CONCRETOS ESPECIAIS E CONC. DE ALTO DESEMPENHO MCC2001 AULA 7 (parte 4) e AULA 8

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1 CONCRETOS ESPECIAIS E CONC. DE ALTO DESEMPENHO MCC2001 AULA 7 (parte 4) e AULA 8 Disciplina: Materiais de Construção II Professora: Dr. a Carmeane Effting 1 o semestre 2014 Centro de Ciências Tecnológicas Departamento de Engenharia Civil

2 Concreto Autonivelante - atualidade Por que surgiu o Concreto Autonivelante? O setor de construção civil, necessita constantemente de atualizações tecnológicas, alinhamento com questões ambientais, adequações de custos e, principalmente competitividade.

3 Concreto Autonivelante-atualidade Por isso, diversos tipos de concretos prémisturados estão sendo desenvolvidos proporcionando ganhos para as empresas de engenharia e para a sociedade com um todo. O concreto autonivelante, também conhecido com auto-compactante, é o mais novo exemplo dessa busca por inovações.

4 O que compõe o Concreto Autonivelante? Composto por aditivos hiperplastificantes, à base de policarboxilatos, esse concreto super-fluido tem como característica uma alta trabalhabilidade, medida através de seu fluxo ou espalhamento, também chamado flow. Essa forma de medida vem substituir o conhecido slump-test, que mede o abatimento do concreto caminhões betoneira são equipados.

5 Concreto Autonivelante - atualidade

6 Concreto Autonivelante- atualidade O que ele proporciona? Por ser bastante fluido, o concreto autonivelante preenche a superfície das fôrmas com extrema facilidade, sem haver, segregação dos insumos. Esse comportamento minimiza o trabalho durante o lançamento do concreto sobre as lajes e vigas onde normalmente as ferragens se concentram.

7 Concreto Autonivelante- atualidade O que ele proporciona? Essa característica elimina o uso de vibradores que poderiam prejudicar as fôrmas e armações; isso sem falar na diminuição do ruído na aplicação do concreto, uma vez que são dispensados esses equipamentos; um ganho considerável principalmente em centros urbanos.

8 Concreto Autonivelante- atualidade O que ele proporciona? O concreto autonivelante não necessita do trabalho de nivelamento de sua superfície. Por ser muito mais fluido que o concreto convencional, ele se acomoda nivelado, facilitando o trabalho da equipe envolvida.

9 Concreto Autonivelante- atualidade O que ele proporciona? Também em estruturas esbeltas de prédios altos, o concreto autonivelante permite um lançamento a grandes alturas sem desagregação e gera um módulo de deformação 50% maior que o concreto normal.

10 Concreto Autonivelante- atualidade O que ele proporciona? O concreto autonivelante já sai dosado da central e chega fluido à obra, sem necessitar de redosagens de água que poderiam acarretar a perda de resistência. O tempo de uso chega a uma hora e meia, sem perda de trabalhabilidade.

11 Concreto Autonivelante - atualidade Principais Vantagens Otimização de mão-de-obra: por dispensar o uso de vibradores, de espalhadores e niveladores, o concreto autonivelante reduz até 2/3 o número de pessoas envolvidas em sua aplicação.

12 Concreto Autonivelante- atualidade Principais Vantagens Maior rapidez na execução da obra: por se espalhar espontaneamente, o concreto autonivelante proporciona mais agilidade aos serviços.

13 Concreto Autonivelante - atualidade Principais Vantagens Eliminação de rúidos: por dispensar o uso de vibradores, o concreto autonivelante é mais indicado nos centros urbanos e concretagens feitas à noite.

14 Concreto Autonivelante- atualidade Outras Vantagens Redução de custo de aplicação por m 3 de concreto. Garantia de excelente acabamento em concreto aparente. Facilidade de bombeamento em grandes distâncias horizontais e verticais.

15 Concreto Autonivelante - atualidade Outras Vantagens Aumento das possibilidades de trabalho com fôrmas de pequenas dimensões. Redução do custo final da obra em comparação ao sistema de concretagem convencional.

16 Concreto Autonivelante - atualidade Comparativo Concreto Convencional x Autonivelante Concreto Convencional Concreto Autonivelante Pessoal envolvido na aplicação Redosagem de água ao concreto na obra Tempo gasto na aplicação Muito Sim Maior Sim Problemas resistencia Pouco Não Menor Não Necessidade de vibração

17 Concreto Autonivelante - atualidade Principais indicações de uso Obras prediais; paredes, vigas, paredes diafragma e estações; reservatórios de águas e piscinas; pisos, contra-pisos, lajes, pilares, muros, painéis; obras com acabamento em concreto aparente; locais de difícil acesso;

18 Concreto Autonivelante - atualidade Peças pequenas, com muitos detalhes ou com formato não convencional onde seja difícil a utilização de vibradores; Peças com grande concentração de ferragens; possibilidade de uso a partir de 25 MPa.

19 CONCRETO PROJETADO Concreto transportado por um mangote de borracha, desde o equipamento de projeção até um bico, que por meio de ar comprimido o projeta a grande velocidade contra a superfície.

20 CONCRETO PROJETADO É uma mistura de cimento, agregados, aditivos, adições e água, transportado através de tubulações e projetado sob pressão sobre uma superfície, com compactação simultânea. * utilizado em revestimento de túneis, paredes de contenção, piscinas e em recuperação e reforço estrutural.

21 CONCRETO PROJETADO Existem dois métodos de emprego do concreto projetado, o processo por via úmida ou seca Via seca onde os agregados apresentam-se úmidos e a maior parte da água é adicionada no bico de injeção, sendo controlado pelo operador do equipamento.

22 CONCRETO PROJETADO Via úmida onde todos os materiais incluindo a água são misturados previamente antes de serem introduzidos no equipamento de projeção.

23 CONCRETO PROJETADO Ambos os processos são usados em aplicações como: 1. Reforço Estrutural (Reparação de Pontes, Reparos Estruturais, Etc) 2. Rockscapes 3. Rochas Artificiais 4. Muros de Contenção 5. Sistemas de Edificações com Painéis

24 CONCRETO PROJETADO Reparação de pontes, reparação de garagem e outros

25 CONCRETO PROJETADO Rockscapes são feitas com concreto projetado por via úmida ou seca.

26 CONCRETO PROJETADO Concreto projetado utilizado para a construção de rochas artificiais e cavernas.

27 CONCRETO PROJETADO Muros são construídos com concreto projetado por via úmida ou seca.

28 CONCRETO PROJETADO Shotcrete Panel Building System Photos Sistema de edificações com painéis- fechamentos internos/externos, caixa de elevadores etc..

29 CONCRETO PROJETADO 6. Zoológicos 7. Estabilização de Taludes e Encostas 8. Projeção de Refratários 9. Cúpulas de Concreto 10. Paredes e Suportes de Minas e Túneis 11. Piscinas 12. Parques Aquáticos 13. Pistas de Skate e muitas outras aplicações...

30 CONCRETO PROJETADO Concreto projetado utilizado para construir um local para os tigres.

31 CONCRETO PROJETADO Concreto projetado utilizado para estabilizar encostas e morros.

32 CONCRETO PROJETADO Concreto projetado é utilizado para pulverizar materiais refratários para fornos.

33 CONCRETO PROJETADO Cúpula de Concreto.

34 CONCRETO PROJETADO REED (palhetas) Shotcrete Pump usados com um braço robótico.

35 CONCRETO PROJETADO Concreto projetado utilizado para construir Piscinas e Spas.

36 CONCRETO PROJETADO Revestimento de túneis e monumentos Contenção de taludes, canais e galerias

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38 Revestimento em concreto projetado

39 Concreto projetado já executado para contenção de talude (evita erosão e desbarrancamento).

40 CONCRETO PROJETADO

41 CONCRETO MASSA Concreto aplicado em grandes volumes o que requer medidas especiais para controle do calor gerado pela hidratação Agregado de elevada dimensão máxima característica, baixo consumo de cimento (resistência baixa - minimizar tensões de origem térmica, reduzir reações álcalis/agregado e custos) Utiliza a substituição da água de amassamento por gelo

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43 Concreto com Temperatura Controlada CONCRETO COM GELO Utilizado para minimizar a temperatura em grandes blocos de concreto. Bloco de fundação do CENU - SP Bloco de fundação da Ponte Estaiada - SP

44 CONCRETO COM GELO USINA HIDROELÉTRICA ITAIPU BINACIONAL Fábrica de gelo instalada na planta

45 CONCRETO MASSA Todos os tipos de cimento podem ser utilizados em concretos massa. Preferência pelos cimentos de baixo calor de hidratação (CP IV - Pozolânico) ou de escória de alto forno (CP III Alto forno). É comum substituição de parte do cimento por pozolana.

46 CP III Alto forno A adição de escória de alto-forno confere maior impermeabilidade e durabilidade ao concreto, além de reduzir o calor de reação e proporcionar maior resistência química ao produto. É vantajoso em obras de barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais.

47 CP IV Pozolânico Com adição de pozolanas (cinzas volantes), é indicado para argamassas, concretos simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento, além de obras expostas à ação de água e ambientes agressivos. Em casos de grande volume de concreto também oferece baixo calor de reação. Apr RM à comp. superior à do concreto feito com Cimento Portland comum, a idades avançadas.

48 CONCRETO MASSA MATERIAIS Agregados Pode atingir 90% do volume total do concreto massa. Agregados para conc. massa convencional Adoção de faixas granulométricas diferentes das indicadas na NBR 7211/05 ( Agregado para concreto Especificação ). Utilização de agregados com d máx de até 152 mm

49 CONCRETO MASSA Agregados para conc. massa convencional Mistura de 19, 38, 76 e 152 mm. Vantagens econômicas: 25, 50 e 100 mm. Motivo: economia de cimento devido à diminuição de vazios para uma distribuição granulométrica adequada. Agregados graúdos: devem possuir massa específica adequada (2,65 t/m 3 em média) e baixa absorção. Agregados miúdos: Em barragens,utilização de misturas -agregados naturais e de britagem (das rochas escavadas).

50 Concreto com Adição de Fibras

51 Concreto com Adição de Fibras Características Dosado a partir da adição de fibras especiais, possibilitando a obtenção de concretos com baixa retração, elevada resistência à intempéries, aos meios agressivos e ao desgaste superficial. Alcança resistências de até 40 MPa.

52 Concreto com Adição de Fibras Aplicações Pavimentos, abrigos antiaéreos, reservatórios e pisos industriais.

53 Concreto com Adição de Fibras Vantagens Redução da fissuração, redução da permeabilidade, proteção das armaduras e eliminação do risco de estilhaçamento (ruptura de elementos).

54 FIBRAS

55 Concreto reforçado com fibras Tipos de fibras a)fibras de aço b)fibras de polipropileno

56 Tipos de fibras

57 Tipos de fibras

58 FIBRAS METÁLICAS

59 FIBRAS METÁLICAS

60 FIBRAS Comprimento das fibras entre 10 a 50 mm. Os formatos também são vários: retas, onduladas, torcidas, deformadas nas extremidades com ganchos, etc. Tipos: de vidro, de metal (aço-carbono, aço inox), de carbono, vegetais (sisal, cânhamo, juta e coco) polipropileno e polietileno; Nylon.

61 Concreto reforçado com fibras O concreto que contém cimento, água, agregado e fibras discretas descontínuas. Reduz a trabalhabilidade. Não se rompe imediatamente após o início da primeira fissura.

62 Concreto reforçado com fibras

63 Pisos; Pisos Industriais; Pistas de aeroportos; Pavimentos; Estacionamentos; Lajes; Concreto projetado; Pré-moldados; Painéis Fibras - aplicação

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66 Fibras - Vantagens Eliminam o aparecimento de microfissuras durante o período de cura; Criam uma malha de distribuição de esforços que automaticamente aumenta a resistência ao impacto e ao desgaste; Protegem armaduras ou estruturas internas de aço. Melhoram a resistência superficial (abrasão), pois evitam a exsudação que altera a relação água x cimento.

67 Fibras - Vantagens Incrementam a resistência à tração na flexão por melhoria das condições de cura do concreto. Aumentam a resistência a impactos, estilhaçamentos e à fragmentação de bordas, cantos e superfícies desprotegidas dos elementos e pré-moldados.

68 Concreto contendo polímeros Concreto polimérico É uma mistura de agregados com um polímero como único aglomerante. Concreto modificado com látex- O latéx (suspensão coloidal do polímero na água) é usado como aditivo. Concreto impregnado com polímero Preenchimento dos vazios do concreto com polímero.

69 Concreto de Alto Desempenho (CAD) O que é CAD: Após vários anos constituído exclusivamente por água, areia, brita e cimento, o concreto passou a receber adições minerais e químicas que permitiram a redução da quantidade de água em sua composição, como também o incremento da compacidade da mistura (qualidade ou estado de compacto).

70 Concreto de Alto Desempenho (CAD) A partir daí, tornou-se possível a obtenção de concretos de elevada resistência à compressão, chegando a valores superiores a 100 MPa e elevado grau de durabilidade. Hoje os Concretos de Alto Desempenho nos permitem vencer desafios, construindo estruturas arrojadas e propiciando características superiores às dos concretos tradicionais, sobretudo quanto à durabilidade e resistências.

71 Concreto de Alto Desempenho (CAD) O concreto de alto desempenho tem maior vida útil (100 a 120 anos) e pode ser exposto a fluídos agressivos e condições ambientais severas. É essencial que o concreto permaneça livre de fissuras e impermeável por um longo período. O alto teor de cinza volante pode ser uma poderosa ferramenta no concreto de alto desempenho.

72 Concreto de Alto Desempenho (CAD) Principais Componentes: Aditivos superplastificantes que permitem misturas com baixos teores de água. Sílica Ativa (pó fino pulverizado decorrente do processo de fabricação do sílicio metálico ou ferro sílicio), que atua física e quimicamente na mistura, apresentando-se na forma de micro-esferas, cem vezes menores que os grãos de cimento que, além de preencherem os vazios da mistura, possuem propriedades pozolânicas.

73 Concreto de Alto Desempenho (CAD) Vantagens do CAD: As edificações dimensionadas com CAD possuem características observadas de imediato: Execução das estruturas em menor espaço de tempo, Ganho em área útil devido à leveza das estruturas. Viabilidade econômica, proporcionando ganhos de até 14% em estruturas prediais.

74 Concreto de Alto Desempenho (CAD) O CAD possui ainda outras vantagens em relação ao concreto tradicional: Baixa permeabilidade. Elevada resistência aos esforços de tração e compressão. Maior vida útil das estruturas. Menor volume de concreto. Menor superfície de formas. Menores taxas de aço. Maior rapidez na desforma.

75 Concreto de Alto Desempenho (CAD) Maior leveza da estrutura e redução de cargas nas fundações. Elevada resistência aos esforços de abrasão (desgaste superficial) Observação: Para o fornecimento do CAD, uma empresa deve estar capacitada desde a escolha da matéria-prima e dos equipamentos utilizados, até a entrega no canteiro de obras. Para isto deve possuir uma equipe treinada e altamente capacitada para o fornecimento do CAD.

76 Concreto de Alto Desempenho (CAD) DEFINIÇÃO DE CAD: NBR 8953 resistência à compressão acima de 50 MPA DE LARVARD E SEDIAN A/C < 0,40 ACI 363R-92 RC >41 MPA CEB/FIB 60 A 130 MPA AITCIN A/C < 0,40 NEVILLE A/C < 0,35

77 Concreto de Alto Desempenho (CAD) DURABILIDADE SÍLICA ATIVA + SUPER ALTO DESEMPENHO PARA SUA APLICAÇÃO

78 Concreto de Alto Desempenho (CAD) Características Dosado a partir de insumos nobres, como microssílica e aditivos superplastificantes, com o objetivo de produzir concretos duráveis, de baixa permeabilidade e resistências à compressão de até 100 MPa.

79 Concreto de Alto Desempenho (CAD) Aplicações Obras prediais, construções de componentes de plataformas marítimas (obras marítimas), pontes e tabuleiros de viadutos (construção pesada).

80 Concreto de Alto Desempenho (CAD) Vantagens Redução do custo final da obra, maior durabilidade das estruturas, diminuição nas seções das peças e maior aderência do concreto à armadura.

81 Concreto de Alto Desempenho (CAD) Lançamento e adensamento de concreto com alto teor de cinza volante para o Templo e Complexo Cultural BAPS de Chicago.

82 Concreto de Alto Desempenho (CAD)

83 Concreto de Alta Resistência Edifício e-tower em São Paulo, Brasil A construção deste edifício alto usou concreto de alto desempenho com resistência à compressão de 108 MPa a 149 MPa aos 28 dias. Os primeiros 7 andares contêm 6 pilares de concreto de alta resistência. O concreto foi produzido com 0,19 de fator água cimento.

84 Tipos mais comuns: Ataques ao concreto Carbonatação, Cloretos, Fuligem, Fungos, Lixiviação e Sulfatos. Carbonatação - danos causados fissuração do concreto, destacamento do cobrimento do aço, redução da seção da armadura e perda de aderência desta com o concreto.

85 Ataques ao Concreto Carbonatação (Difusão de CO 2 ) Cobrimento (cm) fck (MPa) Tempo (anos) 2,0 15,0 6 2,0 25,0 38 2,0 50, ,0 25,0 5 3,0 25,0 45 Cobrimento de armaduras- espessura de camada de concreto sobre o aço de pilares, vigas e lajes varia de acordo com o ambiente em que a obra é construída

86 Concreto de Alto Desempenho (CAD) A durabilidade está associada a várias características, como: permeabilidade reduzida, que confere aos CAD menor penetração dos agentes agressivos provenientes do exterior, o caso mais comum de ataque ao concreto; porosidade também é baixa, podendo chegar a menos de 10%, cerca da metade da medida nos concretos convencionais. aumento da resistência à carbonatação, que aumenta a resistência destes concretos ao ataque de agentes agressivos gasosos.

87 DEFINIÇÃO DE CAR - CONCRETO É DENOMINADO DE CAR QUANDO SUA RESISTÊNCIA É SUPERIOR À MÉDIA USUAL (DAL MOLIN et al, 1997; LARRARD & SEDRAN, 2002). - CAD X CAR. - O CAR É UMA CLASSE PARTICULAR DE CAD.

88 Concreto de Alta Resistência O concreto é definido como sendo de alta resistência apenas com base na resistência à compressão a uma dada idade. É possível conseguir alta resistência e alta trabalhabilidade com adição de superplastificantes. Concretos com mais de 55MPa são chamados de concretos de alta resistência.

89 VANTAGENS NO USO DE CAD: - REDUÇÃO DO CONSUMO DE CIMENTO para a obtenção de 1 MPA de resistência. - REDUÇÃO DO VOLUME DE CONCRETO DA ESTRUTURA. - REDUÇÃO DE CUSTOS. - PRODUÇÃO DE ESTRUTURAS COM ALTA DURABILIDADE. - MENOR EMISSÃO DE CO 2. - MAIOR ÁREA ÚTIL

90 Concreto CAD x Concreto Tradicional Perspectiva de estrutura constituída com concreto tradicional Perspectiva de estrutura constituída com CAD

91 Concreto de Alto Desempenho (CAD) BENEFÍCIOS DA ADIÇÃO DE SÍLICA EFEITOS FÍSICOS E QUÍMICOS

92 Concreto de Alto Desempenho (CAD) EFEITO FÍSICO EFEITO MICROFILLER DIÂMETRO DA SÍLICA 100 VEZES MENOR QUE O DO CIMENTO MAIOR EMPACOTAMENTO DOS SÓLIDOS. PREENCHIMENTO DOS VAZIOS DO CIMENTO PELA SÍLICA

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94 Concreto de Alto Desempenho (CAD) AS PARTÍCULAS DE SÍLICA ATUAM COMO PONTOS DE NUCLEAÇÃO PARA O CRESCIMENTO DOS PRODUTOS DE HIDRATAÇÃO, PROVOCANDO O REFINAMENTO DA ESTRUTURA DOS POROS E DOS PRODUTOS DE HIDRATAÇÃO, REDUZINDO TAMBÉM O ESPAÇO DISPONÍVEL PARA A ÁGUA

95 FIGURA

96 Concreto de Alto Desempenho (CAD) EFEITO QUÍMICO SÍLICA SE COMBINA RAPIDAMENTE COM O CA(OH) 2 PRODUZIDO NA HIDRATAÇÃO DO CIMENTO FORMANDO C-S-H (Silicato de Cálcio Hidratado) SÍLICA É ALTAMENTE REATIVA DEVIDO SIO 2, ESTADO AMORFO E ALTA FINURA

97 FIGURA Ausência de transição entre a pasta e o agregado

98 FIGURA

99 Concreto de Alto Desempenho (CAD) É QUASE IMPOSSÍVEL DETERMINAR A PERMEABILIDADE À AGUA DO CAD HÁ UMA REDE CONTÍNUA DE CAPILARES INTERLIGADOS MUITO FINOS COM UMA REDE MENOS DESENVOLVIDA EM RELAÇÃO AOS CCV CAD É MENOS SENSÍVEL AOS ATAQUES EXTERNOS E À CARBONATAÇÃO.

100 - ANÁLISE DE CUSTOS

101 - ANÁLISE QUANTO AO CONSUMO DE CIMENTO

102 - ANÁLISE QUANTO À EMISSÃO DE CO 2

103 FIM