdo a areia natural quartzosa ou o pedrisco
resultante do britamento de rochas instáveis, com tamanhos de partículas tais que, no
máximo, 5% ficam retidos na peneira de 4,8 mm (PETRUCCI, 1983, p. 49).
A textura superficial do agregado tem influência sobre a aderência à pasta de
cimento e também na demanda de água da mistura, especialmente no caso do agregado
miúdo (NEVILLE, 1997, p. 132).
O agregado miúdo recomendado para o CAD deve ser isento de impurezas;
possuir grãos mais esféricos, pois agregados mais arredondados e lisos necessitam de
menos água de mistura e de maior módulo de finura. A areia não necessita ser muito
fina, pois no CAD a quantidade de finos presentes (cimento e adição mineral, em
alguns casos) é normalmente elevada (ALVES, 2000). Os agregados miúdos devem
estar em conformidade com a NBR 7211.
Como mencionado anteriormente, o agregado miúdo influi diretamente na
19

demanda de água. No CAD, o ideal é utilizar agregados miúdos com partículas
arredondadas e lisas, de preferência com um módulo de finura de 2,7 a 3,0, que
demanda menos água de mistura para uma dada trabalhabilidade, melhorando sua
resistência e diminuindo custos.
Do ponto de vista granulométrico, o agregado miúdo deve ficar retido nas
peneiras ABNT de abertura 9,5; 6,3; 4,87; 2,4; 1,2; 0,6; 0,3 e 0,15 mm e menor que
0,15 mm, e agregados artificiais (tipo pó-de-pedra).
2.1.3 Agregado Graúdo
O agregado é um componente inerte que quando adicionado ao concreto
desempenha a função de material de enchimento e de material resistente, constituído
por partículas que devem ser cimentadas entre si pela pasta, resultante da hidratação da
mistura de cimento e água (GIAMMUSSO, 1992, p. 43).
Entende-se como agregado graúdo o pedregulho ou brita, proveniente de rochas
instáveis, ou misturas de ambas, cujos grãos passam por uma peneira com abertura
nominal de 15,2 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm (NBR 7211/1983).
O agregado graúdo influencia diretamente na resistência à compressão do CAD.
Para a produção do CAD recomenda-se que o agregado graúdo tenha elevada resistência
à compressão, baixo índice de abrasão Los Angeles, baixo índice de materiais friáveis,
que devem ser sãos, não reagir com os álcalis do cimento e apresentar boa aderência à
pasta de cimento. Os agregados devem estar em conformidade com a NBR 7211.
Durante a seleção dos agregados graúdos, devem ser analisados outros fatores
que também exercem grande influência na produção deste concreto, como: textura
superficial, dimensão máxima característica, distribuição granulométrica, resistência à
compressão e reatividade.
Quanto à superfície das partículas do agregado graúdo, sem referência a área
20

unitária, tudo leva a buscar superfícies rugosas que permitem o máximo atrito e
ancoragem da pasta, de maneira a auxiliar a maximização da ligação pasta-agregado
(KERBER E ROMAN, 1994, p. 31).
A forma do agregado graúdo depende da sua natureza petrográfica, do tipo e da
relação da redução do britador. A forma e a textura superficial do agregado graúdo
exercem considerável influência sobre a resistência do concreto e efeitos um pouco
maiores na resistência à flexão que é significativa no CAD. A lamelaridade e a forma
do agregado graúdo possuem efeito significativo sobre a trabalhabilidade do concreto.
O aumento da angulosidade deste agregado de um mínimo para um máximo reduz o
fator de adensamento, porém, na prática não existe relação definida entre estes dois
fatores, visto que outras propriedades do agregado podem influenciar a
trabalhabilidade (NEVILLE, 1997, p. 130-134).
A esfericidade ou lamelaridade do agregado graúdo, que é função da relação
entre a área superficial das partículas e seu volume, está relacionada com a
estratificação e a clivagem da rocha mãe. Para o CAD quanto menor a relação entre a
área superficial e o volume (quanto mais esférico), menor a demanda de água para
uma dada trabalhabilidade do concreto (NEVILLE, 1997, p. 131). Os agregados com
fragmentos lamelares são inconvenientes, no quesito de trabalhabilidade, para a
utilização no CAD.
A aderência entre o agregado graúdo e a pasta de cimento é fator de grande
importância no que se refere à elevação da resistência do concreto.
Na composição do CAD, a aderência do agregado graúdo na pasta de cimento
exerce uma função importante na interação entre os dois componentes. Assim, a forma
dos grãos e a textura superficial do agregado são fatores relevantes no comportamento
mecânico. Recomenda-se que o agregado graúdo possua grãos o mais próximo
possível de uma esfera, com boa rugosidade superficial para proporcionar boa
aderência.
A dimensão máxima característica do agregado graúdo para a produção de
21

CAD deve ser menor que 19 mm, pois quanto menor a superfície do agregado graúdo,
menor a influência desfavorável de zona de transição pasta x agregado, o que
proporciona ganho de resistência (AÏTCIN 2000, p. 227-230). Quanto menor o
agregado graúdo, menor a superfície capaz de reter água durante a exsudação do
concreto fresco, o que propicia uma zona de transição de menor espessura e
conseqüentemente mais resistente (DAL MOLIN et al, 1997, p. 050). Quanto mais alta
for a resistência à compressão pretendida, menor deverá ser o tamanho máximo do
agregado graúdo.
A dimensão máxima característica do agregado graúdo deve ser suficientemente
reduzida para evitar concentração de tensões e o deslocamento dos agregados na
argamassa. Recomenda-se utilizar a menor dimensão máxima característica para
conseqüentemente obter a maior superfície específica de contato agregado x pasta, o
que aumenta a superfície de aderência do agregado à pasta de cimento (ALVES,
2000).
A distribuição granulométrica altera a quantidade de água da mistura, que por
sua vez afeta a resistência da pasta e também influencia no empacotamento dos grãos.
O empacotamento dos grãos pode alterar a fração volumétrica do agregado a ser
incorporado em uma mistura de concreto. A fração volumétrica está relacionada,
principalmente, ao módulo de deformação do concreto.
O ponto chave de uma granulometria é o tamanho máximo do agregado graúdo,
uma vez que, aumentando as dimensões dos grãos, diminui o número de grãos que
precisam ser aglomerados por metro cúbico de concreto e, com isto, diminui também a
quantidade de cimento necessária para a aglomeração por unidade de volume de
concreto (HUMMEL, 1966), sendo a granulometria a determinação das proporções de
quantidade de partículas existentes em um material granular.
Nos CADs e ou CARs (fck da ordem de 50-70 MPa), a resistência dos grãos do
agregado pode ser insuficiente, rompendo-se o concreto por fratura dos grãos, mesmo
com agregado graúdo proveniente do granito. Nesses casos, é preciso dar atenção à
escolha do agregado (BAUER, 1987, p. 104).
22

Ao romper um corpo-de-prova de CAD verifica-se que o plano de ruptura se
desenvolve na argamassa, na interface agregado/argamassa e nas partículas de
agregado. Se a pasta for mais resistente que o agregado graúdo, esse plano de ruptura
passa a se desenvolver através das partículas do agregado, logo, a resistência à
compressão no CAD é limitada pela resistência mecânica do agregado graúdo, sendo
preferível que a resistência à compressão do mesmo seja superior à resistência da
pasta.
Os usos de agregados não inertes, tais como calcário e argila expandida,
melhoram as características da zona de transição devido a uma aderência química entre
a pasta e o agregado (SPONHOLZ, 1998, p. 18).
É importantíssimo, para a confecção do CAD, determinar a relação ótima dos
agregados graúdos e miúdos. A porcentagem de vazios e a superfície específica
mínima da mistura dos agregados indicarão a composição ideal, na qual o consumo de
cimento será mínimo (O’REILLY, 1998, 22-23).
23

2.1.4 Aditivo
O aditivo é um material, além da água, agregados, cimentos hidráulicos e fibras,
empregado como constituinte do concreto ou argamassa e adicionado na betoneira
imediatamente antes ou durante a mistura de um concreto especial (ASTM C 125 –
ACI 212.3R, 1989).
A NBR 11768 (RB–1763/92) define os aditivos como produtos, que
adicionados em pequena quantidade (menos que 5% da quantidade de massa de
cimento) a concretos de cimento Portland, modificam algumas propriedades, no
sentido de melhor adequá-las a determinadas condições.
O aditivo, quando adicionado ao concreto, tem por objetivo mudar certas
características no estado fresco ou durante o processo de endurecimento.
A classificação dos aditivos, para concretos e argamassas, segundo a NBR
11768 (RB–1763/92), é determinada conforme:
A – aceleradores;
R – retardadores;
P – plastificante;
SP – superplastificante;
PR – plastificante retardador;
SPR – superplastificante retardador, e;
IAR – incorporador de ar;
Na confecção do concreto, o uso de aditivos condiciona: o aumento da
compacidade e da durabilidade, melhora a trabalhabilidade e a impermeabilidade,
aumenta ou reduz o tempo de pega, melhora a resistência à ação do degelo, a expansão
álcali-agregado, diminui a relação água/cimento, a retração plástica e o calor de
hidratação, além de proporcionar um acréscimo na resistência aos esforços mecânicos.
24

Para a produção do CAD os aditivos mais utilizados são os superplastificantes,
também denominados redutores de água e, de uma maneira um pouco exagerada a
ASTM (C 494 – 92), denomina estes aditivos como redutores de água de alta
eficiência. A denominação de redutores de água, para os aditivos superplastificantes, é
decorrente da capacidade dos mesmos reduzirem o teor de água de um concreto de três
a quatro vezes.
Quando adicionados ao CAD, os superplastificantes melhoram as suas
propriedades, principalmente a trabalhabilidade, visto que, uma das principais
características destes concretos é a baixa relação água/cimento.
Segundo NEVILLE (1997, p. 260), a principal finalidade do uso de um aditivo
superplastificante em um concreto é a redução da relação a/c (água/cimento),
mantendo a trabalhabilidade desejada ou, como alternativa, aumentar a
trabalhabilidade com uma mesma relação a/c. Os concretos com superplastificantes,
geralmente, apresentam baixa segregação e boa fluidez.
Os superplastificantes têm por finalidade melhorar a plasticidade dos CADs,
permitindo melhor compactação com menos dispêndio de energia, ou então, reduzir a
quantidade de água da mistura, diminuindo a retração, segregação e exsudação,
aumentando a resistência ou ainda economizando aglomerante (PETRUCCI, 1983, p.
80).
Os superplastificantes são polímeros orgânicos hidrossolúveis, obtidos
sinteticamente, usando um processo complexo de polimerização para obtenção de
moléculas longas de elevada massa molecular. Essas moléculas longas se enrolam em
torno das partículas de cimento, conferindo uma carga altamente negativa de modo
que elas passam a se repelir. Isso resulta na defloculação e dispersão das partículas de
cimento. O melhoramento resultante da trabalhabilidade pode ser aproveitado de duas
formas: produzindo-se concretos com trabalhabilidade muito alta ou concretos com
resistência muito alta (NEVILLE, 1997, p. 263,264).
25

A elevação da trabalhabilidade do CAD com o uso de superplastificante é
obtida mantendo-se a relação a/c e o teor de água da mistura. Já o aumento da
resistência mecânica do concreto é obtido reduzindo-se o teor de água da mistura e,
conseqüentemente, a relação a/c.
A dimensão coloidal das partículas da cadeia longa do aditivo, provavelmente,
obstruem os canais de fluxo de água de exsudação do concreto, de modo que,
geralmente, a segregação não é observada em concretos com superplastificantes
(METHA E MONTEIRO, 1994, p. 282).
A eficiência do aditivo superplastificante pode variar, dependendo da dosagem
do concreto e também dos constituintes da mistura, especialmente as propriedades do
cimento (NEVILLE, 1997, p. 252). As partículas do cimento, quando em contato com
a água de amassamento, tendem a flocular. Os aditivos superplastificantes atuam
dispersando estas partículas.
Para um dado cimento Portland, a dosagem de superplastificante necessária
para obter uma pasta com fluidez definida aumenta com a sua área específica do
cimento. Quanto mais fino for o cimento, maior a quantidade de superplastificante
necessária para obter uma dada fluidez ou trabalhabilidade (AÏTCIN, 2000, 147).
O consumo de aditivos superplastificantes é influenciado pela graduação do
agregado miúdo (areia), que, por sua vez, influencia diretamente na demanda de água
da mistura.
A produção de um concreto utilizando-se sílica ativa, só se torna possível com o
uso de aditivo superplastificante.
Os superplastificantes evoluíram ao longo do tempo, e suas propriedades foram
melhoradas, tal que, atualmente, alguns superplastificantes podem manter um
abatimento grande por um tempo de 45 a 90 minutos.
Podem ser encontrados aditivos superplastificantes de diversas composições.
No entanto, faz-se necessário sua seleção e definição dos teores empregados e de
26

estudos de compatibilidade do aditivo com o aglomerante. Para tal, diversos estudos
têm sido realizados com o objetivo de definir metodologias e ensaios, os quais
destacam-se: ensaios em pasta pelo método de Cantro (Mini Slump) e Cone de Marsh e
ensaios em argamassa, pelo ensaio de Mesa de Queda Livre (Flow Table).
2.1.5 Sílica Ativa
Na ligação pasta-agregado, por meio da microscopia eletrônica de varredura, é
possível identificar redução na espessura da chamada zona de transição entre o
agregado e a pasta de cimento. Devido ao efeito fíler das adições minerais, há um
aumento na compacidade da pasta. A atuação química das adições minerais (reação
pozolânica) encarrega-se de combinar a cal hidratada do hidróxido de cálcio com os
silicatos presentes na sílica ativa (ALMEIDA, 1992).
Uma das adições minerais mais empregadas na produção do CAD é a sílica
ativa, subproduto da indústria de ferro ligas, gerada a partir do gás monóxido de
silício, passando a ser transformado em pó, pela oxidação quando entra em contato
com a atmosfera. Este subproduto é um composto altamente poluente.
A sílica ativa é leve e fina, possui enorme superfície específica cerca de 2,0
m 2 /g, e um peso específico baixo, cerca de 0,2 g/cm 3 . Consiste em partículas
extremamente pequenas, de forma esférica e com diâmetro médio na ordem de 0,1 μm.
É encontrada em diversas tonalidades de cinza, sendo essa variação na coloração
devida ao percentual de carbono, que varia de 1 a 3%.
“A microssílica exerce influência sobre as propriedades do concreto, de tal
importância com o comportamento reológico do concreto fresco, a distribuição de
poros por tamanho e os produtos formados durante a hidratação e, portanto sobre as
propriedades mecânicas e a durabilidade dos produtos a base de cimento” (AMARAL
FILHO, 1998).
27

A sílica ativa também melhora outros aspectos do concreto no estado fresco e
endurecido como a diminuição da segregação e exsudação, aumentando a coesão
interna e a viscosidade, bem como a trabalhabilidade. Porém, deve-se tomar cuidado,
pois concretos contendo sílica ativa apresentam tendência ao aparecimento de fissuras
devido à retração plástica. No estado endurecido a sílica ativa exerce grande influência
sobre as propriedades mecânicas do concreto, aumentando a resistência à compressão,
a resistência à tração, proporciona maior aderência com o aço e outras superfícies de
concreto, influencia beneficamente na resistência à abrasão e a corrosão química,
aumentando a durabilidade.
A sílica ativa atua como efeito fíler e como efeito pozolânico. O efeito fíler
ocorre quando o concreto se encontra no estado fresco. Este é responsável pelo
aumento da fluidez com uma relação água/cimento muito baixa. O efeito fíler ou
preenchimento dos vazios ocorre devido aos grãos da sílica ativa possuírem grande
finura, cerca de 100 vezes menor que a do cimento, e penetrarem nos vazios,
diminuindo os espaços disponíveis para a água. Com isso têm-se um aumento da
coesão, logo, uma melhora de resistência na ligação pasta/agregado e um aumento da
compacidade, diminuindo a permeabilidade do concreto. Segundo ALMEIDA (1997)
as conseqüências do efeito fíler são: tornar o concreto menos permeável e diminuir a
permeabilidade iônica que provoca a corrosão eletrolítica.
Além de densificar a matriz na região da interface pasta e agregado, o efeito
fíler altera a microestrutura da zona de transição, segundo a Figura 1 A, nos concretos
sem sílica ativa os cristais de C-H formados na interface agregado/pasta têm
orientação preferencial. Com adição de sílica ativa, Figura 1 B, a orientação é alterada,
pois estes cristais deixam de crescer na superfície do agregado.
28

(A) (B)
FIGURA 1 – INFLUÊNCIA DA SÍLICA ATIVA NO DESENVOLVIMENTO DOS CRISTAIS HIDRATADOS.
O efeito pozolânico ocorre quando o concreto se encontra no estado endurecido,
corresponde à reação da sílica ativa e do hidróxido de cálcio originado da hidratação
do cimento, dando origem ao silicato de cálcio hidratado, responsável pela resistência
dos concretos.
A sílica ativa impõe ao concreto uma melhoria nas suas mais importantes
características. Isto é conseguido pela sua atuação na microestrutura do concreto, por
meio de dois efeitos: atua quimicamente reagindo com o hidróxido de cálcio (CH)
transformando-o em silicato de cálcio hidratado (CSH), que é um dos principais
componentes do concreto endurecido, responsável pela sua resistência, e atua,
também, como material inerte, preenchendo os poros do concreto e tornando-os
descontínuos (SIMPLÍCIO 2001).
A proporção de sílica ativa usada em concretos varia de 5% a 20% em massa ou
volume do cimento, dependendo da resistência e trabalhabilidade requeridas. Contudo,
a demanda de água aumenta significativamente com o aumento da sua porcentagem
em peso. Os aditivos redutores de água ou superplastificantes são necessários para
manter a relação água/cimento baixa e dispersar as partículas extremamente finas,
produzindo um CAD trabalhável (SPONHOLZ, 1998, p. 20).
O efeito da sílica ativa no CAD é mais efetivo na redução da permeabilidade do
que no aumento da resistência (AMARAL FILHO, 1998).
29

2.1.6 Água
“A água é claramente um dos ingredientes essenciais do concreto, que preenche
suas funções básicas: uma função física, que consiste em dar ao concreto as
propriedades reológicas exigidas, e uma função química, que consiste em produzir as
reações de hidratação. O concreto ideal deveria conter somente água suficiente para
desenvolver a resistência máxima do cimento, ao mesmo tempo provendo as
propriedades reológicas necessárias ao seu lançamento”. GRZESZCYK and
KUCHARSKA 1 apud (AÏTCIN, 2000, p. 133).
A água quando adicionada ao concreto tem como função dar plasticidade ao
conjunto quando este se encontra no estado fresco e reagir com os componentes do
cimento permitindo o seu endurecimento.
A água de mistura do concreto é de fundamental importância na resistência e
nas demais propriedades. Impurezas na água podem alterar a pega e a resistência do
concreto, causar defeitos arquitetônicos na superfície de uma peça, ou ainda, no caso
de concreto armado, causar corrosão nas armaduras.
Segundo PETRUCCI (1987, p. 74), os maiores defeitos provenientes da água de
amassamento de um concreto têm maior relação com o seu excesso do que
propriamente com os elementos que ela possa conter.
Do ponto de vista patológico, o emprego de água não potável no amassamento
do concreto pode criar problemas a curto e longo prazo (FERNANDEZ CÁNOVAS,
1988, p. 39).
PETRUCCI (1998) recomenda como satisfatória as águas que respeitem os
limites máximos mostrados na Tabela 1.
1 GRZESZCZYK, S. and KUCHARSKA, L. Hydrative reactivity of cement and
rheological properties of fresh cement pastes. Cement and concrete research. 1990, 20, 165-74.
30

TABELA 1 – QUALIDADE DA ÁGUA PARA PRODUÇÃO DO CONCRETO
Requisitos Especificação
pH 5,8 e 8,0
Matéria orgânica (expressa em oxigênio consumido) 3 mg/l
Resíduos sólidos 5000 mg/l
Sulfatos (p.p.m.) ≤ 2000
Cloretos (p.p.m.) ≤ 5000
Açúcar 5 mg/l
Para o CAD, a dosagem de água varia de 110 a 160 kg/m 3 . Com relação à
qualidade da água para a produção CAD, segue as mesmas restrições do CCV –
Concreto Convencional.
31

2.2 PROPRIEDADES DO CAD
2.2.1 NO ESTADO FRESCO
Uma das maneiras de se efetuar o controle tecnológico de um determinado
concreto é sobre a mistura de concreto no estado fresco, o que permite, por meio de
alguns ensaios, manter a uniformidade da mistura durante a produção (SCANDIUZZI
E ANDRIOLO, 1986, p. 117-122).
O concreto no estado fresco apresenta diversas propriedades, como textura,
integridade da massa, retenção de água, massa específica, trabalhabilidade etc. Estas
propriedades são muito importantes e garantem a qualidade e o desempenho do
concreto no estado endurecido. Como conseqüência, é de grande importância para os
CADs o conhecimento de sua reologia, de sua utilização e compactação.
No CAD, as baixas relações água/cimento, a presença de sílica ativa e aditivos
redutores de água afetam as suas propriedades no estado fresco, de modo que o
comportamento estático ou dinâmico não podem ser comparados com o concreto
convencional (SPONHOLZ, 1998, p. 33).
32

2.2.1.1 Trabalhabilidade
A condição principal no estado fresco é a obtenção da trabalhabilidade, pois um
concreto trabalhável facilita o lançamento e diminui a segregação; incorporando um
volume mínimo de ar.
Desde o início, os pesquisadores estavam conscientes de que, dentro de certos
limites, a resistência era inversamente proporcional à relação água/cimento. Porém, de
outro lado, a trabalhabilidade do concreto fresco era diretamente proporcional à
quantidade de água. Dessa forma, se a quantidade de água era reduzida, obtinha-se um
concreto mais resistente e menos poroso, porém difícil de ser colocado na forma
(SERRA, 1997, p. 02).
Plasticidade, fluidez e segregação são elementos que determinam a
trabalhabilidade de um concreto, que não é uma propriedade independente, mas
resultante de outras. O concreto deve apresentar uma trabalhabilidade tal que assegure
plasticidade máxima, segregação mínima e consistência apropriada (VERÇOSA, 1983,
p. 76).
Segundo VERÇOSA (1983, p. 76-77), a trabalhabilidade depende:
a) da fluidez da pasta, dada pelo fator água/cimento;
b) da plasticidade da mistura, dada pela proporção entre a pasta e os
agregados;
c) da proporção entre os agregados;
d) das características destes agregados.
A consistência influi diretamente na trabalhabilidade de um concreto (METHA
E MONTEIRO, 1994, p. 348-352). O nome de consistência é atribuído ao grau de
umidade do concreto, estando intimamente ligado com o grau de plasticidade da massa
e, trabalhabilidade para a facilidade com que o concreto pode ser misturado,
manuseado, transportado, lançado e compactado sem perder a homogeneidade.
33

Os aditivos são produtos que misturados às argamassas e concretos modificam
certas características, seja no estado fresco ou durante a sua passagem para o estado
endurecido (SOBRAL, 1996,p. 11).
Na produção do CAD, os superplastificantes possuem grande capacidade de
alterar a sua consistência, permitindo reduções significativas no consumo de água da
mistura. Embora inúmeros fatores estejam vinculados à alteração da consistência,
segundo MAILVAGANAM (1979, p. 389-403) e RAVINDRARAJAH E TAM (1985,
p. 83-170), no que diz respeito aos aditivos superplastificantes a questão fundamental
é, sem dúvida, a perda de consistência inicial com o tempo, visto que a consistência
obtida com o uso de superplastificante, dependendo das condições, se mantém apenas
por um período de 30 a 60 minutos. Em decorrência deste fator, a máxima
trabalhabilidade adquirida normalmente permanece por 10 a15 minutos.
No aspecto de trabalhabilidade das misturas de CAD, a menor porcentagem de
vazios, ou também, a massa específica máxima compactada, não é a mais satisfatória;
o ideal é um volume de vazios um pouco maior do que o volume mínimo.
2.2.2 NO ESTADO ENDURECIDO
Várias expressões empíricas têm sido desenvolvidas por diversos autores para
avaliar as propriedades mecânicas do CAD. Porém, devido à diversidade de
composições que este concreto pode ter e ao simplismo de muitas dessas expressões,
elas podem levar a valores consideravelmente diferentes entre si e dos reais
(BARBOSA et al, 2001).
34

2.2.2.1 Resistência à Abrasão
Um estudo mais detalhado sobre a resistência à abrasão do CAD será discutido
no capítulo 5.
2.2.2.2 Módulo de Elasticidade
Módulo de elasticidade do concreto é a relação entre o incremento de tensão e o
incremento de deformação. É a medida da rigidez ou da resistência à deformação do
material. O concreto não é verdadeiramente um material elástico e o gráfico, tensão x
deformação para incrementos contínuos de cargas, tem geralmente a forma de uma
linha suavemente curva.
Como a tensão-deformação no concreto não é linear, o módulo de elasticidade
não é constante e depende do nível de tensão em que é avaliado. O módulo de
elasticidade, de modo geral, é dado pela expressão (SOBRAL, 1997, p. 33):
Onde:
σ = Tensão;
δ = Deformação.
O concreto é um material não homogêneo, fabricado artificialmente. Essa
ausência de homogeneidade possui grande influência no comportamento e pode ser
visualizada no diagrama tensão-deformação, apresentado na Figura 2 (NEVILLE,
1997, p. 414).
E
c
σ
=
δ
35

FONTE: NEVILLE, 1997, P. 415.
FIGURA 2 – GRÁFICO DA EVOLUÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE.
Nota-se que a pasta de cimento hidratada e o agregado quando submetidos
separadamente ao carregamento apresentam uma curva de tensão-deformação linear.
“A razão da curvatura, é a presença de interfaces entre o agregado e a pasta de cimento
e o aparecimento de microfissuras nessas interfaces” (SHAH E WINTER 2 apud
NEVILLE, 1997, p. 415).
Segundo PETRUCCI (1983, p. 108), a não-linearidade do gráfico tensão-
deformação demonstra que o concreto não possui um comportamento elástico perfeito,
definindo-se três módulos de elasticidade, quando em compressão uniaxial (sem
confinamento). Módulo de elasticidade tangente é o coeficiente angular da tangente
geométrica no ponto considerado; particularmente o valor da tangente de origem. Já o
módulo de elasticidade secante é dado pela inclinação da reta que une a origem à
2 SHAH, S. P.; WINTER, G. Inelastic behavior and fracture of concrete, Symp. In causes,
Mechanism, and Control of Cracking in Concrete. ACI SP – 20, pp 5-28 (Detroit, Michigan, 1968).
36

tensão dada, e o módulo de elasticidade obtido nas linhas de carga e descarga do
diagrama tensão deformação.
Conhecer o módulo de elasticidade de um concreto é muito importante, do
ponto de vista do projeto, quando se deve calcular as deformações dos diferentes
elementos que compõem a estrutura.
O módulo de elasticidade de um concreto sofre variações, principalmente em
função dos seguintes fatores:
a) tipo e consumo do aglomerante;
b) consistência do concreto fresco;
c) volume de pasta por m 3 de concreto;
d) idade do concreto;
e) tipo e quantidade do agregado;
f) porcentagem de ar incorporado;
g) dimensão e umidade dos corpos-de-prova no momento do ensaio;
h) resistência à compressão;
i) temperatura de ensaio;
j) relação água/cimento; e
k) velocidade de aplicação da carga ou deformação.
Em resumo, o módulo de elasticidade depende das características da pasta e dos
agregados, características da zona da interface pasta-agregados, idade do concreto etc.
O módulo de elasticidade cresce mais lentamente do que a resistência à compressão. A
elasticidade do concreto pressupõe que, cessada a solicitação de carga, a deformação
desaparece.
A deformação do concreto será sempre intermediária entre as deformações do
agregado e da pasta. À medida que se melhora a qualidade da pasta e da interface, bem
como o agregado graúdo, têm-se um aumento no módulo de elasticidade e na
resistência à compressão do concreto.
37

Os mesmos fatores que causam variações na resistência de um concreto,
também provocam variações no módulo de elasticidade. Desta forma, concretos
com baixa relação água/cimento e baixos teores de ar, nas idades avançadas têm
aumento na resistência e no módulo de elasticidade (SCANDIUZZI E ANDRIOLO,
1986. p. 172).
Para entender o comportamento do módulo de elasticidade do CAD ou do CAR,
deve-se analisar os diversos níveis de tensão a uma mesma relação tensão-resistência.
Quanto mais resistente for o concreto, maior a deformação. Porém, com uma mesma
tensão, independente da resistência, os concretos mais resistentes apresentam uma
menor deformação. Logo os concretos que apresentam resistência à compressão
elevada têm um módulo de elasticidade maior (NEVILLE, 1998, p. 416, 4170).
O módulo de elasticidade de um concreto é elevado nas primeiras idades, ou
seja, apresenta um grande crescimento, aumentando mais lentamente nas idades mais
avançadas. Esse comportamento é devido à interface pasta-agregados. “Com iguais
incrementos de resistência, o módulo de elasticidade de concretos com resistências
maiores apresentariam incrementos menores” (GIAMMUSSO E VASCONCELOS,
1998, p. 21).
O uso de sílica ativa além de aumentar a resistência do concreto, devido ao
efeito pasta-agregado, também melhora o módulo de elasticidade, pois devido ao
retardamento da fissuração da pasta, o módulo de elasticidade do agregado graúdo tem
maior participação na compressão do concreto sob ação de solicitações
(GIAMMUSSO E VASCONCELOS, 1998, p. 24). O módulo de elasticidade é
influenciado pelo módulo de elasticidade do agregado graúdo e pelo volume deste
agregado no concreto (NEVILLE, 1997, p. 418-420).
COUTINHO 3 apud SOBRAL (1997, p. 17) descreve que o "módulo de
elasticidade do agregado graúdo apesar de ser uma grandeza que raramente se
3 COUTINHO, A. de S. Fabrico e propriedades do betão. Lisboa: LNEC, 1979. 2V.
38

determina, sua influência no módulo de elasticidade do concreto é muito
importante".
O CAD por apresentar uma argamassa mais rígida e uma maior aderência pasta-
agregado, possui maior módulo de elasticidade quando comparado com o CCV.
Porém, o módulo de elasticidade não aumenta com a mesma intensidade da resistência
à compressão. Segundo SPONHOLZ (1998, P. 35), o módulo de elasticidade do CAD
pode chegar a 50 GPa, mas geralmente situa-se na faixa de 30 a 40 GPa.
2.2.2.3 Resistência à Compressão
A resistência à compressão é uma das propriedades mais importantes do
concreto. Para ALMEIDA 4 apud SPONHOLZ (1998, p. 34) A resistência à
compressão dos concretos é influenciada por uma série de fatores, tais como:
a) natureza e dosagem do aglomerante;
b) granulometria;
c) máxima dimensão, forma e textura superficial dos agregados;
d) resistência e rigidez das partículas;
e) relação água/cimento;
f) porosidade;
g) relação cimento/agregados;
h) idade do concreto;
i) grau de adensamento;
j) condições de cura; e
k) condições de ensaio.
4 ALMEIDA, I. R. Concretos de alto desempenho: evolução tecnológica dos concretos
tradicionais. São Paulo: 1990.
39

A elevada resistência à compressão, baixa porosidade e alta compacidade dos
CADs devem ser conseguidas pela distribuição granulométrica dos agregados e,
principalmente, pelo controle da relação água/cimento que deve ser inferior a 0,40.
Segundo TORALLES CARBONARI E CARBONARI (1998, p. 43), um dos
aspectos que afeta os coeficientes de segurança no projeto da estrutura do material
utilizado está relacionado com a evolução da resistência à compressão com a idade do
concreto. Devido o CAD possuir menor relação água/cimento, maior volume de pasta,
levar adições minerais e aditivos entre outros, faz com que a sua resistência não
estabilize aos 28 dias, chegando a aumentar na ordem de 10% até atingir os 56 dias ou
até 90 dias de idade. Por esta razão, alguns pesquisadores propõem modificar o
conceito de resistência característica destes concretos, ampliando para 56 dias.
2.2.2.4 Aderência
Termo atribuído a um processo de adesão entre os materiais concreto e aço e
entre concreto velho ou endurecido com concreto novo, ou seja, fresco. A aderência
pode ser relacionada, também, ao lançamento sucessivo de camadas ou de um reparo
em estruturas, como no caso deste estudo.
melhorada.
Com a adição de sílica ativa e aditivos redutores de água, a aderência é
Um concreto com sílica ativa, aplicado sobre superfície limpa, rugosa e úmida
de um concreto velho, confere uma aderência que pode ser assumida, como sendo de
100% (AMARAL FILHO, 2000).
40

2.2.2.5 Durabilidade
A resistência à compressão e a taxa de absorção capilar estão ligadas à
durabilidade das estruturas de concreto. O uso da sílica ativa eleva a resistência à
compressão e reduz a taxa de absorção de água do CAD quando se compara com o
concreto convencional, além de reduzir os custos de manutenção das estruturas de
concreto.
A retração plástica ou por secagem causam fissurações, que comprometem a
durabilidade dos concretos.
2.2.2.6 Permeabilidade
A permeabilidade é extremamente reduzida, e esta é a característica mais
freqüentemente associada a sua durabilidade (ALMEIDA, 1992, p. 113-116). Essa
baixa permeabilidade é decorrente de uma estrutura densa da pasta de cimento
hidratada, com um sistema de poros descontínuos, logo, mais resistente ao ataque de
agentes externos.
O agregado também influencia na permeabilidade do concreto, quanto mais
baixa for a sua permeabilidade menor será a permeabilidade do concreto.
Segundo SPONHOLZ (1998, p. 37), a permeabilidade dos concretos de alto
desempenho depende de vários fatores, tais como:
a) relação água/cimento;
b) dosagem, granulometria e tipo do cimento;
c) tipo e diâmetro dos agregados;
d) adensamento;
e) condições de cura; e
f) idade.
41

O uso de materiais pozolânicos e aditivo, geralmente, são benéficos do ponto de
vista da permeabilidade do concreto. Os materiais pozolânicos agem como fíler ,
preenchendo os poros da pasta. Os aditivos superplastificantes auxiliam na redução da
relação água/cimento e os incorporadores de ar formam microbolhas de ar isoladas e
dificultam a formação de capilares durante a fase plástica do concreto (ANDRIOLO E
SGARBOZA, 1993, p. 127).
Um CAD feito com sílica ativa pode apresentar permeabilidade 1.000 vezes
menor que a de um outro concreto sem sílica ativa e com o mesmo consumo
(AMARAL FILHO, 1990, p. 04).
2.2.2.7 Porosidade
Para ser possível moldar o concreto de modo adequado é utilizada na mistura
uma quantidade de água superior àquela estritamente necessária para completar as
reações de hidratação do cimento e, por conseqüência, parte desta água fica
aprisionada no interior, tornando o concreto poroso. Essa porosidade é aumentada
devido a certa quantidade de ar que se introduz durante o preparo da mistura de
concreto. Essa porosidade implica na permeabilidade do concreto (ANDRIOLO E
SGARBOZA, 1993, p. 125). O concreto de boa qualidade apresenta porosidade baixa.
42

2.2.2.8 Retração
O endurecimento do concreto é um processo que se inicia com as primeiras
reações químicas de hidratação do cimento, desde que a água e o aglomerante entram
em contato.
Esse processo é acompanhado pela retração da massa. A deformação total de
retração pode ser separada em retração plástica ou endógena, retração de secagem e
retração autógena.
A retração plástica, ou retração endógena, acontece quando o concreto se
encontra no estado plástico e é conseqüente da perda de certo volume de água pela
superfície do concreto exposto. Segundo SPONHOLZ (1998, p. 38), o CAD possui
baixa quantidade de água e desenvolve poros capilares muito pequenos. Além disso,
não ocorre a exsudação e isso leva a fissuras de retração plástica, caso a perda de água
pela superfície não seja impedida.
A retração de secagem ocorre quando o concreto se encontra no estado
endurecido e é decorrente da redução do volume ocasionado pela perda da água do
concreto pela evaporação para o meio ambiente. No CAD devido os capilares serem
muito pequenos, praticamente não há retração de secagem.
O terceiro tipo de retração no concreto é a retração autógena, que é
conseqüência da hidratação continuada do cimento pela sua massa e não somente na
sua superfície. Essa retração depende muito da relação água/cimento da mistura. A
retração autógena pode ser reduzida, substituindo uma parte do cimento por fíler
calcário. No CAD uma grande conseqüência da retração autógena é o desenvolvimento
de microfissuras internas pela massa do concreto. Isso pode ser prevenido com a cura
úmida (SPONHOLZ, 1998, p. 38).
43

2.2.2.9 Resistência ao fogo
O CAD apresenta baixa resistência ao fogo, pois a baixa permeabilidade não
permite a saída de vapor formado pela água da pasta de cimento hidratado (NEVILLE,
1997, p. 673).
2.2.2.10 Resistência à tração
A resistência à tração aumenta com a resistência à compressão, porém, no CAD
o aumento da resistência à tração não é diretamente proporcional ao aumento da
resistência à compressão.
44

3 DESGASTE SUPERFICIAL
“O advento dos CADs traz à Engenharia Civil recursos de enorme utilidade
para otimização de diversos problemas, principalmente àqueles ligados a durabilidade
das estruturas de concreto, possibilitando que muitos problemas sejam resolvidos de
maneira mais econômica e racional” (KERBER E ROMAN, 1994).
A erosão, uma das principais causas da deterioração das superfícies aparentes e
submersas de concretos de barragens, decorrentes da força de atrito, ação da água e
ação conjunta de materiais abrasivos pela mesma, vem sendo motivo dos diversos
trabalhos e obras completas de sistema e métodos de recuperação (Concrete Repair
Manual, 1999; ACI). Um dos problemas mais encontrados em estruturas hidráulicas é
a erosão superficial, causada principalmente por abrasão e cavitação hidráulica.
O uso de CAD em diversos tipos de estruturas e também em reparos, vem
aumentando consideravelmente e o principal motivo é a sua durabilidade (REVISTA
IBRACON, 1996, 1997).
METHA E GERWICK 5 apud METHA E MONTEIRO (1994, p. 128) agrupam
as causas físicas da deterioração do concreto em duas categorias: desgaste superficial
ou perda de massa devida à abrasão, erosão e cavitação; e fissuração devido a
gradientes normais de temperatura, umidade, pressões de cristalizações de sais nos
poros, carregamento estrutural e variações de temperatura.
Neste projeto de pesquisa será estudado o desgaste superficial das estruturas de
concreto, principalmente o causado pela resistência à abrasão.
5 METHA, P.K.; GERWICK, B.C. Concr. Int. Vol. 4, N o 10, pp. 45-51, 1982.
45

3.1 ABRASÃO
A abrasão é a ação de desgaste do material por fricção. No caso de estruturas
hidráulicas é causada pela dinâmica do fluxo da água. Segundo o GLOSSÁRIO DE
GEOLOGIA (1979), a abrasão é um processo mecânico de desgaste das superfícies
das rochas, causado pelo material sólido transportado pelas correntes marítimas e
ondas (abrasão marinha), pelos rios (abrasão fluvial), pelas geleiras (abrasão glacial) e
pelo vento (abrasão eólica). A cavitação é um processo hidromecânico que remove as
partículas da superfície do concreto, causada devido às elevadas pressões puntiformes,
provocadas pelo colapso de bolhas ou vapor de água, geradas em regiões de baixa
pressão no escoamento.
Segundo METHA E MONTEIRO (1994, p. 129), o termo abrasão geralmente
se refere ao atrito seco, como no caso do desgaste de pavimentos e pisos industriais
pelo tráfego de veículos. Já o termo erosão é usado normalmente para designar o
desgaste pela ação abrasiva de fluidos contendo partículas sólidas em suspensão. A
erosão ocorre em estruturas hidráulicas: em revestimentos de canais, vertedouros, em
tubulações para transportes de água ou esgoto. Outra possibilidade de danos em
superfícies hidráulicas é por cavitação, que é relacionada à perda de massa pela
formação de bolhas de vapor quando as águas fluem em alta velocidade.
A cavitação pode ocorrer em regiões sujeitas a alta velocidade d’água, onde
houver uma deflexão abrupta entre a linha de fluxo e a superfície de escoamento,
resultando em turbulência e conseqüentemente em áreas de subpressões, causando a
remoção das partículas de concreto. Tais turbulências podem ocorrer devido a
ângulos, cantos vivos, projeções ou depressões. A superfície erodida por cavitação
é áspera, rugosa, com agregado à vista dando aspecto de uma “bicheira”
(ANDRIOLO, 1986).
46

Segundo AGUIAR (2000, p. 04), a abrasão pode ser caracterizada sempre que
for verificada uma redução na espessura da estrutura, a partir da superfície de contato
interna da galeria, motivada pela passagem de líquidos, com ou sem partículas sólidas,
que por fricção causam o desgaste da superfície de concreto. As causas prováveis desta
deterioração são:
a) presença de partículas sólidas abrasivas;
b) baixa resistência do concreto;
c) uso de agregados inadequados; e
d) acabamento inadequado do concreto.
AGUIAR (2000, p. 04) também cita que a cavitação é caracterizada sempre que
for verificada uma redução na espessura da estrutura, a partir da superfície de contato
interna da galeria, provocado pela formação de bolhas de vapor sobre pressão, nas
regiões de degraus, que junto com o fluxo de água em alta velocidade e pressão,
causam impactos na superfície do concreto. É causada principalmente por:
a) existência de degraus ou superfícies curvas; e
b) alta velocidade de escoamento da água.
3.2 RESISTÊNCIA À ABRASÃO
A erosão do concreto por abrasão geralmente ocorre devido ao carreamento
pela água de partículas sólidas (materiais abrasivos) como argila, areia, cascalhos etc.
Os materiais abrasivos são aqueles capazes de arrancar por fricção partículas de outros
corpos, sendo mais duras.
A resistência à abrasão é uma propriedade do concreto endurecido, e no
decorrer dos anos faz com que proprietários e construtoras apresentem uma grande
preocupação com a durabilidade das estruturas de concreto.
47

A resistência à abrasão é uma característica importante nas superfícies sujeitas a
movimentação de cargas. A destruição da estrutura do material se processa pelo
rompimento dos grãos dos agregados ou pelo seu arrancamento. A utilização de
agregados mais duros e de maior tamanho diminui o desgaste. A melhor qualidade da
pasta de cimento também contribui na sua diminuição. De modo geral, a resistência à
abrasão do concreto cresce proporcionalmente com a resistência à compressão entre
200 e 400 kg/cm 2 ; com resistências inferiores a 200 kg/cm 2 o desgaste cresce mais
rapidamente (BAUER, 1987, p. 288).
O desgaste é proporcional à resistência à compressão e depende muito da
granulometria e da coesão. Em superfícies sujeitas à abrasão, o consumo mínimo de
cimento deve ser de 350 kg/m 3 . O concreto úmido gasta mais rapidamente que o
concreto seco, porque a umidade facilita a desagregação (VERÇOSA, 1983, p. 88).
A pasta de cimento endurecida não possui alta resistência ao atrito. A vida útil
do concreto pode ser diminuída sob condições de ciclos repetidos de atrito,
principalmente quando a pasta de cimento possui alta porosidade ou baixa resistência,
e é inadequadamente protegida por um agregado que não possui resistência ao
desgaste superficial, ou seja, desgaste à abrasão (METHA E MONTEIRO, 1994, p.
129). Logo, quanto maior a resistência, menor a permeabilidade e a porosidade de um
concreto, menor será o desgaste superficial causado por abrasão.
A resistência dos concretos ao desgaste por abrasão é regida por vários fatores,
tais como: a dosagem e natureza do aglomerante, a relação água/cimento, as
características do agregado graúdo (natureza petrográfica, resistência à abrasão e à
compressão, dimensão máxima, granulometria e dosagem destes agregados no
concreto) e ainda pela aderência entre os agregados e a pasta de cimento. Interferem
também na questão, as características do concreto quando no estado fresco, ou seja, a
segregação, a exsudação, o abatimento, o teor de ar incorporado, a compactação, a
cura e o acabamento ou tratamento superficial (ALMEIDA, 2000, p. 2).
48

Em algumas aplicações do concreto, a resistência à abrasão é uma característica
que deve ser considerada como principal. Em pistas de aeroporto, pistas rodoviárias e,
principalmente, em vertedouros de barragens, o concreto sofre um grande atrito
proveniente de fatores climáticos, assoreamento, frenagem etc. Nestes casos, é
necessário o uso de agregados graúdos de alta resistência à abrasão.
A tribologia é um ramo da ciência e da técnica que se dedica ao estudo do
comportamento mecânico das superfícies dos materiais.
As superfícies submetidas ao desgaste à abrasão exigem da engenharia de
materiais o advento de inovações tecnológicas e de materiais com melhor desempenho
ao desgaste superficial.
A resistência à abrasão pode ser um fator crítico de projeto em certas
circunstâncias ou em certas estruturas de concreto: pavimento de rodovias, zonas de
frenagem e de aceleração junto às cabines de pedágio rodoviário, áreas de
aproximação de túneis em vias expressas e urbanas (AÏTCIN E KHAYAT, 1992);
também ocorre em determinados pontos de algumas estruturas hidráulicas sujeitos à
ação de água com partículas sólidas em suspensão, como em de calhas de vertedouros,
estacas de pontes e decantadores.
O acabamento superficial e o regime de cura afetam muito mais a resistência à
abrasão do que a resistência à compressão dos concretos.
A ligação da pasta à areia e agregado graúdo confere ao concreto altíssima
resistência à cavitação e à erosão superficial e/ou abrasão. A sua resistência à abrasão
é relacionada com a dureza do agregado graúdo, logo, depende do tipo de agregado
utilizado na composição do concreto. A redução do fator água/cimento e o
conseqüente aumento da resistência à compressão também aumentam a sua resistência
à abrasão.
Uma das características que no CAD é extremamente aprimorada é a resistência
à abrasão, chegando a ser dez vezes maior que a do concreto convencional
(ALMEIDA, 1992, p. 113-116).
49

SHAH & AHMAD (1994) reportaram que a resistência à compressão é o fator
mais importante na determinação da resistência a abrasão dos concretos. Outros fatores
como agregados e a umidade do concreto também influem em sua resistência ao
desgaste, no entanto, existem experiências que indicam que estes desgastes são
reduzidos ao aumentar a sua resistência à compressão.
É boa a resistência à abrasão do CAD, não somente devido a sua alta
resistência, mas também à boa aderência entre o agregado graúdo e a matriz, que
impedem o desgaste diferencial da superfície (NEVILLE, 1997, p. 673).
3.2.1 Resistência à Abrasão do Agregado
Em termos de agregado graúdo, sabe-se que este é o componente do concreto
que protege a argamassa, geralmente menos resistente ao desgaste. Em concretos com
resistência à compressão superior a 42,0 MPa, entretanto, parece que a influência dos
agregados na resistência à abrasão é pequena (ALMEIDA, 2000, p. 2). O agregado
graúdo proveniente da britagem do basalto apresenta desgaste por abrasão em torno de
10 a 20% com relação a sua massa.
O agregado graúdo, para a produção do CAD, deve possuir resistência à
abrasão, desgaste por fricção, ou seja, deve resistir à degradação devido ao manuseio,
estocagem e mistura.
50

3.2.2 Resistência à Abrasão de Estruturas Hidráulicas
O efeito abrasivo da água contendo objetos sólidos em suspensão nas
superfícies de concreto, como mostrado na Figura 3: vista das calhas do vertedouro da
Usina Hidrelétrica de Itaipu, principalmente nas superfícies hidráulicas e em
vertedouros, é um parâmetro de controle das estruturas de concreto em barragens
durante a fase de operação, que tem merecido atenção especial no seu comportamento.
FIGURA 3 – VISTA DO VERTEDOURO DA USINA HIDRELÉTRICA DE ITAIPU.
Esse desgaste sofrido pelas estruturas é correlacionado a sua durabilidade, pois
quanto menor a resistência ao desgaste superficial ou à abrasão menor a durabilidade
da estrutura e vice-versa. Essa preocupação fez com que o estudo do desgaste das
estruturas hidráulicas de concreto, fosse realizado com maior ênfase, no que tange à
composição do concreto e suas principais características.
Para KORMANN et al, (2001), a manutenção aparente das superfícies de
estruturas hidráulicas de barragens de concreto é decorrente da combinação de
diversos fatores: custo, desempenho, durabilidade, trabalhabilidade, aplicação,
51

característica dos materiais envolvidos e compatibilidade entre o substrato e o material
de reparo.
Visto que os sólidos em suspensão contidos na água não podem ser contidos, a
solução foi aumentar a durabilidade dos concretos utilizados nestas estruturas. Uma
solução prática é o emprego do CAD, sobre CCV, apresentando diversas vantagens,
tais como: maior compacidade, menor porosidade, maior resistência e,
conseqüentemente, maior durabilidade.
3.2.3 Ensaios
Vários métodos de ensaios são usados para avaliar a resistência da superfície de
concreto contra desgaste por abrasão. Dentre os métodos mais usados encontram-se o
de rodas dentadas, rotação de discos abrasivos, jateamento de cargas abrasivas e
rolamento de esferas.
Sabe-se ainda que o procedimento de ensaio tem grande influência nos
resultados do desgaste por abrasão, sendo os ensaios conduzidos em presença de
umidade, por serem mais severos que os realizados a seco...
A falta de um ensaio normalizado é um dos maiores problemas encontrados
para determinação da resistência à abrasão do concreto. Esse fato é devido à
dificuldade de se produzir em laboratório uma situação o mais próximo possível da
situação real da estrutura, visto que o desgaste da estrutura ocorre ao longo dos anos e
para cada situação as condições de desgaste são diferenciadas.
52

3.2.4 Reparos em Estruturas
Raramente em reparos de estruturas de concretos, a resistência é o parâmetro
mais importante. Aliás, quando se executa um reparo com tecnologia adequada e
moderna, sempre que os parâmetros fundamentais sejam atingidos, a resistência quase
certamente terá um valor bem acima do necessário. Um concreto feito com
consistência e conhecimento deve apresentar boa aderência, baixa permeabilidade
(inferior a 10 -10 cm/seg.), alta resistividade elétrica (superior a 100.000 Ω.cm) e alta
resistência à compressão à baixa idade; tudo isso dentro das adequadas condições de
trabalhabilidade (AMARAL FILHO, 1990, p. 04).
Segundo AMARAL FILHO (1993, p. 24), para se efetuar um reparo em uma
estrutura de concreto, utilizando-se CAD, deve-se observar o seguinte:
a) o concreto a reparar deve ter superfície limpa, isenta de pó, cortada com
ponteiro (e não serra) e totalmente saturada;
b) o concreto do reparo deve ter consistência, slump, compatível com o
trabalho (de 5 a 23 cm); e
c) o tempo de trabalho deve ser inferior ao tempo de vida útil do
superplastificante (em geral inferior a 50 min).
Nestas condições o reparo efetuado pode ser assumido como tendo aderência de
100% (AMARAL FILHO, 1993, p. 24).
Dentre as características que distinguem o CAD do CCV, ressaltam duas de
extrema importância em reparos: a baixíssima permeabilidade e a alta aderência
(AMARAL FILHO, 1990, p. 01).
PORTELLA, KORMANN (2002) e KORMANN (2002) estudaram o
desempenho de quatro materiais de reparo para superfícies hidráulicas, sendo dois com
componentes poliméricos orgânicos (argamassa epoxídica e argamassa polimérica) e
53

dois contendo, respectivamente: argamassa de sílica ativa e concreto com fibra de aço.
Para a seleção do melhor sistema em laboratório, foram realizados ensaios de
resistência à abrasão pelo método submerso, resistência de aderência, resistência à
compressão axial simples, resistência à tração na flexão, módulo de deformação
estática, ensaios de permeabilidade, envelhecimento acelerado em câmara de raios UV
e de intemperismo wheater-Ometer e ensaios físico-químicos dos materiais.
Considerando-se todas as propriedades medidas, inclusive de aplicação prática em
campo, os materiais de reparo foram classificados, segundo o melhor desempenho em:
argamassa epoxídica e argamassa com sílica ativa > concreto com fibra de aço >
argamassa polimérica.
Neste contexto justifica-se o desenvolvimento de estudos sobre o CAD, tendo
em vista o seu crescente emprego no setor da construção civil brasileira, o que
permitirá novas possibilidades de uso, proporcionando vantagens em diversos aspectos
se comparado ao concreto convencional (POSSAN, 2001).
54

4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 METODOLOGIA DE PESQUISA
pesquisa:
Para a busca dos objetivos propostos, desenvolveu-se a seguinte metodologia de
a) primeiramente, os materiais constituintes do CAD: o cimento, os
agregados graúdos e miúdos, a sílica ativa e os aditivos foram analisados
e caracterizados mediante os seguintes ensaios:
- cimento (aglomerante): início e fim de pega NBR 11581, finura NBR
11579, massa específica NBR, área específica NBR 7224,
expansibilidade a quente NBR 11582;
- agregado graúdo (brita): massa unitária NBR 7810, absorção de água
NBR 9937, massa específica condição saturada superfície seca, NBR
9937, abrasão “Los Angeles” NBR NM 51, granulometria NBR
7217;
- agregado miúdo (areia): inchamento NBR 6467, absorção de água.
NBR 9776, massa específica na condição saturada superfície seca
NBR 9776, granulometria NBR 7217;
- sílica ativa NBR 13956: finura;
- água potável;
- aditivo NBR 11768: para a determinação da porcentagem
correspondente ao ponto de saturação do aditivo químico, no caso, o
superplastificante, foram realizados ensaios em pasta de
compatibilidade aditivo/cimento e aditivo/ sílica ativa /cimento pelo
estudo da fluidez da pasta;
55

- agregado graúdo e miúdo: compacidade da mistura, para a
determinação da maior massa específica aparente e índice de vazios.
b) caracterizados os materiais, foi definido o traço experimental,
determinando o volume dos mesmos e produzidos os concretos.
c) no estado fresco, realizou-se o ensaio de abatimento de tronco de cone
(slump test), temperatura, ar incorporado e massa específica.
d) no estado endurecido, realizaram-se os ensaios de resistência à
compressão axial simples NBR 5739, resistência à tração por compressão
diametral NBR 7222, módulo de elasticidade NBR 8522, resistência à
abrasão ASTM C 1138 e resistência de aderência NBR 13539 . No
momento da confecção do concreto foram moldados, para cada mistura,
corpos-de-prova para a avaliação do concreto no estado endurecido,
mediante os ensaios mostrados na Tabela 2.
TABELA 2 – ENSAIOS NO CONCRETO ENDURECIDO PARA CADA MISTURA.
Ensaio
Corpos-de-prova
Quantidade Dimensão (DxH) cm
Dia do ensaio
Resistência à compressão 9 15x30 3,7 e 28
Resistência à tração 2 15x30 28
Módulo de elasticidade 1 15x30 28
Resistência à abrasão 2 30x10 28
Resistência de aderência 8 50x60 28
NOTA: nos corpos-de-prova de resistência de aderência foram executados 5 ensaios de arrancamento.
56

4.2 SELEÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
Para se produzir um CAD deve-se selecionar com muito cuidado os materiais
constituintes do concreto, pois estes contribuem no desempenho final da mistura e na
garantia das propriedades. Muitos autores desenvolveram estudos de recomendações
práticas que auxiliam na seleção rápida dos materiais. Para o CAD, escolher o material
constituinte é uma questão que implica no sucesso da aplicação final. Para a sua
produção é de fundamental importância conhecer as principais características dos
agregados constituintes que são: porosidade, composição granulométrica, absorção de
água, forma e textura superficial das partículas, massa específica, densidade, teor de
umidade etc.
Nesta pesquisa experimental procurou-se escolher os materiais para a produção
do CAD disponíveis na região, desde que atendessem às especificações prescritas
pelas normas brasileiras. Na Figura 4, são mostrados os principais materiais utilizados.
FIGURA 4 – PRINCIPAIS MATERIAIS UTILIZADOS PARA A PRODUÇÃO DO CAD, SENDO: DA ESQUERDA
PARA A DIREITA ÀGUA, ADITIVO, AGREGADO GRAÚDO, AGREGADO MIÚDO, CIMENTO E
SÍLICA ATIVA.
57

4.2.1 Cimento
Para o desenvolvimento desta pesquisa utilizou-se o cimento Portland composto
com fíler, CP II F – 32. Este produto é encontrado facilmente no mercado, possui
massa específica igual a 3,12 kg/dm 3 .
4.2.2 Agregados
O agregado é um material particulado incoesivo, constituído de misturas de
partículas cobrindo extensa gama de tamanho.
Na composição do CAD, o agregado é de fundamental importância. Juntamente
com o aglomerante (cimento) e a água vão proporcionar a melhor mistura atendendo a
critérios de resistência, trabalhabilidade e durabilidade, contribuindo principalmente na
redução dos custos de produção.
4.2.2.1 Agregado miúdo
O agregado miúdo, ou seja, a areia utilizada na confecção do CAD, é de origem
quartzosa lavada de rio, proveniente do estoque da areia da Itaipu Binacional – PR, o
qual foi devidamente secada e estocada nos silos de armazenamento de agregados do
Laboratório de Tecnologia do Concreto da Itaipu.
58

4.2.2.2 Agregado graúdo
O agregado graúdo utilizado nesta pesquisa experimental é proveniente da
Itaipu Binacional – PR, sendo este de composição mineralógica basáltica, com boa
uniformidade e homogeneidade
4.2.2.3 Análise do agregado graúdo e agregado miúdo
Realizou-se nesta pesquisa experimental o ensaio de compacidade dos
agregados graúdo e miúdo, sendo a compacidade de um conjunto de agregados a
relação entre a soma de seus volumes aparentes e o volume ocupado pelos mesmos.
Quanto maior a compacidade menor é o volume de vazios e, conseqüentemente, menor
a quantidade de pasta de cimento a ser empregada, resultando num concreto mais
econômico e com menor retração plástica.
O ensaio de compacidade realizado com o agregado graúdo e miúdo tem a
finalidade de combinar estes materiais para que a mistura exija uma mínima
quantidade de argamassa, mantendo uma boa trabalhabilidade. A composição ideal
determinada pelo ensaio de compacidade é aquela que apresentar maior densidade ou
menor índice de vazios.
4.2.3 Sílica Ativa
A sílica ativa utilizada neste trabalho é em forma de pó não condensada,
proveniente de uma indústria do ramo.
59

4.2.4 Aditivos
Foi empregado aditivo superplastificante composto de polímero melamínico,
disponível na forma líquida, de cor castanho e de odor característico, de produção
nacional, facilmente encontrado no mercado regional.
A compatibilidade aditivo/aglomerante mediante estudo da fluidez foi medida
pelo ensaio de evolução da fluidez e ponto de saturação. O ensaio foi realizado
utilizando o Cone de Marsh, para verificar a evolução e o ponto de saturação, o que
determina a porcentagem ótima de superplastificante.
4.2.5 Água
Para a produção do CAD foi utilizada água potável proveniente da rede de
abastecimento da Itaipu Binacional.
60

4.3 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
4.3.1 Balanças
Foram utilizadas três balanças com tamanho e precisão diferentes durante o
desenvolvimento desta pesquisa. Para a medida da massa dos materiais constituintes
do concreto utilizou-se, durante os ensaios de caracterização, uma balança eletrônica,
marca Filizola, com precisão de 50 gramas e capacidade de carga de 50 kg. O cimento,
os agregados graúdo e miúdo, a sílica ativa e a água para a confecção dos concretos
foram medidos em balança manual, marca Filizola, com capacidade de carga de 300
kg e precisão de 200 gramas. Para o ensaio de abrasão utilizou-se uma balança
romana, hidrostática, marca Record, com capacidade de 50 kg e sensibilidade de um
grama.
4.3.2 Estufa
Para a secagem dos materiais utilizou-se uma estufa automática com termostato,
precisão de 1 o C e temperatura de 150 o C.
4.3.3 Moldes
Os corpos-de-prova de concreto foram confeccionados em moldes metálicos
cilíndricos de dimensões (15x30) cm (diâmetro x altura), para os ensaios de resistência
61

à tração, compressão e módulo de elasticidade. Para o ensaio de resistência à abrasão
utilizou-se molde metálico de 30cm x10cm (diâmetro x altura) e para os ensaios de
aderência foram desenvolvidos moldes de concreto retangulares e circulares com
dimensões variadas, conforme Figura 5.
4.3.4 Misturador Mecânico
FIGURA 5 – MOLDES PARA O ENSAIO DE ADERÊNCIA.
Para a mistura das argamassas foi utilizado o misturador mecânico marca
Hobart, com cuba de aço de capacidade de aproximadamente 5 litros (volume
nominal) e duas velocidades de rotação (alta e baixa), de acordo com a NBR 7215.
4.3.5 Consistência da Argamassa (flow table)
A consistência da argamassa foi determinada na mesa para índice de
consistência, conforme a NBR 7215.
62

4.3.6 Betoneira
Para a confecção dos concretos foi utilizada uma betoneira da marca Paulista,
com volume nominal de 350 litros e motor de 3,0 HP.
4.3.7 Vibrador
Utilizou-se para o adensamento do concreto nos moldes um vibrador de imersão
mecânico marca Hayashi, com diâmetro externo da agulha de 25 mm.
4.3.8 Consistência de Abatimento (slump test)
A consistência do concreto fresco foi determinada pelo abatimento de tronco de
cone, conforme a NBR 7223.
4.3.9 Prensas
Para o ensaio de resistência à compressão axial simples, resistência à tração por
compressão diametral e módulo de elasticidade, utilizou-se a prensa hidráulica marca
Torsse, com controle de carga manual, capacidade de carga de 200 toneladas e
precisão de 200 kg. Foto da prensa é mostrada na Figura 6. Os ensaios seguiram os
procedimentos descritos na NBR 7215.
63

FIGURA 6 – PRENSA DE ENSAIOS.
4.3.10 Equipamento de Ensaio de Abrasão
O equipamento utilizado no ensaio é mostrado na Figura 7, e consiste num
recipiente metálico cilíndrico de 310 mm de diâmetro interno e 450 mm de altura, com
tampa de aço e base estanque. Possui um sistema de agitação de água obtido com o
auxílio de um motor elétrico com velocidade de 1200 rpm acoplado à tampa de aço.
64

FIGURA 7 – EQUIPAMENTO DE ENSAIO DE RESISTÊNCIA À ABRASÃO.
4.3.11 Resistência de Aderência
Para este ensaio, foi utilizado um aparelho portátil para arrancamento, com
indicador digital, conforme está mostrado na Figura 8, marca Dinateste modelo DNTT,
com célula de carga de 5000 N ou 20 kN de capacidade máxima.
FIGURA 8 – APARELHO PARA ENSAIO DE ARRANCAMENTO.
65

4.4 PLANEJAMENTO DA PESQUISA
Neste programa de pesquisa definiu-se uma metodologia detalhada para o
estudo do CAD.
Os agregados utilizados são oriundos da Itaipu Binacional, sendo o agregado
graúdo, com diâmetro máximo de 19 mm, e o agregado miúdo, uma areia classificada
como média. Ambos dosados em massa e nas condições saturada superfície seca (sss).
A sílica ativa, de uma única marca, foi utilizada em substituição à massa do
cimento em um teor de 10%.
O cimento utilizado foi o CP II F – 32, de uma única marca, dosado em massa.
A porcentagem ótima de aditivo superplastificante foi determinada pelo estudo
de fluidez da pasta, sendo este adicionado ao concreto com parte da água de mistura.
Na dosagem do CAD, o teor de pasta e a relação agregado miúdo/agregado
graúdo foram função do índice de vazios determinado pelo ensaio de compacidade dos
agregados.
A coleta de dados e o procedimento foram feitos de forma informatizada para
facilitar análises e conclusões.
A equipe de trabalho foi mantida constante durante todo o período dos ensaios,
minimizando a influência do operador nos resultados.
O tempo de mistura dos materiais na betoneira foi mantido constante para todas
as misturas, seguindo ordem de colocação dos mesmos e o tempo de mistura. Ambos
estão reunidos na Tabela 3.
66

TABELA 3 – ORDEM DE COLOCAÇÃO DOS MATERIAIS NA BETONEIRA E TEMPO DE MISTURA.
Ordem de colocação Tempo de mistura (segundos)
1 o Toda a areia 60
2 o Toda a brita 60
3 o Todo o cimento e sílica ativa 60
4 o Parte da água e todo o aditivo 120
5 o Restante da água 60
Para certificar-se dos resultados do CAD, confeccionou-se um traço base de
CCV, utilizando-se os mesmos materiais destinados à confecção do CAD, exceto o
aditivo e a sílica ativa, conforme mostrado na Figura 9. Para este traço optou-se pelo
uso de uma relação a/c de 0,32, pois sem o uso de aditivo, para os materiais utilizados,
não seria possível obter a trabalhabilidade desejada em misturas com relação a/c
inferior a 0,32.
FIGURA 9 – PRODUÇÃO DO CCV.
Para o traço do CAD variou-se a relação a/c da mistura em 0,28; 0,30; 0,32;
0,34 e 0,40, acrescendo aditivo superplastificante e sílica ativa. Estes concretos foram
denominados traços sem alteração do teor de pasta e estão relacionados na Tabela 4.
67

TABELA 4 – DEFINIÇÃO DO TRAÇO DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
Mistura Cimento Microssílica Areia Brita Água Aditivo
CAD 28 1 0,1 2,846 3,93 0,28 0,0361
CAD 30 1 0,1 2,946 4,07 0,30 0,0354
CAD 32 1 0,1 3,025 4,18 0,32 0,0295
CAD 34 1 0,1 3,101 4,28 0,34 0,0236
CAD 40 1 0,1 3,348 4,63 0,40 0,0178
CCV 32 1 - 3,025 4,18 0,32 -
A Tabela 5, mostra a nomenclatura das misturas efetuadas dos concretos sem
alteração do teor de pasta.
TABELA 5 – NOMENCLATURA DA MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
Mistura Nomenclatura das misturas
CAD 28 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,28
CAD 30 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,30
CAD 32 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,32
CAD 34 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,34
CAD 40 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,40
CCV 32 Concreto convencional com relação a/c 0,32
Esses traços foram pré-determinados pelo Laboratório de Tecnologia do
Concreto da Itaipu, cujo método de dosagem utilizado foi o de TORALLES
CARBONARI (1996), o qual afirma que o CAD pode ser produzido pela otimização
da pasta e do esqueleto granular.
Para cada traço experimental, foram realizados estudos em concreto no estado
fresco e no estado endurecido. No estado fresco realizou-se o ensaio de consistência,
massa específica e o teor de ar incorporado. No estado endurecido foram realizados os
ensaios de resistência à compressão axial simples, resistência à tração por compressão
diametral, resistência à abrasão e módulo de elasticidade.
68

Com estes ensaios concluídos, fez-se uma primeira análise dos resultados,
quando se definiu o melhor traço de concreto para utilização em reparos de estruturas
e, a partir deste, definiu-se uma segunda parte da pesquisa. As Figuras 10 e 11
mostram a produção da misturas CAD 28 e CAD 32, respectivamente. As Figuras das
misturas restantes encontram-se no Anexo 1.
FIGURA 10 – PRODUÇÃO DO CONCRETO CAD 28.
FIGURA 11 – PRODUÇÃO DO CONCRETO CAD 32.
Foram preparadas misturas alterando-se o teor de pasta, do CAD 32, em 0%
5%, 10% e 15% superior ao determinado como ideal pelo ensaio de consistência
normal da pasta. O teor de sílica ativa foi fixado conforme a determinação inicial e
manteve-se constante em todos os traços. Esses traços foram denominados CAD com
69

alteração do teor de pasta.
A relação a/c e o teor de aditivo foram fixados em todas as misturas. Na Tabela
6 são mostrados os traços confeccionados, e na Tabela 7 encontra-se a nomenclatura
das misturas produzidas.
TABELA 6 – DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
Mistura Cimento Sílica ativa Areia Brita Água Aditivo
CAD 32 0 1 0,1 3,025 4,18 0,32 0,0295
CAD 32 5 1 0,1 2,29 3,69 0,32 0,0295
CAD 32 10 1 0,1 1,79 2,91 0,32 0,0295
CAD 32 15 1 0,1 1,43 1,97 0,32 0,0295
TABELA 7 – NOMENCLATURA DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
Mistura Nomenclatura das misturas
CAD 32 0 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,32 e teor de pasta 0%
CAD 32 5 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,32 e teor de pasta 5%
CAD 32 10 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,32 e teor de pasta 10%
CAD 32 15 Concreto de alto desempenho com relação a/c 0,32 e teor de pasta 15%
Para a continuação dos trabalhos desta pesquisa foram analisados em separado
os ensaios no concreto fresco e ensaios no concreto endurecido. Na mistura fresca,
determinou-se a consistência pelo abatimento do tronco de cone, o percentual de ar
incorporado, a temperatura e a massa específica.
Para os ensaios na mistura endurecida, foram moldados corpos-de-prova
cilíndricos com as seguintes dimensões (∅ × h): de 150 mm x 300 mm e 300 mm x
100 mm.
Os corpos-de-prova de 150mm x 300 mm foram utilizados para ensaios de
resistência à compressão axial (3, 7 e 28 dias), resistência à compressão diametral (28
dias) e módulo de elasticidade (28 dias). Os corpos-de-prova de (300 x 100) mm foram
utilizados para realização dos ensaios de abrasão, baseado no método CRD-80 da
70

ASTM C 1138.
Buscando simular ao máximo a condição real de um reparo, no ensaio de
resistência de aderência utilizou-se laje de concreto pré-fabricada com espessura de
300 mm, e corpos-de-prova preparados em laboratório, os quais foram revestidos com
uma camada de CAD com espessura de 30 mm. Aos 28 dias efetuou-se o
arrancamento do concreto. No Anexo 2 seguem fotos da moldagem.
71

4.5 METODOLOGIA DOS ENSAIOS
4.5.1 Ensaios no Concreto Fresco
4.5.1.1 Consistência
Para cada traço de concreto produzido, 6 minutos após o início da mistura,
determinava-se a consistência segundo o método descrito na NBR 7223.
4.5.1.2 Ar incorporado
Para a determinação do teor de ar incorporado foi utilizado o procedimento
descrito na ASTM-C-231.
4.5.1.3 Temperatura
A temperatura do concreto foi determinada no instante em que o concreto foi
retirado da betoneira para se efetuar a moldagem dos corpos-de-prova. Para tal,
utilizava-se de um termômetro de vidro graduado.
72

4.5.1.4 Massa específica
9833.
A massa específica foi determinada segundo procedimento descrito na NBR
4.5.2 Ensaios no Concreto Endurecido
4.5.2.1 Resistência à compressão axial simples
O ensaio de resistência à compressão foi realizado segundo a determinação da
NBR 5839, no LTC da Itaipu, em corpos-de-prova cilíndricos de 15cm x 30cm
(diâmetro x altura). A resistência à compressão foi determinada nas idades de 3, 7 e 28
dias, com os corpos-de-prova curados em câmara úmida.
4.5.2.2 Resistência à tração por compressão diametral
Esse ensaio foi realizado segundo a determinação da NBR 7222, no LTC da
Itaipu, em corpos-de-prova cilíndricos de 15 cm x 30 cm (diâmetro x altura). A
resistência à tração foi determinada na idade de 28 dias, com os corpos-de-prova
curados em câmara úmida.
73

4.5.2.3 Módulo de elasticidade
O módulo de elasticidade foi determinado segundo o procedimento descrito na
NBR 8522, em corpos-de-prova cilíndricos de 15cm x 30cm (diâmetro x altura). O
módulo de elasticidade dos concretos foi determinado aos 28 dias de idade, com os
corpos-de-prova curados em câmara úmida.
4.5.2.4 Resistência de aderência
A resistência de aderência foi determinada segundo o método descrito na NBR
13528. Como esta pesquisa, por problemas de tempo e dificuldade de operação e
realização do reparo, não pode ser realizada em uma estrutura existente, definiu-se
cinco estruturas de reparo em laboratório, com as seguintes dimensões: uma laje de
(210 x 75 x 21) cm (comprimento x largura x altura), 3 corpos-de-prova de 10 cm x 30
cm (altura x diâmetro) e um protótipo de (40 x 40 x 10) cm. O primeiro espécime foi
uma laje de CCV pré-fabricada oriunda de uma fábrica de pré-moldados da região. A
laje está mostrada na Figura 12. Os demais espécimes foram confeccionados no
laboratório de Tecnologia de Concreto da Itaipu, sendo três deles nos moldes
utilizados no ensaio à abrasão e outro em forma confeccionada in loco.
74

FIGURA 12 – CORPO-DE-PROVA PARA EXECUÇÃO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA.
Para a execução do ensaio, a laje foi dividida em quatro partes iguais e aplicou-
se em cada parte uma camada de CAD com espessura de 30 mm. Os demais espécimes
tiveram a superfície de contato com o reparo desgastada, com a finalidade de testar a
influência da textura superficial na resistência de aderência. Para cada subdivisão dos
corpos-de-prova aplicou-se um traço diferenciado de CAD, conforme descrito na
Tabela 8. Com a finalidade de garantir a uniformidade da espessura do revestimento
utilizou-se uma talisca de madeira circundando a área a ser reparada.
TABELA 8 – APLICAÇÃO DO REPARO NO CORPO-DE-PROVA.
Identificação do reparo Identificação do cp CAD utilizado
I L CAD 32 0
II L CAD 32 5
III L CAD 32 10
IV L CAD 32 15
I E CAD 32 0
II E CAD 32 5
III E CAD 32 10
IV E CAD 32 15
Legenda: cp= corpo-de-prova
L= Laje (270 x 75 x 21) cm.
E= Espécimes 3 de (10 x 30 ) cm e 1 de (40 x 40 10) cm.
75

O concreto aplicado foi devidamente adensado e teve sua superfície
regularizada com o auxílio de uma desempenadeira de aço. Procurando simular a
situação real de um reparo o corpo-de-prova reparado foi submetido à cura úmida
durante três dias em ambiente externo.
Decorridos 28 dias, realizou-se o ensaio de resistência de aderência. Para tal, as
pastilhas de aço foram coladas com adesivo epóxi 24 horas antes da realização do
ensaio.
4.5.2.5 Resistência à abrasão
Para a resistência à abrasão os ensaios realizados foram baseados no método
CRD – 80, no qual Tony Liu fundamentou seus estudos descritos em publicações do
ACI (American Concrete Institute) em conformidade com a ASTM C 1138.
O ensaio consiste em simular o comportamento da água em movimento,
contendo objetos sólidos em suspensão (siltes, argilas, areias, pedras e outros sólidos),
obtendo então uma avaliação relativa à resistência das superfícies de concreto sujeitas
à abrasão. Para cada corpo-de-prova submetido ao ensaio, o equipamento simula o
desgaste superficial em apenas uma face do mesmo, podendo, depois de invertida a
colocação inicial, ser submetido novamente ao ensaio.
O equipamento utilizado no ensaio está ilustrado na Figura 13, e consiste de um
recipiente metálico, cilíndrico de 310 mm de diâmetro interno e 450 mm de altura,
com uma tampa de aço estanque. Para a simulação da água em movimento, o
equipamento possui um sistema de agitação de água, obtido com o auxílio de um
motor elétrico com velocidade de 1200 rpm.
76

DIMENSÃO EM mm
1200 rpm
Reservatório metálico
Alça
Nível da água
Bolas de aço
(diâmetro variado)
Pá giratória
Anel de borracha
Espécime de concreto
Motor elétrico
FIGURA 13 – DESENHO ESQUEMÁTICO DO EQUIPAMENTO DE ENSAIO DE ABRASÃO.
Para esse ensaio foram confeccionados corpos-de-prova cilíndricos de 30 cm x
10 cm (diâmetro x altura). Para cada mistura foram moldados dois corpos-de-prova,
sendo ambos submetidos ao ensaio nas duas faces. Decorridas 24 horas da moldagem,
os corpos-de-prova foram retirados das formas e curados submersos nas condições de
(23 ± 2) o C durante 28 dias. Os corpos-de-prova foram curados por imersão para
garantir a completa saturação, visando uma menor interferência nos resultados. O
desgaste por abrasão é dado em porcentagem em massa perdida durante as 72 horas de
ensaio. A Figura 14 mostra um corpo-de-prova no recipiente de ensaio.
FIGURA 14 – CORPO-DE-PROVA NO RECIPIENTE DE ENSAIO DE ABRASÃO.
77

Representando as cargas abrasivas são colocados no recipiente de ensaio sobre
o corpo-de-prova 70 esferas de aço com granulometria especificadas na Tabela 9.
TABELA 9 – CARGAS ABRASIVAS.
Número de esferas Diâmetro (mm)
4 23,9
7 22,0
16 21,3
10 20,3
8 17,5
25 11,1
O método é baseado na norma americana ASTM C1138/97, e adequado ao
procedimento da CRD – 80.
4.5.2.5.1 Seqüência para determinação dos ensaios
Para a execução dos ensaios, primeiramente, fez-se a determinação do peso
inicial do corpo-de-prova. Para manter o corpo-de-prova na condição saturada
superfície seca, manuseou-se o mesmo com o auxílio de um pano úmido.
Após a pesagem, o corpo-de-prova foi colocado no recipiente metálico, com a
superfície a ser testada para cima. Tomou-se o cuidado no momento da colocação
deste para garantir o posicionamento horizontal do corpo-de-prova. A seguir colocou-
se as cargas abrasivas e água, até aproximadamente 170 mm acima da superfície do
corpo-de-prova, e então o recipiente foi fechado com a tampa estanque e o motor
elétrico que movimenta a pá de agitação, acionado. A altura da pá com a superfície foi
constante em todos os ensaios, sendo fixada em 40 mm.
78

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste capítulo são apresentados os resultados da análise dos materiais e os
resultados obtidos no programa experimental descrito no capítulo anterior, baseados na
revisão de literatura apresentada no Capítulo 2.
Para a melhor análise destes resultados, definiu-se o estudo, abaixo
discriminado, das propriedades dos concretos produzidos:
a) No estado fresco, verificando:
- consistência;
- teor de ar incorporado; e
- massa específica.
b) No estado endurecido, verificando:
- resistência à compressão axial;
- resistência à tração por compressão diametral;
- módulo de elasticidade;
- resistência à abrasão; e
- resistência de aderência.
Para as propriedades acima descritas fez-se uma análise comparativa dos
resultados, verificando aspectos de trabalhabilidade e aplicabilidade das misturas.
79

5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
5.1.1 Cimento
O cimento utilizado foi o CP II F – 32, e sua caracterização foi feita no
Laboratório de Tecnologia do Concreto da Itaipu. Os resultados estão apresentados na
Tabela 10.
TABELA 10 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO.
Características do cimento CP II F – 32
Perda ao fogo 4,77 %
Sílica (SiO2) 17,31 %
Óxido de Cálcio (CaO) 61,12 %
Óxido de Magnésio (MgO) 2,19 %
Óxido de Ferro (Fe2O3) 3,06 %
Óxido de Alumínio (Al2O3) 7,24 %
Resíduo Insolúvel 0,65 %
Anidrido Sulfúrico (SO3) 2,08 %
Cal Livre (CaO) 1,29 %
Óxido de Sódio (Na2O) 0,13 %
Óxido de Potássio (K2O) 0,62 %
Equivalente Alcalino (Na2O) 0,54 %
Gesso (CaSO4) 3,53 %
Tricálcio Silicato (C3O) %
Dicálcio Silicato (C2O) %
Tricálcio Aluminato (C3A) %
Tetracálcio Ferro Aluminato (C4AF) %
80

5.1.2 Agregado Miúdo
Os resultados dos ensaios de caracterização do agregado miúdo, realizados no
LTC – Itaipu, estão reunidos na Tabela 11.
TABELA 11 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO.
Peneira (mm)
Areia Natural
(%) retida acumulada
6,3 0
4,8 0
2,4 0
1,2 1,0
0,6 15,0
0,3 63,0
0,15 98,0
< 0,15 100,0
Dmáx 2,38 mm MF 1,77 γsss 2,63
γs 2,61 γap 1,54 Abs 0,4
LEGENDA:
Dmáx = Diâmetro máximo
MF = Módulo de Finura
γsss = Densidade saturada superfície seca (g/cm 3 )
γs = Densidade seca (g/cm 3 )
γap = Densidade aparente (g/cm 3 )
Abs = Absorção (%)
81

5.1.3 Agregado Graúdo
Os resultados dos ensaios de caracterização do agregado graúdo, executados no
LTC – Itaipu, estão expostos na Tabela 12.
TABELA 12 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO GRAÚDO.
Peneira (mm)
Brita 1
(%) retida acumulada
19,0 5,0
12,5 46,0
9,5 68,0
4,8 94,0
2,4 100,0
1,2 100,0
0,6 100,0
0,3 100,0
0,15 100,0
< 0,15
Dmáx 19 mm MF 6,67 γsss 2,93
γs 2,89 γap 2,89 Abs 1,35
LEGENDA:
Dmáx = Diâmetro máximo
MF = Módulo de Finura
γsss = Densidade saturada superfície seca (g/cm 3 )
γs = Densidade seca (g/cm 3 )
γap = Densidade aparente (g/cm 3 )
Abs = Absorção (%)
Para a adequação da granulometria dos agregados graúdo e miúdo foi elaborado
o ensaio de compacidade, cujos dados encontram-se na Tabela 13 e a curva de
compacidade correspondente é mostrada na Figura 15.
82

TABELA 13 – COMPACIDADE AREIA X BRITA.
Brita/
areia
Areia
Quan. Acres 1
Peso (kg)
2 3 Médio
MUn MEA % V
100/0 0 0 5,55 8,45 8,52 7,507 1,687 2,89 41,626
90/10 1,09 1,1 9,612 9,35 9,4 9,454 1,879 2,862 34,347
80/20 2,45 1,4 9,988 10,3 10,48 10,256 2,05 2,834 27,664
70/30 4,31 1,8 10,7 10,78 10,78 10,753 2,147 2,8 23,321
60/40 6,65 2,39 10,88 10,75 10,96 10,863 2,169 2,77 21,697
58/42 7,25 0,57 10,85 10,92 10,98 10,917 2,18 2,772 21,356
56/44 7,86 0,62 10,81 10,81 10,88 10,833 2,16 2,7668 21,931
54/46 8,48 0,7 10,77 10,83 10,85 10,817 2,153 2,761 22,021
52/48 9,2 0,75 10,72 10,62 10,8 10,713 2,128 2,755 22,759
50/50 10,2 0,8 10,6 10,58 10,55 10,577 2,108 2,743 23,150
48/52 11,76 0,79 10,55 10,38 10,61 10,513 2,098 2,744 23,542
46/54 12,7 0,91 10,4 10,29 10,15 10,280 2,071 2,732 24,195
44/56 13,8 0,99 10,09 10,09 10,11 10,097 2,008 2,733 26,528
42/58 15 1,1 10,1 10,09 9,5 9,897 2,02 2,723 25,817
40/60 15 1,1 9,81 9,8 8,8 9,470 1,959 2,722 28,031
0/100 10 8,28 8,2 8,2 8,227 1,632 2,61 37,471
LEGENDA: MUn = MASSA UNITÁRIA MÉDIA;
MEA = MASSA ESPECÍFICA APARENTE;
%V – PORCENTAGEM DE VAZIOS;
Massa unitária
3
2
1
0
0
20
40
44
48
% areia
52
56
60
100
80
60
40
20
0
% de vazios
massa unitária
% de vazios
FIGURA 15 – GRÁFICO DA CURVA DE COMPACIDADE DOS AGREGADOS.
83

5.1.4 Aditivo
As características do aditivo superplastificante utilizado nesta pesquisa foram
fornecidas pelo fabricante e se encontram na Tabela 14.
TABELA 14 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE.
Características do Aditivo Superplastificante
Ponto de ebulição Até 100 o C
Ponto de fusão NA
Densidade 20 o C = 1,23 g/cm 3
Densidade aparente NA
Pressão de vapor ND
Viscosidade 20 o C 30-50 cPs
Solubilidade (em água) 20 o C parcial
pH (sol. 10% v/v) 20 o C 8-10
Ponto de fulgor ND
Temperatura de ignição ND
Limites de explosão inferior ND
Limites de explosão superior ND
Decomposição térmica -
Reações perigosas Com materiais oxidantes
FONTE: Ficha de informação de segurança do produto SIKAMENT 300
LEGENDA: ND = Não disponível
NA = Não aplicável
84

5.1.5 Sílica Ativa
Os resultados dos ensaios de caracterização da sílica ativa estão apresentados na
Tabela 15. Também estão apresentados na Tabela 16, os dados dos ensaios de
caracterização do cimento e da sílica ativa.
TABELA 15 – DADOS DA CARACTERIZAÇÃO DA SÍLICA ATIVA.
Características
Módulo de Finura 10,622 cm 2 /g
Densidade Específica 2,16 g/ cm 3
Densidade Aparente 0,42 g/ cm 3
Umidade 0,56%
Perda ao Fogo 1,17%
Sílica Total (SiO2) 98,80%
Óxido de Cálcio (CaO) 0,21%
Óxido de Magnésio (MgO) 0,07%
TABELA 16 – RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO E DA SÍLICA ATIVA.
Ensaios Cimento Sílica Ativa
Início de pega 2 h e 49 min
Final de pega 4 h e 56 mm
Consistência normal 22,41 % de água
Massa específica 30,9 g/cm 3
Finura 200 5,6% 69,67%
Finura 325 19,3%
Superfície específica 3568 cm 2 /g
85

5.1.6 Água
Os resultados dos ensaios de caracterização da água oriunda da Itaipu
Binacional estão apresentados na Tabela 17.
ABNT.
TABELA 17 – QUALIDADE DA ÁGUA PARA PRODUÇÃO DO CONCRETO.
Requisitos Resultados
pH 7,10
Sólidos dissolvidos 30 mg/l
Sólidos em suspensão 11 mg/l
Sólidos totais 41 mg/l
Sulfatos 6,0 mg/l
Cloretos 4 mg/l
Os resultados obtidos no ensaio de caracterização da água atende às normas da
86

5.2 ENSAIOS NO CONCRETO FRESCO
5.2.1 Consistência
O ensaio de abatimento foi de fundamental importância na definição do melhor
traço de concreto. Verificou-se que nos concretos produzidos com o teor de pasta
considerado como ideal no ensaio, mesmo quando a relação água/cimento sofria
variações, a consistência não apresentava uma variação significativa. Estes CADs
quando comparados com o concreto convencional (CCV) não apresentaram valores
significativos de alteração de consistência, porém o CCV apresentou elevada
segregação, baixa plasticidade e trabalhabilidade.
O CAD apresentou alta coesão, pouca trabalhabilidade, baixa plasticidade,
dificuldade de aplicação, adensamento e acabamento superficial. Tais fatos são
decorrentes do elevado consumo de finos (cimento e sílica ativa) e da textura
superficial do agregado graúdo, de origem basáltica com forma lamelar e superfície
áspera, características estas bastante descritas na literatura (NEVILLE, 1997). Atribui-
se também ao aditivo superplastificante a alta coesão dos CADs. Na Tabela 18 são
mostrados os resultados da consistência dos concretos sem alteração do teor de pasta
das misturas.
TABELA 18 – ABATIMENTO DOS CONCRETOS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA DAS MISTURAS.
Mistura Abatimento (cm)
CCV 2,0
CAD 28 2,5
CAD 30 3
CAD 32 4,5
CAD 34 0
CAD 40 2
87

Na Figura 16, percebe-se que há pouca alteração nos valores de consistência
dos concretos com o incremento de aditivo e aumento de relação água/cimento, para
todas as misturas, quando comparadas com o CCV.
Abatimento (cm)
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
2
2,5
3
4,5
CCV CAD 28 CAD 30 CAD 32 CAD 34 CAD 40
Mistura
FIGURA 16 – CONSISTÊNCIA DOS CONCRETOS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA DAS MISTURAS.
Durante a confecção dos concretos, verificou-se que a mistura CAD 32
apresentava maior plasticidade que as demais. As superfícies dos topos dos corpos-de-
prova podiam ser acabadas com maior facilidade e qualidade.
A mistura CAD 34 não apresentou abatimento. Esse fato pode ser considerado
como um erro no proporcionamento dos materiais ou de execução do ensaio, pois para
esta relação água/cimento este concreto deveria apresentar um abatimento maior. Esse
fato comprova-se com o resultado obtido na mistura CAD 32 e CAD 40, as quais
apresentaram, respectivamente, 4,5 cm e 2 cm de abatimento.
Objetivando uma mistura mais trabalhável, adicionou-se à mistura do concreto
CAD 32 quatro teores de pasta diferentes, sendo estes: 0, 5, 10 e 15%, além do
determinado pelo ensaio de consistência normal.
Observou-se que os concretos com relação água cimento igual a 0,32, com o
uso de aditivo superplastificante, porém com um consumo de pasta no limite de 5%
além do determinado pelo ensaio de consistência normal, apresentaram pouca
0
2
88

trabalhabilidade e excessiva coesão. Já os concretos com porcentagem de pasta
superior a 10% da determinada pelo ensaio apresentaram um abatimento elevado, com
boa trabalhabilidade e uma coesão não muito acentuada. Os concretos com15 % a mais
de pasta apresentaram elevadíssimo abatimento, apresentando início de segregação dos
materiais. Essa segregação é devida ao aumento do teor de argamassa da mistura. Na
Tabela 19, são apresentados os resultados obtidos no ensaio de consistência das
misturas com variação no teor de pasta. Notam-se valores bem mais elevados para o
CAD 32 10 e CAD 32 15.
TABELA 19 – ABATIMENTO DOS CONCRETOS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA DAS MISTURAS.
Mistura Abatimento (cm)
CAD 32 0 3
CAD 32 5 4
CAD 32 10 20,5
CAD 32 15 25,3
No gráfico da Figura 17, verifica-se que com o incremento de pasta nas
misturas houve um aumento muito significativo da consistência. Isso reforça o fato de
que as quantidades relativas de pasta e de agregado graúdo influenciam na consistência
dos concretos.
Abatimento (cm)
30
25
20
15
10
5
0
3
4
20,5
25,3
0 1 2 3 4 5
Mistura
FIGURA 17 – ABATIMENTO DOS CONCRETOS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA DAS MISTURAS.
89

Na Figura 17 pode-se verificar a grande variação do abatimento com o aumento
do teor de pasta das misturas. Quando esse aumento é de apenas 5% a variação do
abatimento é pequena, porém aumentando-se esse teor para 10% há uma grande
variação do abatimento da mistura, alterando também as propriedades de coesão e
trabalhabilidade. Quando adicionados 15% de pasta à mistura, nota-se que o
abatimento não tem um aumento significativo, quando comparado com um teor de
pasta de 10%, porém a coesão é bem reduzida e a mistura apresenta início de
segregação.
A variação do abatimento dos concretos, com e sem aumento de pasta, pode ser
melhor visualizada nas Figuras 18 e 19. No Anexo 3, é mostrado o ensaio de
determinação de consistência de outras misturas.
FIGURA 18 – ABATIMENTO DA MISTURA SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA (CAD 32).
90

FIGURA 19 – ABATIMENTO DA MISTURA COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA (CAD 32 15).
5.2.2 Teor de Ar Incorporado
Quando se trabalha com aditivo superplastificante na confecção dos concretos,
existe uma preocupação muito grande com o teor de ar incorporado nas misturas. Em se
tratando de um concreto com elevada resistência à abrasão, esta preocupação aumenta
consideravelmente. Procurou-se determinar o melhor concreto resistente à abrasão, ou
seja, o mais compacto com menor volume de vazios. Sabe-se que os CADs apresentam
maior teor de ar incorporado que os CCVs, porém, pelo ensaio de ar incorporado o CCV
apresentou um teor de 3%. Esse valor elevado é decorrente da dificuldade de
adensamento deste concreto, que deixou um volume de vazios, também elevado, entre
os agregados graúdos durante o adensamento, decorrente da pequena quantidade de
pasta e baixa relação água/cimento, que reduziram a trabalhabilidade da mistura. O
Anexo 4 traz as tabelas com os dados dos ensaios do teor de ar incorporado.
91

O CAD 32 apresentou menor teor de ar incorporado durante a mistura,
conforme pode ser verificado na Figura 20. O material possui uma maior compacidade
e conseqüentemente elevada resistência à abrasão, comparada às demais misturas
efetuadas.
Teor de ar incorporado (%)
3,5
3
2,5
2
1,5
1
3
2,45
CCV CAD
28
2,95
CAD
30
Mistura
FIGURA 20 – TEOR DE AR INCORPORADO DOS CONCRETOS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
1,4
CAD
32
1,78
CAD
34
1,8
CAD
40
Para as misturas com alteração da pasta, o teor de ar teve pequenas alterações e
um pequeno aumento com o incremento de pasta à mistura. Com a mistura CAD 32 15
foi obtido o ponto máximo do teor de ar incorporado. Tal fato é devido ao elevado teor
de aditivo da mistura. A mistura CAD 32 0 determinou o ponto mínimo. Nas demais
misturas, CAD 32 5 e CAD 32 10, o teor de ar manteve-se praticamente igual. O
aumento do teor de ar incorporado nas misturas é maior quanto maior o volume de
pasta e, conseqüentemente, tem-se aumento do teor de aditivo superplastificante. Foi
detectada uma tendência linear com o incremento da pasta, conforme visualizado no
gráfico da Figura 21.
92

Teor de ar incorporado (%)
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
1,6
2,1
0 1 2 3 4 5
Mistura
FIGURA 21 – TEOR DE AR INCORPORADO DOS CONCRETOS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
5.2.3 Massa Específica
A massa específica real dos CADs é um pouco maior que a massa específica do
concreto convencional. Essa afirmação é confirmada na Figura 22, onde o CAD
apresentou valores superiores de massa específica em relação ao CCV. Essa diferença
do valor da massa específica do CCV e do CAD, ambos confeccionados com os
mesmos materiais, é devido ao CAD possuir sílica ativa, teores mais altos de cimento e
menos água na sua mistura.
Massa específica (Kg/dm3)
2,58
2,56
2,54
2,52
2,5
2,48
2,46
2,44
2,42
2,4
2,46
2,5
2,56
2,3
2,53
3,5
2,51
2,57
CCV CAD 28 CAD 30 CAD 32 CAD 34 CAD 40
Mistura
FIGURA 22 – MASSA ESPECÍFICA DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DA PASTA.
93

Com a alteração do teor de pasta, a massa específica dos concretos mostrou
ligeira elevação. No gráfico apresentado na Figura 23 são mostradas as alterações da
massa específica em função do teor de pasta das misturas de CAD.
Massa específica (Kg/dm3)
2,62
2,6
2,58
2,56
2,54
2,52
2,5
2,48
2,54
2,53
2,6
2,55
CAD 32 0 CAD 32 5 CAD 32 10 CAD 32 15
Mistura
FIGURA 23 – MASSA ESPECÍFICA DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DA PASTA
5.2.4 Teor de Ar x Massa Específica
No gráfico da Figura 24, são apresentados os resultados comparativos entre a
massa específica e o teor de ar incorporado das misturas sem alteração do teor de
pasta, confirmando as afirmações encontradas nas bibliografias (AÏTCIN, 2000).
Verifica-se uma linearidade nos resultados de massa específica, enquanto que para os
teores de ar há uma grande variação dos resultados. A mistura CAD 32 apresenta uma
discrepância maior dos resultados.
94

3,5
3
2,5
2
1,5
1
CCV CAD 28 CAD 30 CAD 32 CAD 34 CAD 40
Misturas
Massa Específica Kg/dm3
Teor de ar %
Linear (Massa Específica
Kg/dm3)
Linear (Teor de ar %)
FIGURA 24 – MASSA ESPECÍFICA E TEOR DE AR INCORPORADO: MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DE PASTA.
Na Figura 25 é mostrado o gráfico das misturas com alteração de pasta para as
propriedades de massa específica e ar incorporado. Observa-se que a massa específica
praticamente se manteve constante sem tendência à diminuição, enquanto que o teor
de ar incorporado teve um aumento com o acréscimo de pasta. Este fato está de acordo
com a literatura (AÏTCIN, 2000). O teor de ar é pequeno para corresponder a grandes
alterações na massa específica.
No gráfico, verifica-se que para o incremento de pasta de 0 a 5% e 5 % a 10% o
teor de ar teve uma variação positiva de 0,2% e a massa específica uma variação
negativa de 0,07 kg/dm 3 . Já para o intervalo do teor de pasta de 10% a 15% a variação
do teor de ar foi de 1,2% e a variação da massa específica foi de apenas 0,05 kg/dm 3 .
95

4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
CAD 32 0 CAD 32 5 CAD 32 10 CAD 32 15
Misturas
Massa Específica kg/dm3,
Ar incorporado %,
Linear (Massa Específica
kg/dm3,)
Linear (Ar incorporado %,)
FIGURA 25 – MASSA ESPECÍFICA E TEOR DE AR INCORPORADO: MISTURAS COM ALTERAÇÃO DE
PASTA.
96

5.3 ENSAIOS NO CONCRETO ENDURECIDO
Objetivando validar a pesquisa e estender as informações quanto a resistência
mecânica dos concretos produzidos, desenvolveu-se para todas as misturas, no estado
endurecido, os ensaios de compressão axial simples, módulo de elasticidade,
resistência à abrasão e resistência à tração por compressão diametral. Para avaliar a
resistência de aderências das misturas, realizou-se o referido ensaio em laboratório,
somente nos concretos com variação do teor de pasta.
5.3.1 Resistência à Compressão
A resistência à compressão do CCV obtida aos 28 dias, apresentou ótimos
resultados, chegando a alcançar 40,5 MPa. Tal fato decorre da baixa relação
água/cimento empregada na confecção da mistura, do alto teor de cimento e alta
compacidade da pasta. Observou-se que, para o CAD 28, a resistência à compressão
teve um aumento de 8,3% com relação ao CCV. Para as demais misturas a resistência
à compressão apresentou variação muito discrepante, conforme mostrado na Figura 26.
O incremento de aditivo na confecção do CAD, quando comparado com o CCV,
possibilitou a redução da relação água/cimento com um considerável aumento da
resistência à compressão. Na Figura 26, observa-se que as misturas apresentaram um
pico de resistência, centrado na mistura CAD 32. Percebe-se que ao aumentar a
relação água/cimento das misturas do CAD de 0,32 para 0,34 e 0,40 a resistência à
compressão teve uma queda de 17,12% e 54,3% respectivamente.
97

Resistência à compressão (MPa)
70
60
50
40
30
20
10
0
CCV 32 CAD 28 CAD 30 CAD 32 CAD 34 CAD 40
Mistura
3 dias
7 dias
28 dias
FIGURA 26 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
Analisando o respectivo gráfico, verifica-se que para uma mesma relação
água/cimento, no caso CCV 32 e CAD 32, a resistência à compressão teve um
aumento muito significativo, cerca de 33%. Esse aumento é explicado pela utilização
no CAD 32 de sílica ativa e aditivo superplastificante, onde a primeira, por ser um
material muito fino, age como efeito fíler, preenchendo os vazios do concreto,
aumentando sua compacidade e conseqüentemente sua resistência mecânica. O aditivo
superplastificante proporcionou à mistura uma trabalhabilidade igual ao concreto sem
aditivo, mas vale observar que o CAD possui um teor de fino maior que o CCV,
demandando uma maior quantidade de água para a obtenção da mesma
trabalhabilidade do CCV. Logo, o aditivo superplastificante auxiliou na obtenção da
trabalhabilidade do CAD 32, agindo como um aditivo redutor de água conferindo o
aumento da resistência.
Fazendo a análise da superfície de fratura destas misturas pode-se perceber uma
diferença na forma de ruptura entre o CCV e as misturas do CAD. Analisando a
superfície de fratura do CCV 32, o rompimento ocorreu, em grande parte, na interface
agregado/pasta, enquanto que no CAD a ruptura se deu no agregado, na pasta de
cimento e na interface agregado/pasta. Esse fato confirma o fortalecimento da pasta de
cimento nas misturas de CAD, decorrente da adição da sílica ativa aos concretos,
98

afirmação muito evidenciada nas bibliografias (NEVILLE, 1997 e AÏTCIN, 2000).
Partindo para a análise das misturas de CAD 32 com alteração do teor de pasta,
observa-se que para o incremento de pasta há um pequeno aumento da resistência à
compressão em todas as idades, conforme mostrado na Figura 27.
Resistência à Compressão (MPa)
65
60
55
50
45
40
35
30
CAD 32 0 CAD 32 5 CAD 32 10 CAD 32 15
Mistura
3 dias
7 dias
28 dias
FIGURA 27 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
Porém, o fator preponderante nesta análise é a consistência da mistura em
função da resistência à compressão. Pelo gráfico da Figura 28 observa-se que em
ambos os parâmetros analisados, os resultados foram melhores no CAD 32 10 e CAD
32 15, sendo a resistência à compressão em torno de 60,6 Mpa e 62,8 MPa, e a
consistência de 205 mm e 253 mm, respectivamente. Percebe-se que para a mistura
CAD 32 15 o incremento de resistência é muito pequeno quando comparado com a
mistura CAD 32 10, porém, verificando-se a propriedade de consistência, este
concreto apresentou início de segregação e elevada fluidez, não sendo recomendado
seu uso para reparos em estruturas de concreto sujeitas ao desgaste superficial.
99

70
60
50
40
30
20
10
0
3
61,4 60,5 60,6
4
Consistência (cm)
Resistência à Compressão (Mpa)
CAD 32 0 CAD 32 5 CAD 32 10 CAD 32 15
Misturas
FIGURA 28– RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM FUNÇÃO DA CONSISTÊNCIA: MISTURAS COM
ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
O concreto com incremento de 5% de pasta, o CAD 32 5 apresentou ótima
resistência à compressão 60,5 MPa. Quanto ao quesito de trabalhabilidade, o CAD 32
5 não atendeu as expectativas, apresentou consistência muito seca, em torno de 40
mm, possuindo dificuldade de adensamento e acabamento superficial. A mesma
análise é válida para a mistura CAD 32 0.
Na Figura 29 é mostrada a superfície de fratura de um corpo-de-prova à
compressão aos 28 dias de idade, da mistura CAD 32 10%. Pode-se perceber que o
rompimento se deu no agregado graúdo, na interface agregado graúdo x pasta e na
pasta de cimento.
20,5
25,3
62,8
100

FIGURA 29 – ENSAIO À COMPRESSÃO AXIAL SIMPLES DA MISTURA CAD 32 10.
5.3.2 Resistência à Tração
A determinação da resistência à tração por compressão diametral é um modo
indireto de se determinar à resistência à tração dos concretos. Para o CAD essa
propriedade pode ser determinada pelo ensaio de compressão diametral sem maiores
dificuldades, visto que podem ser usados os mesmos dispositivos de ensaio do CCV. A
determinação de uma relação entre resistência à tração e resistência à compressão no
CAD é um tanto difícil de ser obtida. Esse fato é devido às misturas dos CADs
possuírem uma variação muito grande da relação água/cimento e de resistência à
compressão.
No gráfico da Figura 30 pode se observar a variação da resistência à tração do
CAD e, quando comparada com a resistência à compressão (já mostrada na Figura 26),
a relação resistência à tração/resistência à compressão geralmente não atende à relação
válida para o concreto convencional, onde a resistência à tração corresponde em média
101

a um décimo da resistência à compressão axial. Para o CAD essa relação varia em
escala muito grande e, afirmar que a resistência à tração vale um décimo da resistência
à compressão pode incorrer em um erro de determinação, o que confirma as
informações já discutidas nas literaturas de CAD (AÏTCIN, 2000; DAL MOLIN 1995,
AMARAL FILHO, 2000).
Resistência à tração (MPa)
4,8
4,6
4,4
4,2
4
3,8
3,6
3,4
3,2
3
3,92
4,05
3,59
4,16
4,41
CCV 32 CAD 28 CAD 30 CAD 32 CAD 34 CAD 40
Mistura
FIGURA 30 – RESISTÊNCIA À TRAÇÃO: MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
Para as misturas com alteração do teor de pasta, como mostrado no gráfico da
Figura 31, não se tem uma correlação entre o incremento de pasta e o incremento de
resistência à tração. Na Figura 32 é mostrada a disposição de um dos corpos-de-prova
submetidos ao ensaio de resistência à tração por compressão diametral.
3,54
102

Resistência à tração (MPa)
5,5
5
4,5
4
3,5
3
4,78
3,78
4,6
4,67
CAD 32 0 CAD 32 5 CAD 32 10 CAD 32 15
Mistura
FIGURA 31 – RESISTÊNCIA À TRAÇÃO: MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
FIGURA 32 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO.
103

5.3.3 Módulo de elasticidade
Para as misturas confeccionadas, o módulo de elasticidade dos CADs teve o
mesmo desempenho que os apresentados na literatura (NEVILLE, 1997; ANDRIOLO,
1984 E TORALLES CARBONARI, 1996). Percebe-se pelo gráfico da Figura 33 que o
módulo de elasticidade é menor para o CAD quando este é comparado com o CCV.
Tal fato é devido ao CAD possuir uma alta rigidez, ocasionando um módulo de
deformação com intensidade menor. Pela análise do módulo de elasticidade médio dos
CADs (36939 MPa) com um desvio padrão de 7073 (MPa), quando este é comparado
com o CCV, verificou-se uma queda de 22,7% da sua intensidade.
A mistura CAD 30 apresentou um pico de mínimo em torno de 62% do valor do
módulo de elasticidade do CCV. Esse valor discrepante não definiu com clareza o real
valor do módulo de elasticidade desta mistura. Podem estar associados a esse resultado
,alguns erros de determinação como falhas nos equipamentos de leitura, não aferição
dos relógios comparadores e ou, até mesmo, influência do operador.
Módulo de Elasticidade aos 28 dias (MPa)
50000
40000
30000
20000
47780
42823
29653
35496
47681
42541
CCV 32 CAD 28 CAD 30 CAD 32 CAD 34 CAD 40
Mistura
FIGURA 33 – MÓDULO DE ELASTICIDADE: MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DA PASTA.
104

O gráfico da Figura 33 também apresenta um ponto de máximo situado na
mistura CAD 34, cujo valor quase se assemelha ao CCV, ficando apenas 0,2% abaixo
do seu valor máximo. Nenhum fator foi atribuído a esta elevação, pois comparado com
os demais traços não houve variações perceptíveis na composição para esse aumento
tão significativo.
Na Figura 34 é mostrado um corpo-de-prova da mistura CAD 32, sendo
submetido ao ensaio de módulo de elasticidade. Para essa determinação, usou-se
somente relógios comparadores.
FIGURA 34 – ENSAIO DE MÓDULO DE ELASTICIDADE.
Para as misturas com alteração do teor de pasta, conforme gráfico apresentado
na Figura 35, o módulo de elasticidade apresentou valores menos discrepantes do que
para as misturas sem alteração do teor de pasta. O CAD 32 5 representa o ponto de
máximo com 4,36% acima da média, e a mistura CAD 32 10 apresentou o ponto de
mínimo com 6,94% abaixo da média.
105

Módulo de Elasticidade ao 28 dias(MPa)
60000
50000
40000
30000
20000
51042
52426
48789 48312
CAD 32 0 CAD 32 5 CAD 32 10 CAD 32 15
Mistura
FIGURA 35 – MÓDULO DE ELASTICIDADE: MISTURAS COM ALTERAÇÃO DA PASTA.
Os resultados do módulo de elasticidade das misturas com alteração de pasta
não alteraram em função do incremento de pasta.
5.3.4 Resistência à Abrasão
Com base nos resultados e dados da literatura (AMARAL FILHO, 2000), pode-
se afirmar que o CAD é mais resistente à abrasão que o CCV. O gráfico da Figura 36
deixa bem explícita essa afirmação. Para o CCV obteve-se um desgaste abrasivo de
4,9%, enquanto para a mistura CAD 28, de valor mais elevado, apresentou um
desgaste de 2,93% totalizando, 1,97% de diferença.
106

Perda de massa (%)
6
5
4
3
2
1
0
4,9
2,93
2,5
1,3
1,78 1,9
0 2 4 6 8
Mistura
FIGURA 36 – PERDA DE MASSA DAS MISTURAS SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
A mistura CAD 32 apresentou menor desgaste superficial, e foi a escolhida para
a análise com alteração do teor de pasta, pois o intuito maior deste trabalho
compreendia a determinação de um concreto resistente à abrasão, o que fez esta
característica ser preponderante na análise prévia dos resultados deste experimento. O
fato desta mistura ter apresentado menos desgaste superficial, 1,25% abaixo da média,
está intimamente ligado à compacidade da pasta bem como ao melhor
proporcionamento dos materiais. Vale lembrar que esta mistura apresentou resultados
satisfatórios no que tange a resistência à compressão e consistência.
Pelos resultados obtidos, notou-se que a resistência à abrasão do CAD parece
não ter sofrido influência da relação água/cimento, mas, como descrito no parágrafo
anterior, a um melhor proporcionamento dos materiais.
Um ponto de análise importante é a influência da sílica ativa na resistência à
abrasão dos concretos. Comparando-se os resultados das misturas de mesma relação
água/cimento CCV 32 (sem sílica ativa) e CAD 32 (com sílica ativa), fica bem nítida a
influência desta adição na resistência à abrasão dos concretos. Sua presença no
concreto analisado aumentou em 37,6% a resistência ao desgaste superficial.
AMARAL FILHO (1997), afirmou que a sílica ativa aumenta a compacidade dos
concretos e conseqüentemente a durabilidade dos mesmos.
Para as misturas com alteração do teor de pasta os valores de resistência à
abrasão tiveram pequenas variações com o incremento de pasta, conforme Figura 37.
107

A mistura CAD 32 10 teve o menor desgaste abrasivo correspondendo a 13% abaixo
do valor médio, sendo o valor médio 1,295%. As demais misturas apresentaram uma
leve tendência na redução da resistência à abrasão com o incremento do teor de pasta.
A maior variação obtida para estas três misturas foi a do CAD 32 15, que obteve uma
redução de resistência de 9,1 % com relação ao valor médio.
Perda de massa (%)
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1
0,9
0,8
1,37
1,42
0,96
1,43
0 1 2 3 4 5
Mistura
FIGURA 37 – PERDA DE MASSA DAS MISTURAS COM ALTERAÇÃO DO TEOR DE PASTA.
A Figura 38 apresenta dois corpos-de-prova submetidos ao ensaio de resistência
à abrasão. O espécime da direita corresponde ao CCV e o da esquerda ao CAC 32 10,
pela figura percebe-se o nível do desgaste apresentado pelas duas misturas. Fica claro
que o CAD apresenta maior resistência à abrasão que o CCV.
FIGURA 38 – CORPOS-DE-PROVA COM A SUPERFÍCIE DESGASTADA NO ENSAIO DE ABRASÃO.
108

A Figura 39 mostra vários corpos-de-prova após o ensaio de abrasão. Os demais
exemplos dos ensaios, bem como as tabelas dos resultados, encontram-se no Anexo 5.
FIGURA 39 – CORPOS-DE-PROVA DESGASTADOS POR ABRASÃO.
5.3.5 Resistência de Aderência
Para esta propriedade do CAD no estado endurecido, foram analisadas somente
as misturas com alteração de pasta, variando o acabamento da superfície a ser
reparada. Verificou-se a influência da superfície de reparo na resistência de aderência.
Os resultados obtidos comprovam que quanto mais rugosa for a superfície a ser
reparada maior a resistência de aderência.
Verificou-se que o incremento de pasta não proporciona um mesmo incremento
de resistência de aderência. A Figura 40 mostra que a mistura CAD 32 10 possui maior
resistência de aderência num total de 14% acima da média e, a mistura de valor
mínimo, CAD 32 15 apresentou um valor de 19,4% abaixo da média.
109

Resistência de aderência média (MPa)
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
CAD 32 0 CAD 32 5 CAD 32 10 CAD 32 15
Corpos de prova
FIGURA 40 – VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA PARA SUPERFÍCIE NÃO PREPARADA.
Com os dados obtidos para as misturas, aplicadas sem o preparo da superfície,
não foi possível obter um parâmetro confiável da influência do incremento de pasta na
resistência de aderência.
Fazendo a análise dos resultados médios das misturas aplicadas em superfícies
preparadas, os dados convergiram para resultados semelhantes aos encontrados nas
misturas aplicadas com a superfície não preparada. Porém, o incremento de resistência
de aderência foi muito maior para essas misturas. Como pode se visto na Figura 41, a
mistura CAD 32 10 apresentou os melhores resultados, com uma resistência superior a
13% dos resultados médios e a mistura CAD 32 15 apresentou uma redução de
resistência, com base nos valores médios, de 10,3%.
110

Resistência de aderência média (MPa)
12
10
8
6
4
2
0
CAD 32 0 CAD 32 5 CAD 32 10 CAD 32 15
Tipo do Concreto
FIGURA 41 – VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA PARA SUPERFÍCIE PREPARADA.
Fazendo uma associação entre os dados das duas análises, nota-se que a mistura
CAD 32 10 é ponto de pico do teor de pasta a ser incrementado nas misturas, pois,
para misturas com menor ou maior teor de pasta, os resultados em termos de
resistência de aderência são inferiores a esta.
Fazendo uma análise da forma de ruptura apresentada pelo ensaio de
arrancamento em cada mistura, notou-se que a grande maioria das misturas, em torno
de 65%, sofreram rompimento no CAD e os outros 35% apresentaram ruptura na base
com CAD, conforme é mostrado nas Tabelas 20 e 21, analisando os dois tipos de
superfície: não preparada e preparada, respectivamente.
TABELA 20 – DADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA COM SUPERFÍCIE NÃO PREPARADA.
Mistura Amostra I Amostra II Amostra III Amostra IV Amostra V Média
Ruptura CAD CAD CAD CAD CAD
CAD 32 0 6,89 6,98 7,05 7,29 7,65 7,2
Ruptura B/C B/C B/C B/C B/C
CAD 32 5 5,05 5,71 6,03 6,6 8,22 6,3
Ruptura B/C CAD CAD CAD B/C
CAD 32 10 7,04 7,05 7,2 7,54 8,55 7,5
Ruptura CAD CAD CAD CAD CAD
CAD 32 15 4,44 4,62 4,66 6,04 6,98 5,3
Legenda: CAD = ruptura ocorreu no CAD
B/C = ruptura ocorreu na base com o CAD
111

TABELA 21 – DADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA COM SUPERFÍCIE PREPARADA.
Mistura Amostra I Amostra II Amostra III Amostra IV Amostra V Média
Ruptura CAD CAD CAD CAD CAD
CAD 32 0 7,27 8,1 9,25 9,3 10,25 8,834
Ruptura B/C B/C B/C B/C B/C
CAD 32 5 7,56 9,55 9,84 9,98 10,55 9,496
Ruptura B/C CAD CAD CAD B/C
CAD 32 10 9,01 9,98 10,62 10,95 11,93 10,498
Ruptura CAD CAD CAD CAD CAD
CAD 32 15 7,33 7,85 8,09 8,29 10,11 8,334
Legenda: CAD = ruptura ocorreu no CAD
B/C = ruptura ocorreu na base com o CAD
Na Figura 42, são mostrados alguns corpos-de-prova da mistura CAD 32 15
com superfície preparada. No Anexo 6, são apresentadas outras figuras dos
procedimentos e da execução deste ensaio.
FIGURA 42 – ENSAIO DE ARRANCAMENTO: MISTURA CAD 32 15.
Com relação à forma de rompimento, quando este acontecia na base com CAD,
a primeira impressão é que este concreto possuía um elo muito fraco entre o reparo e a
base. Porém, nota-se que para a mistura CAD 32 10 ocorreram rompimentos na
112

interface CAD/base. Por outro lado, esta mistura apresentou os valores mais altos de
resistência de aderência. Atribuiu-se esse fato a alta resistência deste concreto, ou
ainda, a um erro de execução do reparo ou do ensaio.
No gráfico da Figura 43 são apresentados todos os resultados do ensaio de
resistência de aderência das misturas aplicadas na superfície não preparada e, no
gráfico da Figura 44, são apresentados os dados das misturas aplicadas em superfície
preparada. Estes dados confirmam que a mistura CAD 32 10, para ambos os casos,
apresentou maior desempenho de aderência e a mistura CAD 32 15 os piores valores.
Resistência de Aderência (MPa)
10
9
8
7
6
5
4
3
I II III IV V
Ciclo do ensaio
I 32 0
I 32 5
I 32 10
I 32 15
FIGURA 43 - RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA PARA SUPERFÍCIE NÃO PREPARADA.
Para as superfícies preparadas, o incremento de resistência foi de 29,3%. Um
valor muito superior ao da superfície sem preparo, confirmando que quanto mais
rugosa ou áspera for a superfície a ser reparada maior a resistência de aderência do
concreto novo ao concreto velho.
113

Resistência de aderência (Mpa)
14
12
10
8
6
4
2
0
I II III IV V
Ciclo do ensaio
I 32 0
I 32 5
I 32 10
I 32 15
FIGURA 44 – RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA PARA SUPERFÍCIE PREPARADA.
Na Figura 45, é apresentado o aparelho de ensaio de arrancamento ou de
aderência, colocado sobre a laje de ensaio, pronta para fazer o arrancamento de um dos
corpos-de-prova da mistura CAD 32 0 com superfície não preparada.
FIGURA 45 – RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA: EXECUÇÃO DO ENSAIO.
O ensaio de aderência confirmou a mistura CAD 32 10 como a melhor dentre as
quatro analisadas neste estudo, sendo que a superfície preparada apresentou melhores
resultados.
114

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Esta pesquisa teve como objetivo estudar um CAD que ofereça alta resistência à
abrasão para uso em reparos de estruturas hidráulicas de concreto sujeitas ao desgaste
superficial.
Segue abaixo as conclusões da pesquisa, as quais devem ser tomadas de forma
indicativa, pois se referem a resultados obtidos com materiais qualificados com
características específicas e com técnicas detalhadas na pesquisa experimental.
6.1 CONCLUSÃO
Observando os dados apresentados no Capítulo 5, pode-se tirar algumas
conclusões sobre concretos de alto desempenho para utilização, como reparo, em
estruturas de concreto sujeitas ao desgaste superficial.
que:
Analisando a influência da sílica ativa na composição do CAD, foi observado
- esta aumentou a resistência de aderência; e
- demandou mais água para a mistura, e também observou-se melhora nas
propriedades mecânicas com o seu incremento.
115

6.1.1 Teor de Pasta
A variação do teor de pasta das misturas proporcionou uma variação muito
grande em algumas propriedades dos concretos. Durante os ensaios e determinação da
pesquisa experimental, procurou-se avaliar essas alterações para que as mesmas
viessem a contribuir da forma mais correta possível nos resultados finais. Abaixo são
apresentadas algumas considerações:
- foi observado que o incremento de teor de pasta influencia na
trabalhabilidade das misturas;
- quanto maior o incremento de pasta maior o incremento de consistência;
- misturas com elevado teor de pasta apresentaram segregação;
- misturas com teor de pasta de 15%, além do determinado pelo ensaio de
consistência normal, não apresentaram resultados satisfatórios de
resistência à abrasão e aderência;
- para o traço estudado, o teor de pasta determinado como ideal pelos
ensaios, não ofereceu trabalhabilidade satisfatória para as misturas;
- para as propriedades de resistência à abrasão, aderência, compressão e
consistência, a mistura CAD 32 10 apresentou melhores resultados;
- para a propriedade de aderência, por si só, não se pode confirmar a
influência do teor de pasta das misturas.
116

6.1.2 Resistência à Abrasão
- A resistência à abrasão do CAD resultou mais elevada que a do concreto
convencional, fato já descrito nas literaturas consultadas;
- A sílica ativa influenciou positivamente na resistência à abrasão;
- a resistência à abrasão foi mais elevada para os concretos com maior
resistência à compressão, fato também constatado na literatura pesquisada;
- o incremento do teor de pasta não alterou significativamente a resistência à
abrasão dos CADs;
- a relação água/cimento afetou a resistência à abrasão, porém o melhor
compromisso foi com a mistura “ideal” dos materiais;
- para misturas com baixa relação água/cimento, a resistência à abrasão foi
baixa devido à dificuldade de adensamento e acabamento superficial;
- para misturas com relação água/cimento superior a 0,32 a resistência à
abrasão diminuiu;
- não se pode afirmar que com a redução ou aumento da relação
água/cimento das misturas, a resistência à abrasão sofreu variações nas
mesmas proporções;
- a mistura CAD 32 10 apresentou excelentes resultados de resistência à
abrasão;
117

6.1.3 Resistência de Aderência
Nesta etapa procurou-se avaliar, pelo ensaio de arrancamento, qual a mistura
que apresentava resultados mais satisfatórios quanto à aderência tanto em superfície
lisa como em superfície preparada, avaliando-se a viabilidade e o incremento de
resistência para ambos os casos.
Os resultados obtidos revelaram:
6.1.4 Ensaios
- a influência do acabamento da superfície de aplicação do reparo afetou os
resultados de resistência de aderência, sendo maiores para superfícies,
onde antes de se efetuar o reparo, fez-se um preparo deixando a mesma o
mais rugosa ou áspera possível;
- o incremento do teor de pasta não influenciou nos resultados da resistência
de aderência;
- a mistura CAD 32 10, para as duas superfícies estudas, apresentou os
maiores resultados;
- a mistura CAD 32 15, para as duas superfícies estudadas, apresentou os
piores resultados;
- para a superfície preparada o incremento de resistência, com base nos
valores médios, foi de 29,3% com relação à superfície não preparada.
Verificou-se que o ensaio de resistência à abrasão não reproduziu com grande
precisão a situação real, muitas vezes apresentando resultados incorretos ou
incoerentes. Em virtude disso, muitos ensaios foram repetidos a fim de confirmar
dados citados na bibliografia.
118

Para o ensaio de aderência, o método é simples e o equipamento para a sua
execução é muito prático e funcional. Um dos pontos que futuramente poderia ser
analisado é a influência do operador com relação à velocidade de aplicação de carga e
a influência do tipo de fixação da pastilha do equipamento na superfície estudada.
Em função dos dados, pode-se afirmar que o CAD 32 10 é um concreto
resistente à abrasão e apresenta ótima resistência de aderência ao substrato,
principalmente se a superfície a ser reparada não for totalmente lisa, podendo ser
aplicado em reparos estruturais com estruturas sujeitas ao desgaste abrasivo.
6.2 SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS
Com base nas observações obtidas no desenvolvimento da pesquisa, o Autor
apresenta algumas sugestões para futuras pesquisas:
- efetuar um estudo “in loco” a fim de confirmar os resultados obtidos em
laboratório;
- avaliar o desempenho de outros traços de CAD para estruturas sujeitas ao
desgaste superficial;
- desenvolver métodos de ensaio de resistência à abrasão, que se
reproduzam de forma mais real o desgaste superficial do que o método
estudado;
- avaliar a influência de outros teores de pasta nas misturas;
- avaliar a influência dos agregados na resistência à abrasão das estruturas
hidráulicas.
119

7 GLOSSÁRIO
Abatimento – Ensaio normalizado para a determinação da medida da consistência do
concreto fresco. Permite verificar se não há excesso ou falta de água no concreto.
Abrasão - É a ação de desgaste do material por fricção. No caso de estruturas
hidráulicas é causada pela dinâmica do fluxo da água (GLOSSÁRIO DE GEOLOGIA,
1979).
Abrasivo – Material que produz desgaste por choque ou atrito.
Absorção – O processo pelo qual um líquido penetra e tende a preencher os poros
permeáveis de um corpo sólido poroso; o aumento de peso de um corpo sólido poroso,
decorrente da penetração de um líquido em seus poros permeáveis.
Adensamento – Processo manual ou mecânico para compactar uma mistura de
concreto no estado fresco, com o intuito de eliminar vazios internos da mistura (bolhas
de ar) ou facilitar a acomodação do concreto no interior das fôrmas.
Aderência – A ligação ou fixação do concreto ou argamassa à armadura ou à outra
superfície contra a qual é colocado; inclui o atrito devido à retração e a cisalhamento
longitudinal no concreto causado pelas saliências da armadura; a ligação da pasta de
cimento com o agregado.
Aditivo – Termo, freqüentemente utilizado como sinônimo para outros materiais, que
não água, agregados ou cimento hidráulico, usados como um componente de concreto
ou argamassa e adicionados ao mesmo, durante ou imediatamente antes da mistura.
Aglutinante – Materiais ligantes, como cimentos, produtos de cimento ou cal, ou
materiais silicosos reativos; os tipos de cimentos e condições de cura comandam os
vários tipos de ligantes; materiais tais como asfalto, resinas e outros que se constituam
na matriz de concreto, argamassas e caldas.
Agregado – Material granular, tal como a areia, cascalho, pedra britada e escória de
alto-forno, usado com um meio aglomerante para constituir o concreto ou argamassa.
Agregado graúdo – Agregado retido na peneira n.º 4 (abertura 4,8 mm).
120

Agregado miúdo – Agregado passante pela peneira n.º 4 (4,8 mm) e
predominantemente retido na peneira n.º 200 (abertura 0,075 mm).
Agregado reativo – Agregado contendo substâncias capazes de reagir quimicamente
com os produtos de solução ou hidratação do cimento Portland no concreto ou
argamassa, sob condições normais de exposição, resultando em alguns casos em
expansões nocivas ou fissuras.
Água de mistura – A água na mistura fresca de concreto, argamassa, excluindo-se a
água de absorção dos agregados.
Agulha de Vicat – Agulha padronizada para determinar a pega de cimentos
hidráulicos.
Álcalis – Sais de metais alcalinos, principalmente sódio e potássio, sendo
normalmente expressos na análise química pelos óxidos de Na2O e K2O.
Amostra – Porção, fragmento ou unidade de um produto natural ou fabricado,
utilizado para determinar sua natureza, qualidade ou tipo.
Aparelho de Blaine – Permeabilímetro de ar para a medida da área superficial de
materiais finos, tais como cimento e outros.
Aparelho de Vicat – O dispositivo de penetração usado para ensaiar cimentos
hidráulicos e materiais similares.
Apiloamento – A operação de compactar o concreto fresco recém lançado, pelo uso
de um soquete.
Ar incorporado – Bolhas microscópicas de ar, aproximadamente esféricas,
intencionalmente incorporadas, normalmente pelo uso de um aditivo, ao concreto ou
argamassa durante a mistura; com diâmetro entre 10 a 100 μm (micrômetros).
Área de aderência – A área de interface entre dois elementos pela qual a ligação se
desenvolve ou pode se desenvolver, como ocorre entre o concreto e as barras da
armadura.
Área específica – Também designada, inadequadamente, superfície específica. A área
superficial das partículas, ou de vazios de ar, como ocorre entre o concreto e as barras
121

de armadura.
Argamassa – A mistura de pasta de cimento e agregado miúdo; no concreto fresco, é
o material que ocupa os vazios entre as partículas do agregado graúdo; nas edificações
a argamassa pode ser constituída por cimento, cal (e possivelmente outros aditivos),
água, para dar trabalhabilidade e plasticidade desejada.
Bombeamento - Transporte do concreto por meio de equipamentos especiais, bombas
de concreto e tubulações metálicas, que transportam o concreto do caminhão betoneira
até o local de concretagem.
Brita – Agregado graúdo de origem artificial obtido por trituração de rocha e
classificado segundo a sua granulometria.
Cal hidratada- Hidróxido de cálcio; um pó seco obtido pelo tratamento de cal viva
(cal virgem) com água.
Cal livre – Óxido de cálcio (CaO), do clínquer presente no cimento, que não se
combinou com SiO2 ou Fe2O3 durante o processo de cozimento, devido, geralmente, a
queima insuficiente, ou a moagem insuficiente dos materiais crus, ou pela presença da
inibidores.
Calda – A mistura de material aglutinante e água, dosada para produzir uma
consistência compatível com o sistema de aplicação, sem segregação dos constituintes
(mistura de outros materiais constituintes, mas de consistência semelhante).
Calor de hidratação – O calor desenvolvido por reações químicas do cimento com
água, como aquelas que ocorrem durante a pega de endurecimento do cimento
Portland. É a diferença entre o calor de dissolução do cimento seco e aquele do
cimento parcialmente hidratado.
Câmara úmida – O compartimento onde a atmosfera é mantida a uma temperatura
padrão (normalmente 23,0 ± 1,7 o C) e a uma umidade relativa de no mínimo 98 %,
com a intenção de sazonamento de corpos-de-prova de argamassas, pasta ou concreto;
o ambiente deve ser mantido nas condições padronizadas.
Capeamento - Revestimento que regulariza os topos de um corpo-de-prova com o
122

objetivo de distribuir uniformemente a carga durante o ensaio. Pode ser feito com
pasta de cimento ou de uma mistura composta de material pulverulento e enxofre
derretido.
Carga de ruptura – Carga sob a qual se rompe a estrutura ou uma de suas peças.
Cimento – É o produto gerado pela pulverização do clínquer, constituído
essencialmente de silicatos hidráulicos de cálcio, com uma certa proporção de sulfato
de cálcio natural, contendo, eventualmente, adições de certas substâncias que
modificam suas propriedades ou facilitam seu emprego.
Cisalhamento – Força interna tangencial ao plano de atuação.
Clínquer – Produto parcialmente fundido em forno que é moído para produzir o
cimento.
Coesão – Resistência do material aos esforços de cisalhamento verificados ao longo de
uma superfície interior que não esteja submetida a pressões normais, mobilizando as
forças de tração entre as partículas que o constituem.
Compressão simples – Estado de uma barra, ou corpo, em que os esforços solicitantes
são somente forças normais de compressão.
Concreto – Mistura, em proporções fixadas, de um aglutinante com água e agregados
miúdo e graúdo, e eventualmente aditivos que possam a vir formar uma massa
compacta, de consistência desejada e que endureça com o transcorrer do tempo.
Cone de abatimento (Slump Test) – Molde tronco-cônico com base de diâmetro de
200 mm, topo com diâmetro 100 mm e altura de 300 mm, usado para moldar um
corpo-de-prova de concreto fresco para o ensaio do abatimento.
Consistência – A relativa facilidade, mobilidade ou habilidade de uma mistura de
argamassa ou concreto fresco em fluir; a medida usual da consistência do concreto, é o
abatimento pelo tronco de cone (slump); da argamassa ou calda é o escoamento e da
pasta de cimento a resistência à penetração.
Consistência normal – A condição física da pasta de cimento determinada pela
Agulha de Vicat de acordo com o ensaio padronizado; o grau de umidade (ou aspecto)
123

apresentado pelo concreto, argamassa ou calda quando a trabalhabilidade da mistura é
considerada aceitável para os fins que se propõem.
Corpo-de-prova - Amostra do concreto endurecida, especialmente preparada para
testar propriedades como: resistência à compressão, módulo de elasticidade etc.
Cura - Procedimentos para a manutenção das condições favoráveis de umidade e
temperatura nas primeiras idades do concreto (7dias) que possibilitam o
desenvolvimento de sua resistência e de outras propriedades.
Deformação – Mudança de forma ou dimensões de um corpo por efeito das
solicitações exteriores ou por ação de seu peso próprio.
Densidade – Relação entre a massa específica de um corpo e a massa específica de
água. É adimensional.
Dimensão máxima característica – grandeza associada à distribuição granulométrica
do agregado, correspondente a abertura nominal, em milímetros, da malha da peneira
de série normal ou intermediária, no qual o agregado apresenta uma porcentagem
retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5 % em massa (NBR 7217/198).
Dosagem – Estabelecimento das quantidades ótimas dos componentes do concreto
para atender a determinadas características ou propriedades pré-estabelecidas.
Durabilidade – Capacidade de um material resistir às intempéries, ataque, abrasão e
outras condições durante a vida útil.
Elasticidade – Propriedade de um corpo recuperar a sua forma primitiva quando deixa
de atuar a solicitação que produziu a sua deformação.
Ensaio – Realização de testes para avaliar propriedades físicas ou químicas de um
material ou peça.
Epóxi – Material caracterizado quimicamente, por possuir oxigênio ligado
externamente a sua estrutura molecular dos compostos.
Erosão – Trabalho mecânico de desgaste realizado pelas águas correntes ou pelo
vento. A desintegração progressiva de um sólido pela ação, abrasiva ou cavitação, de
gases, fluídos ou sólidos em movimento.
124

Expansão – Deformação em que há um aumento de volume.
Exsudação - Migração de parte da água de mistura de concreto para a superfície da
peça concretada.
Fator água/cimento (relação água/cimento) – A relação entre a quantidade de água,
excluindo a absorvida pelo agregado, e a quantidade de cimento da mistura de
argamassa ou concreto, preferivelmente expressa em massa.
Fíler – Material constituído de fragmentos, inertes de rochas de tamanhos máximos
inferiores a 0,075 mm, usado para suprir deficiência granulométrica, melhorar a
trabalhabilidade e reduzir a retração.
Fck – Resistência característica a compressão do concreto.
Fim de pega – O grau de rigidez de uma pasta de cimento e água, após o início de
pega. Normalmente estabelecido como um valor empírico representado pelo intervalo
de tempo (horas e minutos) necessário para que a pasta resista à penetração de uma
agulha padronizada. Também aplicável a misturas de argamassa e concretos em
ensaios padronizados.
Finura – A medida do tamanho de uma partícula.
Fissuração - São pequenas rupturas que aparecem no concreto que podem ser
provocadas por atuação de cargas ou retração, devido à rápida evaporação da água, ou
por ambos fenômenos: físicos e químicos.
Flexão pura – Estado de uma barra, em que os esforços solicitantes são somente
momentos fletores. Na prática é considerada como caso particular de flexão simples,
com força cortante nula.
Granulometria - Determinação das proporções de quantidade de partículas existentes
em um material granular, pela separação por peneiras de diferentes aberturas.
Hidratação - Formação de compostos pela combinação da água com o cimento
Portland. Processo de endurecimento de pastas, argamassas e concretos.
Massa específica - Relação entre a massa e o volume de um corpo .
Módulo de finura – É obtido pela soma das porcentagens retidas acumuladas de um
125

agregado nas peneiras da série normal dividido por cem.
Moldagem - Especificamente sobre concretos ou argamassas de cimentos Portland,
refere-se a procedimento normalizado de confeccionar corpos-de-prova.
Ninhos (bicheira) de concretagem - Falhas de concretagem que ocasionam buracos
no concreto, devido, principalmente, à falta de vibração.
Pega - Condição de perda da plasticidade da pasta, argamassa ou concreto, medida
pela resistência à penetração ou deformação em ensaios padronizados.
Plasticidade – A propriedade complexa do material envolvendo a combinação de
qualidade, de mobilidade e condições de estabilidade e escoamento; a propriedade da
mistura fresca da pasta, argamassa ou concreto que determina sua resistência à
deformação e/ou facilidade de moldagem.
Porosidade – A relação, normalmente expressa como porcentagem, do volume de
vazios de um material, para o volume total do material incluindo os próprios vazios.
Pozolana - Material silicoso ou silico-aluminoso que, quando finamente moído e na
presença de água, reage com hidróxido de cálcio, formando compostos com
propriedades aglutinantes.
Reação álcali-agregado - Reação química entre compostos do cimento (álcalis) e
certos agregados reativos, ocorrendo expansões danosas ou fissuras na massa de
concreto.
Resistência à tração por compressão diametral – A tensão de tração do concreto,
determinada pelo ensaio de ruptura de um corpo-de-prova cilíndrico no sentido
diametral.
Resistência ao cisalhamento – A máxima tensão de cisalhamento que o material ou
elemento estrutural é capaz de sustentar.
Resistência característica do concreto à compressão (fck) - Esforço resistido pelo
concreto, estimado pela ruptura de corpos-de-prova cilíndricos em prensas especiais.
Retração – Contração particularmente irreversível de uma calda, argamassa ou
concreto, que se verifica durante o endurecimento; a redução do volume causada pela
126

secagem ou por ação química em função do tempo, mas não da temperatura ou das
tensões devido ao carregamento.
Saturação – Estado de um vapor em equilíbrio com o seu líquido; estado de uma
solução em que a concentração de soluto é a máxima compatível com as condições de
temperatura e pressão da solução. Ação ou processo de saturação, ou estado de estar
saturado.
Segregação - Mistura heterogênea, separação dos constituintes de uma mistura. Fato
que também ocorre com misturas de concreto por excesso de vibração durante o
adensamento ou lançamento em alturas elevadas.
Sílica – Dióxido de silício cristalino (SiO2).
Soquete – Instrumento para adensar argamassa ou concreto pelo apiloamento.
Superfície saturada seca (SSS) – Condição das partículas de agregados onde os
vazios permeáveis encontram-se preenchidos com água e não ocorre água nas
superfícies expostas.
Trabalhabilidade – É a propriedade da mistura fresca de argamassa ou concreto que
caracteriza a facilidade e condições de homogeneidade com que a mistura pode ser
transportada, lançada compactada e acabada.
Traço - Especificamente em relação à misturas compostas de cimento Portland ou
outro tipo de aglomerante, é a forma de exprimir a proporção entre os componentes
dessas mistura.
Vibração – Agitação energética aplicada ao concreto fresco, durante o adensamento,
pelos dispositivos mecânicos.
127

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABRASÃO. In: GLOSSÁRIO DE TERMOS TÉCNICOS DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA.
1.ed. Associação Brasileira de Geologia de Engenharia (ABGE) ,1979.
AGUIAR, J. E. de. Patologias que comprometem a durabilidade do concreto em galerias de água
pluviais. In: 42 o CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 2000. Anais... Fortaleza:
IBRACON. p 175.
AÏTCIN, P. C. Concreto de alto desempenho. Tradução de Geraldo G. Serra. São Paulo: Pini,
2000.
AÏTCIN, P. C.; KHAYAT, K. L’ Utilisation des Bétons à haute Performance en Construction
routière. In: 27 th Annual Congress of the AQRT Sherbrooke, 1992. Quebec, Canada, April,
19 p.
ALMEIDA, I. R. de Influência da resistência à abrasão do agregado graúdo na resistência à abrasão
de concretos de alto desempenho. In: 42 O CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 2000,
Ceará. Anais... Fortaleza: IBRACON. p 123.
ALMEIDA, I. R. de. Concreto de alto desempenho. A evolução tecnológica dos concretos
tradicionais. In: 1 O SEMINÁRIO FLUMINENSE DE ENGENHARIA, 1992, Rio de Janeiro.
Anais... Niteroi: ed. Escola de engenharia da Universidade Federal Fluminense. nov, p 113-116.
ALMEIDA, I. R. de. Concretos de alto desempenho: evolução tecnológica dos concretos
tradicionais. São Paulo : 1997. Disco compacto: digital, estéreo.
ALVES, M. F. Estudo Comparativo de Métodos de Dosagem para Concretos de Alta
Resistência. Porto Alegre, 2000 Dissertação – Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
AMARAL FILHO, E. M. Concreto de alto desempenho. In: Concreto de alto desempenho. São
Paulo: ABCP, 1999. 1 disco compacto. 2 o CD-ROM.
AMARAL FILHO, E. M. Trabalhos de engenharia. Fortaleza: ABCP, 2000. 42 o CONGRESSO
BRASILEIRO DO CONCRETO, 2000. 1 disco compacto: Digital, estéreo.
AMARAL FILHO, E. M. Concreto de alta resistência: Curso sobre concreto de alto desempemho
(CAD). ABCP: mar 1993. Texto datilografado.
AMARAL FLHO, E. M. Curso sobre concreto de alto desempemho (CAD): recuperação e
aplicações em estruturas de concreto de alto desempenho. São Paulo: ABCP, mar. 1990.
AMARAL FLHO, E. M. Durabilidade dos concretos: conferência inaugural. In: 40 o
CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 1998, Rio de Janeiro. Coletânia em homenagem
póstuma ao engenheiro Epaminondas Melo do Amaral Filho. Rio de Janeiro : IBRACON, 3 a 8
ago. 1998.
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Committee 366 R. State-of-the-art report on hith-strength
concrete. ACI mnual of concrete practice. Detroid, 1991, part 1. 48 p.
AMERICAN STANDARD of TECNOLOGY the MATERIALS. ASTM C 1138. Abrasion
resistance of concrete (underwater method) West, Conshohocken, 1997.
128

AMERICAN STANDARD of TECNOLOGY the MATERIALS. ASTM C 125-00. Standard
terminology relating to concrete and concrete aggregates. 1989
AMERICAN STANDARD of TECNOLOGY the MATERIALS. ASTM C 231- Standard Test
Method for Air Content of Freshly Mixed Concrete by the Pressure Method. 1998.
AMERICAN STANDARD of TECNOLOGY the MATERIALS. ASTM C 494. - Specification for
Chemical Admixtures for Concrete. 1992
ANDRIOLO, F. R.. Construções de Concreto: Manual de Práticas para Controle e Execução.
São Paulo: Pini, 1984.
ANDRIOLO, F. R.; SGARBOZA, B. C. Inspeção e Controle de Qualidade do Concreto. São
Paulo: Newswork, 1993.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS Sílica ativa para uso em Cimento
Portland, concreto, argamassa e pasta de Cimento Portland – especificação. NBR 13956. Rio de
Janeiro, set. 1997.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Aditivos para concreto de Cimento
Portland. NBR 11768. Rio de Janeiro, jan. 1992.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregado em estado compactado e seco
– Determinação da massa unitária. NBR 7810. Rio de Janeiro, mar. 1983
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregado para concreto. NBR 7211.
Rio de Janeiro, maio. 1983.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados – Determinação da absorção e
da massa específica do agregado graúdo. NBR 9937. Rio de Janeiro, ago. 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados – Determinação do
inchamento do agregado miúdo. NBR 6467. Rio de Janeiro, ago. 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados – Determinação da massa
específica do agregado miúdo por meio do frasco de Chapman. NBR 9776. Rio de Janeiro, mar.
1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Argamassa e concreto – determinação
da resistência à tração por compressão diametral de copos-de-prova cilíndricos. NBR 7222. Rio
de Janeiro, mar. 1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento Portland – Determinação dos
tempos de pega. NBR 11581. Rio de Janeiro, jul. 1999.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento Portland – Determinação da
finura por meio da peneira 75 micrometros (número 200). NBR 11579. Rio de Janeiro, jul. 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento Portland – Determinação da
expansibilidade de Le Chatelier. NBR 11582. Rio de Janeiro, jul. 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto – Determinação da composição
granulométrica. NBR 7217. Rio de Janeiro, ago. 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto – determinação da consistência
pelo abatimento do tronco de cone. NBR 7223. Rio de Janeiro, fev. 1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto – Determinação do módulo
de deformação estática e diagrama tensão-deformação. NBR 8522. Rio de Janeiro, maio, 1994.
129

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto – Ensaio de compressão de
corpos-de-prova cilíndricos. NBR 5739. Rio de Janeiro, jul. 1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto fresco – Determinação da
massa específica e do teor de ar pelo método gravimétrico. NBR 9833. Rio de Janeiro. Maio,
1989.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Ensaio de Cimento Portland. NBR
7215. Rio de Janeiro. Jan. 1982.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13528: Revestimento de paredes e
tetos de argamassas inorgânicas - Determinação da resistência de aderência. Rio de Janeiro, 1995.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento Portland e outros materiais em
pó – Determinação da área específica. NBR 7224. Rio de Janeiro, jan. 1998.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS: Normas Mercosul Agregado Graúdo –
Ensaio de abrasão “Los Angeles”. NBR MN 51. Rio de Janeiro, maio. 2001.
BARBOSA, L. de F.; MOLL de SOUSA, F. J.; CARNEIRO, L. A. V.; et al. Avaliação do módulo de
elasticidade de concretos de alto desempenho com diferentes idades. In: 43 o CONGRESSO
BRASILEIRO DO CONCRETO, 2001, Paraná. Anais... Foz do Iguaçu: IBRACON. p 69.
BAUER, F. L. A. Materiais de construção I. 3.ed. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e
Científicos, 1987.
CEB-FIP MODEL CODE 1990, Bulletin the Information 197. "High Strength Concrete State of
The Art Report". AUGUST 1990.
CONCRETE repair manual. International Concrete Repair Institute – ICRI. ACI International,
1999, 861 pg.
CONCRETO de Alto Desempenho. São Paulo: ABCP, 1999. 1 disco compacto. 2 o CD-ROM.
CONCRETO de Alto Desempenho. São Paulo: Núcleo de Pesquisa em Tecnologia da Arquitetura e
Urbanismo, Universidade de São Paulo, 1997. 1 disco compacto, vesão 1.0.
DAL MOLIN, D. C. Contribuição ao estudo das propriedades mecânicas dos concretos de alta
resistência com adição de microssílica. (Tese Doutorado em engenharia) Escola Politécnica. São
Paulo: Universidade de São Paulo,1995.
DAL MOLIN, D.C.; VIEIRA, F. M. P.; WOLF, J. Concreto de alta resistência. In: 42 O
CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 2000. Fortaleza: ABCP, 2000. 1 disco compacto:
Digital, estéreo.
FERNANDEZ CÁNOVAS, M. Patologia e terapia do concreto armado. Coordenação técnica L.
A. Bauer. Tradução de M. Celeste Marcondes; Carlos Wagner Fernades dos Santos; Beatriz
Cannabrava. São Paulo: pini, 1988.
GAVA, G. P.; MENEGHETTI, L. C.; DALCANAL, P. R.; POSSAN, E. Concreto normal e alta
resistência – definição do teor de aditivo redutor de água e dosagem para materiais da região oeste
do Paraná. In: 43 O CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 2001. Anais... Foz do
Iguaçu: IBRACON. p 74.
GIAMMUSSO, E. S.; VASCONCELOS, A. C. Pontes dos remédios. In: Sintrud, nov. 1998.
GIAMMUSSO, E. S. Manual do concreto. São Paulo: Pini, 1992.
130

GJORV, O. E. Hith-strength concrete. In: ADVANCES IN CONCRETE TECHNOLOGY, Athens,
1992. Proceedings… Montreal: ANMET, 1992. p.21-77.
HARTMANN, C. T.; HELENE, P. R. L. Influência do uso de aditivos superplastificantes na
resistência à penetração de íons de cloreto em concretos. In: 43 o CONGRESSO BRASILEIRO
DE CONCRETO, 2001, Paraná. Anais... Foz do Iguaçu: IBRACON, p.2.
HELENE, P. R. L. Manual para reparo, reforço e proteção de estruturas de concreto. São Paulo:
Pini, 1997.
HUMMEL, A. Prontuario del hormigón. E.T.A. Barcelona (1.966).
KERBER, J. A.; ROMAN, H. R.. Concretos de alta resistência x concretos de baixa resistência -
materiais diferentes? Revista IBRACOM, agosto/ setembro, 1994.
KORMANN, A. C. M. Estudo do desempenho de quatro tipos de materiais para reparo a serem
utilizados em superfícies erodidas de concreto de barragens. Dissertação de mestrado
apresentada a UFPR – PPGECC, 2002. 211p.
KORMANN, A. C. M.; PEREIRA, P. N.; POTELLA, K. F.; NOGUEIRA, J. R. G.; SANTOS, R. P..
Metodologia de reparos em estruturas hidráulicas de barragens. Parte I estudos preliminares. In:
43 o CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 2001. Anais... Foz do Iguaçu: IBRACON. p.
2001.
KORMANN, A. C. M.; PORTELLA, K. F.; PEREIRA, P. N.; SANTO, R. P. Study of the four
reparing material systems for hydraulic structures of concrete dams. UFPR, 2002.
KORMANN, A. C. M.;PORTELLA, K. F.; NOGUEIRA, J. R. G.; PEREIRA, P. N.; SANTOS, R. P.
Comparative study of the mechanical properties and performance, under accelerated aging,
of four repairing systems for hydraulic structures of concrete dams. In: ACI 5th International
Conference – Cancum, Mexico, This paper will be presented at dec, 10-13, 2002.
MAILVAGANAM, N. P. Factores influencing slump loss im flowing concrete. In:
INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SUPERPLASTICIZERS IN CONCRETE, 1978, Ottawa,
Canada. Papers… Detroit: American Concrete Institute, 1979
MEHTA, P. K., MONTEIRO, P. J. M.. Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo:
Pini, 1994
MEHTA, P. K.; AÏTCIN, P. C. Microestructural basis of celetion of materials and mix proportions for
higt-strength concrete. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON APPLICATIONS OF HIGH-
STRENGTH CONCRETE 2, 1990, Berkeley. Proceedings... Detroit: American Concret Institute,
1990.p 265 – 286.
MENEGHETTI, L. C. Avaliação da resistência do concreto nas primeiras idades através do
ultra-som. Dissertação de mestrado, Curso de pós Graduação em Engenharia Civil, UFSC,
Florianópolis, Santa Catarina, 1999.
NAWA, T., EGUCHI, H. and OKKUBO, M.. Effect of fineness of cement on the fluidify of cement
paste and mortar. Transactions of JSCE, 1991.
NEVILLE, A M. Propriedades do concreto. Tradução Engeneiro Salvador E. Giammusso. 2.ed.
ver. São Paulo: Pini, 1997.
O’REILLY, V. D. Método de dosagem de concreto de elevado desempenho. Tradução Avelino
Aparecido de Pádua, Leonel Tula Sanabria, Nelson Díaz. São Paulo: Pini, 1998.
131

PAMPLONA, H. de C.; CARDOSO, O. R. A importância do uso do concreto de alto desempenho nas
obras civis de Via Costeira do Estado do Ceará. In: 42 o CONGRESSO BRASILEIRO DO
CONCRETO, 2000, Ceará. Anais... Fortaleza: IBRACON. p 187.
PETRUCCI, E. G. R. Concreto de cimento Portland. Rio de Janeiro: Globo, 1998. 307 p.
PETRUCCI, E. G.R. Concreto de cimento Portland. 10.ed. Atualizada e ver. Por Vladimir Antônio
Paulon. Porto Alegre – Rio de Janeiro: Globo, 1983.
POSSAN, E. Relatório de estágio supervisionado. Apresentado ao Curso de Engenharia Civil da
Unioeste – Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Aprovado em abril de 2002. 147 p.
RAVINDRARAJAH, R. S.; TAM, C. T. Retempering of plain and superplasticized concretes.
International Journal of Cement Composites and Lightweight Concrete, v. 7, 1985.
REVISTA IBRACON – Instituto Brasileiro do Concreto, Ano VI no 16. dez. 1996/jan. 1997.
SCANDIUSSI, L.; ANDRIOLO, F. R. Concreto e seus materiais: propriedades e ensaios. São
Paulo: Pini, 1986.
SERRA,G. C. Concreto de Alto Desempenho. 1.ed. São Paulo: IBRACON, 1997.
SHAH, S.P.; AHMAD, S.H. High Performance Concrete and Applications. Edited by Edward
Arnold, 1994, 399 p.
SIMPLÍCIO, M. A. de S. Concreto de alto desempenho, vantagens e aplicações. Disponível em:
http://www.altodesempenho.faithweb.com. Acesso em 28 set. 2001.
SOBRAL, H. S. Estudo técnico: propriedades do concreto endurecido. 4.ed. São Paulo: ABCP,
ago. 1997.
SOBRAL, H. S. Estudo técnico: propriedades do concreto fresco. 5.ed. São Paulo: ABCP, jun.
1996
SPONHOLZ, I. Avaliação do desempenho de aditivos redutores de água em concretos de alto
desempenho. Florianópolis, 1998. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Curso de pósgraduação
em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina.
TORALLES CARBONARI, B. M. Estudio paramétrico de variables y componentes relativos a la
dosificatión y producción de hormigones de altas prestaciones. Barcelona, 1996. Tese de
doutorado em Engenharia Civil, Escola Técnica Superior D’Enginiers de Camins. Universidade
Politécnica de Catalunya.
TORALLES CARBONARI, B. M.; CARBONARI, G. Concreto de alto desempenho: do
laboratório obra. Mini curso. Florianópolis, 27 a 30 abril, 1998.
VAS de CAMPOS, F. G. CAD: Mais que durável, um grande negócio. Revista IBRACON,
ago./fev. 2000.
VASCONCELOS, A.C. O Concreto no Brasil. São Paulo: Pini, 1992 2v (v.1 - Recordes, realizações,
história; v2 - professores, cientistas, técnicos).
VERÇOSA, E. J. Materiais de construção. 3.ed. 2.v Porto Alegre: Sagra, 1983.
132

9 ANEXOS
133