PRODUÇÃO DE CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) A PARTIR DE SEIXO DE RIO, COMO AGREGADO GRAÚDO, E A ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA

Transcrição

1 PRODUÇÃO DE CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) A PARTIR DE SEIXO DE RIO, COMO AGREGADO GRAÚDO, E A ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA INTRODUÇÃO Laerte Melo Barros 1, Carlos Benedito Santana da Silva Soares 2 Thiago Paz Barros 3 A heterogeneidade dos materiais que compõem os concretos e a complexidade do seu comportamento, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido, representam sempre um desafio aos pesquisadores responsáveis pela fabricação e emprego dos concretos. A permanente e dinâmica evolução dos concretos desde o ponto de vista dos materiais, cimento, adições, agregados, aditivos, pigmentos, métodos de cálculos, dimensionamento e técnicas construtivas representam uma verdadeira revolução tecnológica. O concreto de alta resistência abriu novos campos para utilização de concretos em edificações, principalmente edificações especiais. As resistências da ordem de 120 MPa passaram a ser realidade em diversas construções (MEHTA E MONTEIRO, 2008). Os concretos de alta resistência têm baixa porosidade, menor quantidade de fissuras internas. As altas resistências são alcançadas com a diminuição de água e escolha adequada dos componentes da mistura como agregados graúdos e miúdos, cimentos e aditivos. A principal característica estrutural desse tipo de concreto e que resiste muito bem aos esforços de compressão axial, mas também apresenta bons resultados quando é solicitado aos esforços de tensão, flexão e outros. Diversos estudos demonstram que a economia alcançada em utilizarmos concreto de alta resistência pode ser verificada diretamente no tamanho dos elementos estruturais, em especial na diminuição de colunas e vigas de edifícios de grande altura. Os concretos convencionais apresentam limitações em relação a sua resistência mecânica quando são solicitados a altas cargas, não permitindo edificações 1 Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas - IFAM, Campus Manaus Centro 2 Sistema de Proteção da Amazônia SIPAM/Manaus/Brasil 3 Aluno do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas - IFAM, Campus Manaus Centro 56

2 muito altas sem o uso de colunas de seções robustas, que muitas vezes comprometem as áreas de utilização dos ambientes. A resistência à compressão dos concretos têm sido tradicionalmente utilizada como paramento principal no controle de qualidade dos concretos ensaiados à compressão. Os concretos de alta resistência - CAR - são os que apresentam resistência media à compressão acima do limite normal quando comparados aos concretos usuais, normalmente consideram-se concretos de alta resistência os que possuem fck maior que 50MPa (NBR 6118, 2014). O principal objetivo desde trabalho e produzir concreto de alta resistência com a utilização de seixo de rio como agregado graúdo que é uma matéria prima muito utilizada na produção de concretos da nossa região e que será aditivado com sílica ativa para que ocorra um melhor empacotamento da mistura até obtermos concretos de alta resistência. MÉTODO OU FORMALISMO A definição de Concreto de Alta Resistência (CAR), é bastante subjetiva e tem mudado com o passar dos anos, é relativo ao local e época, havendo indefinição quanto a um valor específico por parte dos autores. A NBR 8953 (2015) classifica o concreto em 2 grupos, sendo o grupo I concretos convencionais, com resistências que variam de 20 MPa à 50 MPa, e o grupo II classificados como alta resistência com variação de 55 MPa à 100 MPa. Os aditivos são substâncias que são adicionadas intencionalmente ao concreto, com a finalidade de reforçar ou melhorar certas características, facilitando até mesmo seu preparo e utilização. A ABNT EB-1763 (1992) define como aditivos como produtos que adicionados em pequena quantidade aos concretos de cimento Portland modificam algumas de suas propriedades, no sentido de melhorá-las em determinadas condições. As adições minerais incorporadas ao concreto, além de reduzirem custo e do ganho da trabalhabilidade, podem melhorar as resistências a fissuração térmica e expansibilidade. A adição mineral nos concretos de alta resistência é importante devido à ação química e física que exercem essas partículas. Segundo Tutikian e Dal Molin (2008), a adição de sílica ativa aumenta a coesão, a resistência e a durabilidade dos concretos, melhorando também, a fluidez, a zona de transição entre a pasta de cimento e os agregados. 57

3 PRIMEIRA FASE DA PESQUISA Foram acondicionados e estocados em grande quantidade os agregados miúdos e graúdos empregados nos ensaios ao longo de toda a fase experimental. O cimento utilizado foi o CP-IV Z 32 de um mesmo fabricante, Nassau, para que fossem mantidas constantes as características da matéria prima cimento, agregado graúdo e agregado miúdo. Nesta fase da pesquisa foram moldados concretos convencionais para determinarmos à compressão axial para as idades 3, 7, 14 e 28 dias, onde foram rompidas sempre três amostras para cada idade e produzidos 12 corpos de prova em cada produção de concreto. A primeira fase da pesquisa teve como objetivo aprimorar a produção de concreto convencional para posteriormente produzirmos concreto de alta resistência com adição de sílica. Foram estudadas dosagens convencionais para as duas resistências de concreto mais empregadas nas obras da cidade de Manaus,fck = 20 MPa e fck = 25 MPa. As caracterizações mecânicas foram realizadas através dos ensaios de compressão axial. Os ensaios seguiram em conformidade com a NBR 5739/2007, no Laboratório de Materiais de Construção e Resistências dos Materiais do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas - IFAM. Os materiais foram misturados em betoneira de eixo inclinado, com capacidade de produção de 150 litros de concreto. Foram moldados corpos de prova cilíndricos de 10 x 20 cm, capeados com argamassa de cimento ensaiados em prensa universal modelo N 1500 LC Pavitest, fabricante Contenco e capacidade de 120 t/f. SEGUNDA FASE DA PESQUISA Na mistura dos concretos de alta resistência foi utilizada uma relação água/ aglomerante de 0,40, um teor de sílica de 10% e adição de superplastificante Glenium

4 Para as dosagens de concreto o cimento utilizado foi o Portland composto de pozolana, denominado CP-IV-Z 32, de fabricação da empresa Nassau. Os agregados empregados na produção dos concretos foram de natureza mineral comercializados na cidade de Manaus. O agregado miúdo utilizado foi a areia natural, enquanto que o agregado graúdo utilizado primeiramente foi o seixo de rio e posteriormente a brita. A sílica ativa foi adquirida no Brasil através da empresa CLANAP - Comércio Importação e Exportação Ltda. O aditivo superplastificante utilizado foi o Glenium 51 desenvolvido para produção de concretos fluídos, concretos com alto desempenho. RESULTADOS O gráficos 1 (a) e (b) apresentam os resultados para as resistências dos concretos de 20MPa e 25 MPa, respectivamente, e que seguiram os mesmos procedimentos de execução, como era de se esperar, com resistências crescentes conforme o aumento das idades. Gráfico 1: (a) Média das tensões de compressão uniaxial de ruptura das amostras por idade, fck=20 MPa; (b) Média das tensões de compressão uniaxial de ruptura das amostras por idade, fck=25 MPa, concretos convencionais produzidos com seixo. 59

5 Gráfico 2. Comparação das tensões de compressão axial de ruptura das amostras produzidos com seixo e brita. O gráfico 2 apresenta os resultados das tensões de compressão axial, na segunda fase da pesquisa, concretos de alta resistência, produzidos com seixo, areia, adição de sílica ativa e superplastificante, posteriormente alterando o agregado para brita. Verificamos que em comparação aos primeiros experimentos, concreto convencional, as resistências são expressivamente maiores. Para um mesmo traço, mudando-se apenas os agregados graúdos as maiores tensões, em praticamente todas as idades, são para os concretos produzidos com brita. CONCLUSÕES Fica claro que um empacotamento denso do agregado e um bom contato superficial são características primordiais quando se quer um concreto com resistência elevada. Na produção de concretos convencionais a seleção de agregados resistentes não é necessária, pois o elo mais fraco é a pasta cimentícia, enquanto em concretos de alta resistência a pasta hidratada de cimento e a zona de transição entre a mesma e os agregados são muito mais resistentes devido a um melhor preenchimento dos vazios. 60

6 Agregados cúbicos ou esféricos resultam em melhor trabalhabilidade, porém os seixos por apresentarem textura lisa, tendem a ter uma ligação mais fraca com a pasta, como consequência apresentaram resistências ligeiramente menores para todas as idades como mostrado pelo gráfico 2. As resistências tanto dos concretos convencionais, primeira fase da pesquisa, quanto para os concretos de alta resistência, segunda fase, apresentaram-se satisfatórias para a utilização dos seixos de rio na produção de concretos convencionais e os de alta resistência. AGRADECIMENTOS Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq pela concessão de parte da bolsa, e ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas - IFAM, Campus Manaus Centro, pelo suporte Técnico, infraestrutura e concessão dos outros 50% da bolsa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto - Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilíndricos: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto para fins estruturais - Classificação pela massa específica, por grupos de resistência e consistência: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto de estruturas de concreto - Procedimento: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Aditivos para concreto de cimento Portland: EB Rio de Janeiro, MEHTA, P.K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: Pini, TUTIKIAN, B. F.; DAL MOLIN, D.C. Concreto auto-adensável. São Paulo: PINI,