CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL COM MATERIAIS ENCONTRADOS NA REGIÃO DE BELÉM

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1 UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA Mariana Domingues von Paumgartten CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL COM MATERIAIS ENCONTRADOS NA REGIÃO DE BELÉM BELÉM 2010

2 Mariana Domingues von Paumgartten CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL COM MATERIAIS ENCONTRADOS NA REGIÃO DE BELÉM Trabalho de Conclusão de curso apresentado à Universidade da Amazônia para obtenção do grau de bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. MSc. José Zacarias Rodrigues da Silva Junior. BELÉM 2010

3 Mariana Domingues von Paumgartten CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL COM MATERIAIS ENCONTRADOS NA REGIÃO DE BELÉM Banca Examinadora: Trabalho de Conclusão de curso apresentado à Universidade da Amazônia para obtenção do grau de bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. MSc. José Zacarias Rodrigues da Silva Junior. Profº MSc. José Zacarias Rodrigues da Silva Junior Profº MSc. Wandemyr Mata dos Santos Filho Engº Ruy Klautau de Mendonça Apresentado em: / / Conceito: BELÉM 2010 I

4 À Deus principalmente, aos meus pais, Wilson e Maria Augusta, pois sem eles nada sou, à minha irmã Gabriela pela amizade e ao meu noivo Danillo por todo apoio e compreensão. II

5 AGRADECIMENTOS Agradeço ao meu orientador, Profº MSc. José Zacarias Rodrigues da Silva Junior, pela sua dedicação, pela paciência e pelos conhecimentos transmitidos não só ao longo da elaboração da dissertação, mas ao longo dos dois anos que trabalhamos juntos. Ao Coordenador do Curso de Engenharia Civil da UNAMA, Profº Dr. Selênio Feio da Silva, pelo seu grande apoio em todos os momentos que eu precisei. A todos os meus professores do Curso de Engenharia Civil, pelos relevantes conhecimentos transmitidos ao longo dos 5 anos de vida acadêmica. Ás empresas MC Bauchemie e Metacaulim do Brasil pelos materiais doados para a execução do trabalho. Ao meu grupo de trabalhos acadêmicos, Alexandre, Anselmo, André, Flavinho e Murilo, pelas madrugadas acordados tentando terminar trabalhos e pelas viagens do IBRACON. Aos colegas de turma, pelo dia-dia de aulas que muitas vezes eram muito cansativos, mas que valeram à pena. Aos funcionários da secretaria do CCET, André, Débora, Rioma e Paulo, pelos galhos quebrados e pelos lanches da tarde. Aos meus pais, que tanto se esforçaram para que isto estivesse acontecendo e pelas palavras de incentivo. À minha irmã Gabriela, pela convivência nem sempre harmoniosa, mas que esteve sempre ao meu lado. Ao meu noivo Danillo, pelo amor, carinho, amizade e companheirismo sempre presentes. III

6 As histórias têm começo meio e fim. Na vida, cada fim é um novo começo. Walt Disney IV

7 SUMÁRIO AGRADECIMENTOS... III LISTA DE FIGURAS... VII LISTA DE TABELAS... VIII LISTA DE SÍMBOLOS... IX RESUMO... X ABSTRACT... XI 1. INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA DO TEMA OBJETIVOS SÍNTESE DOS CAPÍTULOS CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL HISTÓRICO DEFINIÇÃO REOLOGIA VANTAGENS E APLICAÇÃO OBRAS DE BELÉM MATERIAIS DE BELÉM UTILIZADOS NO TRABALHO Cimento Agregados Adições minerais Aditivo superplastificante Água PROPRIEDADES DO CAA NO ESTADO FRESCO Ensaio de espalhamento (slump flow test) Ensaio de espalhamento T500 (slump flow test t500) Ensaio de caixa L (L-box test) Ensaio de tubo U (U-box test) PROPRIEDADES DO CAA NO ESTADO ENDURECIDO Resistência à compressão axial Resistência à tração por compressão diametral Módulo de deformação VIABILIDADE ECONÔMICA DO CAA V

8 4. PROGRAMA EXPERIMENTAL MÉTODO DE DOSAGEM MÉTODO DE ENSAIO DISCUSSÃO DOS RESULTADOS CONSIDERAÇÕES FINAIS RECOMENDAÇÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS VI

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Ponte Akashi-Kaikyo Figura 2 Comportamento dos fluidos Binghamanianos e Newtonianos Figura 3 Curvas de fluxo de um CCV e um CAA Figura 4 Bloco de ancoragem da ponte Akashi-Kaikyo Figura 5 Parede para simulações de terremotos Figura 6 Laje do metrô de São Paulo Figura 7 Ponte sobre o Rio Guamá onde foi utilizado o CAA nas suas estacas submersas 25 Figura 8 Vigas do elevado Daniel Berg onde foi utilizado o CAA Figura 9 Edifício Reserva Ibiapaba da construtora Gafisa onde se utilizou CAA nas paredes armadas Figura 10 Relação entre a forma do agregado miúdo e a resistência ao cisalhamento Figura 11 Molécula de um Policarboxilato Figura 12 Ação do policarboxilato sobre as partículas de cimento Figura 13 Manutenção da trabalhabilidade devido ao efeito estéreo Figura 14 Aparato para ensaio de slump flow Figura 15 Análise do aspecto visual do espalhamento Figura 16 Aparato para execução de ensaio Caixa-L Figura 17 Aparato para ensaio de Caixa-U Figura 18 Fatores que influenciam na resistência do concreto Figura 19 Cone de Abrams e chapa utilizada no experimento Figura 20 Espalhamento obtido no experimento Figura 21 Colocação do CAA no compartimento vertical Figura 22 CAA após a abertura da comporta Figura 23 CAA após a abertura da comporta Figura 24 Medição das alturas R1 e R Figura 25 Prensa hidráulica da marca EMIC Figuras 26 Corpos-de-prova sendo submetidos ao ensaio de absorção por capilaridade Figura 27 Corpos-de-prova sendo submetidos ao ensaio de absorção por capilaridade Figuras 28 Aparelho de ensaio do módulo de deformação VII

10 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Características do cimento CPII F Tabela 2 Caracterização do agregado miúdo Tabela 3 Caracterização do agregado graúdo Tabela 4 Classificação das adições Tabela 5 Características físico-químicas do Metacaulim Tabela 6 Dados técnicos MC- Powerflow Tabela 7 Ensaios para avaliação da trabalhabilidade do CAA Tabela 8 Ensaios de resistência à compressão axial Tabela 9 Ensaios de tração por compressão diametral Tabela 10 Custo execução CCV Tabela 11 Custo execução CAA Tabela 12 Comparação de custos globais entre CVV e CAA Tabela 13 Consumo dos materiais utilizados no trabalho Tabela 14 Custo unitário dos materiais utilizados no trabalho comparados com o CCV proposto por Souza et. al Tabela 15 Dosagens estabelecidas para o experimento Tabela 16 Classes de espalhamento Tabela 17 Classes de viscosidade plástica Tabela 18 Classes de habilidade passante Tabela 19 Valores aceitáveis para o ensaio de Caixa-U Tabela 20 Resultados obtidos através de ensaios no estado fresco Tabela 21 Resultados obtidos através de ensaios de compressão e tração Tabela 22 Resultados obtidos através de ensaio de absorção de água por capilaridade Tabela 23 Resultados do ensaio de módulo de deformação VIII

11 LISTA DE SÍMBOLOS CAA Concreto auto-adensável CCV Concreto convencional vibrado fc ft cm Resistência à compressão Resistência à tração Centímetro m³ Metro cúbico mm Milímetro MPa Megapascal M Metro Kg Quilograma CP Cimento Portland C3A Aluminato tricálcico CP II Cimento Portland Composto A.P.I. Adições predominantemente inertes A.P.R Adições predominantemente reativas a/c Relação água/cimento T500 Tempo para o concreto alcançar um diâmetro de 50 cm H2/H1 Relação final entre as alturas do concreto no final do trecho horizontal e a altura do concreto remanescente do trecho vertical da caixa R1-R2 R2 Diferença final entre as alturas do concreto no compartimento esquerdo e direito da caixa σ Tensão de cisalhamento GPa Gigapascal SP Superplastificante MC Metacaulim Η Viscosidade γ Taxa de cisalhamento tf Tonelada força IX

12 RESUMO O concreto auto-adensável é uma das evoluções dos concretos convencionais que se mostra como sendo uma tecnologia que possui características nunca alcançadas com o concreto convencional, que é constituído somente por aglomerante, agregado e água. Trata-se de um concreto que têm como fundamento a utilização de aditivos e adições minerais, que irão fazê-lo alcançar suas três principais propriedades: coesão, habilidade passante e resistência à segregação. Por possuir adensamento próprio, permite que o material tenha propriedades reológicas muito mais fluidas, aumentando sua área de atuação, já que é possível usar tal material para formas mais exóticas ou armaduras mais densas. Apesar da tecnologia não ser exatamente nova, ainda não há um consenso teórico de como dosar um CAA, sendo que os traços são desenvolvidos de maneira experimental e os métodos teóricos já existentes, ainda não são muito populares, variando de pesquisador para pesquisador. Este trabalho propõe o estudo de uma dosagem feita a partir de materiais encontrados na região de Belém, caracterizada por possuir um agregado natural friável e não ter difundida a utilização do CAA. Palavras-chave: Auto-adensável. Coesão. Habilidade passante. Resistência à segregação. X

13 ABSTRACT The self-compacting concrete is one of the evolutions of the conventional concrete which appears to be a technology that possesses characteristics never achieved with conventional concrete, which is constituted only by the binder, aggregate and water. This is a concrete that are founded on the use of additives and mineral addition that is going to make the concrete achieve its three main properties: cohesion, passing ability and resistance to segregation. By having its own density, allows the material has rheological properties much more fluid, increasing its area of operation, since it is possible to use such material to more exotic forms or thicker armor. Although the technology is not exactly new, there is still no theoretical consensus on how to dose a CAA, and the features are designed as experimental and theoretical methods already exist, are not yet very popular, ranging from researcher to researcher. This work proposes the study of a dosage made from materials found in the Belém region, characterized by having a friable natural aggregate and not have widespread the utilization of CAA. Key-words: Self-compacting. Cohesion. Passing ability. Resistance to segregation. XI

14 1. INTRODUÇÃO Nos dias atuais, concretos convencionais de Cimento Portland vêm perdendo seu espaço. Por possuírem algumas deficiências, obteve-se a necessidade de estudar novos tipos de misturas que melhorassem o desempenho dos concretos. Com o advento dos superplastificantes, consegue-se misturas de alta resistência, em torno de 60 a 120 MPa e essa adição também melhorou outras propriedades do concreto. Por reduzir a quantidade da água, o concreto torna-se menos poroso, assim, reduzindo a ocorrência de patologias e elevando a vida útil do mesmo, que anteriormente era de 40 a 50 anos, para, 100 a 150 anos. Os concretos especiais têm como objetivo melhorar as propriedades do concreto convencional e, consequentemente, diminuindo os gastos de energia e mão-de-obra, tornando-os viáveis economicamente. A obtenção de concretos que otimizem o processo construtivo vêm sendo estudada há muitos anos. Problemas com o processo de adensamento do concreto convencional em estruturas muito complexas, fizeram com que, no final da década de 70, pesquisadores da Itália, Alemanha e Japão desenvolvessem misturas que possuíssem alta trabalhabilidade, ou seja, coesão e fluidez simultaneamente. Desta forma, surgiu o concreto auto-adensável (CAA). (MEHTA e MONTEIRO, 2008) Segundo Okamura (1997), o primeiro concreto auto-adensável foi desenvolvido na Universidade de Tóquio por Ozawa, em Devido à região sofrer abalos sísmicos, as estruturas utilizadas possuem alta taxa de armadura, onde o problema com a adensiblidade seria sanado com a utilização de um concreto fluído. 1.1 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA DO TEMA Uma das principais vantagens do CAA é a de se utilizar grande quantidade de finos na sua composição, o que proporciona à utilização de resíduos industriais 14

15 como: cinzas de casca de arroz, cinza volante, sílica ativa e também metacaulim, entre outros, na substituição do cimento. Assim, contribuindo para a diminuição do impacto ambiental. No Brasil, o concreto auto-adensável ainda não é largamente utilizado. Segundo Tutikian & Dal Molin (2008), o uso incipiente tem como causa principal, a falta de conhecimento sobre o assunto por parte de alguns profissionais. A grande variedade de estudos de dosagens experimentais faz com que o CAA não seja utilizado. Na região de Belém, há poucas utilizações desta tecnologia. A região é caracterizada por utilizar em suas construções, uma areia natural fina e seixo rolado, que proporcionariam uma melhor coesão e trabalhabilidade ao CAA. A importância do estudo de uma dosagem de concreto auto-adensável com a utilização dos materiais da região é grande, tendo em vista que, esta tecnologia apresenta vantagens econômicas, atendendo as exigências de mercado e oferecendo os benefícios que esta nova tecnologia pode obter. 1.2 OBJETIVOS Este trabalho tem como objetivo principal apresentar uma dosagem de concreto auto-adensável utilizando materiais disponíveis na região metropolitana de Belém, visando sua utilização em elementos estruturais como lajes, vigas e pilares. Os objetivos específicos do trabalho são: Avaliar algumas propriedades do CAA no estado fresco, através de ensaios, como: fluidez, coesão e habilidade passante; Estudar a melhoria propriedades mecânicas de resistência à compressão axial e diametral, resistência à flexão e módulo de elasticidade; Analisar a propriedade de ascenção capilar; Avaliar a viabilidade econômica da implantação do método para estruturas convencionais. 15

16 1.3 SÍNTESE DOS CAPÍTULOS O presente trabalho está dividido em 7 capítulos. No capítulo 1, tem-se a introdução da pesquisa e seus objetivos. No Capítulo 2 é apresentada a revisão bibliográfica contendo o histórico do CAA, onde é explicada a sua definição, apresentando suas características, vantagens da sua utilização, propriedades no estado fresco e endurecido, como também, as características dos materiais utilizados na dosagem. O capítulo 3, o programa experimental é apresentado, contendo o método de dosagem estudado e o método de ensaio utilizado para avaliar as propriedades do concreto auto-adensável. No Capítulo 4, são analisados os resultados dos ensaios propostos e por seguinte, no Capítulo 5, é avaliada a viabilidade econômica da utilização do CAA. Por fim, no Capítulo 6 são apresentadas as conclusões do trabalho e no Capitulo 7, as referências bibliográficas. 2. CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL 2.1 HISTÓRICO A partir do ano de 1983, problemas com a durabilidade de estruturas de concreto foi um assunto discutido no Japão e desencadeou problemas para a sociedade japonesa. Uma ótima adensibilidade é necessária para obter-se estruturas duráveis, contudo, a gradual redução da quantidade de mão-de-obra na indústria da construção japonesa levou a queda da qualidade das peças estruturais (OKAMURA, 1997). Em 1986, o CAA é desenvolvido na Universidade de Tóquio e tem seu primeiro protótipo feito por Ozawa em 1988 para sanar o problema do adensamento 16

17 (GOMES e BARROS, 2009). Em meados da década de 90, o CAA surge na Europa e desencadeia uma série de estudos no mundo todo. Uma das primeiras utilizações do concreto auto-adensável foi nas duas ancoragens da ponte Akashi-Kaikyo (Figura 1), no Japão, em Na época, ela possuía o maior vão do mundo (1.991 m), e foram lançados m³ de CAA. Figura 1 Ponte Akashi-Kaikyo (Geyer, 2006 apud Araújo, 2008). Estudos feitos por entidades americanas desde 2008 para a normatização, padronização e especificações para o CAA, vem fazendo com que sua aplicação seja cada vez maior. Estima-se que já chegue à m³ de concreto o volume utilizado por dia, em estruturas protendidas na América do Norte (ARAÚJO, 2008). No Brasil, a partir de 1970, o concreto auto-adensável, com características diferentes, era utilizado somente em concretagens submersas como na Ponte Rio Niterói e nas paredes diafragmas da Estação São Bento do metrô de São Paulo (GEYER; SENA, 2002 apud ARAÚJO, 2008). A partir de 2004, em cidades como Goiânia, Belo Horizonte, Florianópolis e Porto Alegre surgiram as primeiras aplicações de CAA em edificações. Na região de Belém, antes de 2008, somente aplicações de concretagem submersa com concreto auto-adensável foram utilizadas, na Ponte do Rio Guamá e nas bases das torres da linha de transmissão da Eletronorte no Rio Guamá e Acará, na década de

18 2.2 DEFINIÇÃO Um concreto só pode ser definido como sendo auto-adensável se possuir três características: fluidez, habilidade passante e resistência à segregação (EFNARC, 2002). A propriedade dita como fluidez é caracterizada pela capacidade que a mistura tiver de fluir dentro da fôrma e preencher todos os espaços. Habilidade passante é a capacidade que o concreto tem de escoar sobre a forma, passando pelas armaduras, sem apresentar obstrução do fluxo ou segregação. E resistência à segregação é a propriedade que define a capacidade do CAA de se manter coeso ao fluir dentro das fôrmas, passando ou não por obstáculos (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Segundo Tutikian & Dal Molin (2008), a característica de habilidade de preencher as fôrmas sem o surgimento de bolhas de ar ou falhas de concretagem, seja um CAA ou não, é um dos principais fatores que influenciam na qualidade final do concreto endurecido. O concreto auto-adensável não pode depender de vibração externa para cumprir seu papel. O uso de qualquer tipo de vibração é estritamente proibida no CAA. Seu único meio de adensar é através do seu próprio peso, pela ação da força da gravidade. Uma ressalva se faz na propriedade de resistência à segregação. Quando o concreto escoa dentro da fôrma atravessando obstáculos, não deve segregar. Podese observar que, uma mistura pode estar aparentemente coesa e quando lançada apresentar segregação. Portanto, se faz justo a utilização dos ensaios no estado fresco para se constatar que não é apresentada nenhuma segregação. 2.3 REOLOGIA Segundo Barros e Gomes (2009), a ciência que estuda o fluxo (deformação irrecuperável no tempo) de materiais é chamada de reologia, e inclui os estudos de deformação do concreto fresco, manuseio e lançamento. 18

19 Os fluidos podem ser divididos em dois grandes grupos: Newtonianos e Não- Newtonianos. Os fluidos Newtonianos se definem através de um gráfico (tensão de cisalhamento x taxa de cisalhamento) de uma reta, onde o início é na origem e a curva subiria com uma inclinação constante. Qualquer ponto desta reta define os valores para tensão de cisalhamento (σ) e taxa de cisalhamento (γ). A razão entre os valores de σ e γ, obtem-se o valor da viscosidade (η). Entre os fluidos Newtonianos podemos citar alguns gases, a água pura, solventes, entre outros (ALENCAR, 2008). Segundo Alencar (2008), quando se trata de fluidos Não-Newtonianos, não podemos afirmar que existe uma viscosidade constante. Dentre esses fluidos, podemos classificá-los como: dependentes e independentes do tempo. Os primeiros tem suas propriedades variadas de acordo com a tensão de cisalhamento e com o tempo de aplicação dessa tensão. Os materiais Não-Newtonianos independentes do tempo são subdivididos em dois grupos: sem e com tensão inicial. Os sem tensão inicial não precisam de nenhuma tensão de cisalhamento para escoar. Ao contrário, os com tensão inicial, o fluxo do material só ocorre após a aplicação de uma tensão mínima de escoamento. O CAA é classificado como um material que apresenta comportamento Binghamaniano, onde se comporta como um sólido ideal até que a tensão tangencial aplicada ultrapasse a tensão de escoamento. Após esse instante, o concreto começa a se comportar como um fluido que possui uma relação linear entre a tensão aplicada e a velocidade de deformação (ALENCAR, 2008). A figura 2 mostra o comportamento de um fluido Newtoniano e Binghamaniano. 19

20 Figura 2 Comportamento dos fluidos Binghamanianos e Newtonianos (adaptado de ALENCAR, 2008). Segundo Barros e Gomes (2009), os estudos reológicos tem permitido compreender o comportamento do CAA, favorecendo uma dosagem mais racional desse concreto especial. Fava & Fornasier apud Alencar (2008), esclarecem que as constantes reológicas de tensão de escoamento e a viscosidade plástica devem cumprir duas condicionantes fundamentais para que um CAA tenha uma adequada autocompactabilidade: 1) Um valor muito baixo ou nulo de σ, faz com que o concreto se comporte aproximadamente como um fluido Newtoniano. Tal condição implica que o CAA deverá ter uma elevada fluidez. 2) Um valor moderado para η, de forma a promover uma adequada resistência à segregação. Esse ponto é fundamental, já que uma viscosidade muito baixa pode prejudicar a estabilidade da mistura, enquanto uma elevada viscosidade pode levar à bloqueios dos agregados em contato com as armaduras e deficiência no acabamento superficial do concreto. A figura 3 mostra um comparativo entre as curvas de fluxo do CCV e do CAA, evidenciando as condicionantes citadas acima. 20

21 Figura 3 Curvas de fluxo de um CCV e um CAA (ALENCAR, 2008). 2.4 VANTAGENS E APLICAÇÃO O concreto auto-adensável foi desenvolvido no final da década de 80 para melhorar a durabilidade das estruturas. Desde então, foram feitas investigações e o CAA vem sendo utilizado em estruturas, principalmente por grandes empresas de construção japonesas (OKAMURA e OUCHI, 2003). Após inúmeras pesquisas de vários países que estudaram sua adensibilidade e suas vantagens, chega-se a conclusão que o CAA (EFNARC, ARAÚJO e CAVALCANTI, 2006): acelera a construção; reduz mão-de-obra no canteiro, assim, reduzindo o custo de aplicação por m³; melhora o acabamento final da estrutura; melhora a durabilidade da estrutura; fácil de adensar; permite uso de várias formas e tamanhos; permite concretagens em peças com seções reduzidas; elimina o barulho de vibração; 21

22 torna o local de trabalho mais seguro; permite bombeamento em grandes distâncias; permite o uso de grandes volumes de aditivos minerais provenientes de resíduos industriais, contribuindo para a diminuição do impacto ambiental; reduz o custo final da obra comparado com o ccv. O CAA pode ser utilizado de várias formas, tanto moldado in loco como na indústria de pré-moldados, pode ser dosado no canteiro ou em centrais e também pode ser lançado com bombas de concreto, gruas ou simplesmente espalhado. Portanto, o CAA é tão versátil quanto o CCV. (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008) Segundo Okamura e Ouchi (2003), no Japão, apenas 0,1% dos concretos usinados são auto-adensáveis. Apesar de vários países como Japão e países europeus já existam aplicações do CAA, ele ainda é pouco utilizado. Dentre as aplicações com concreto auto-adensável pelo mundo, podemos citar: Segundo Tutikian e Dal Molin (2008), na França, o CAA foi usado na Chamarande, em As peças concretadas eram longas paredes com 2,30 metros de altura, 16 centímetros de espessura e 30 metros de comprimento. O teor me argamassa do traço foi de 61,50%. A ponte Akashi Kaikyo, com vão de metros, teve em sua execução a utilização do CAA nas duas ancoragens (Figura 4). O concreto foi bombeado em tubos de 200 metros de comprimento. A economia de tempo foi da ordem de 20%, tendo seu tempo de execução reduzido de 2,5 anos para 2 anos. (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). 22

23 Figura 4 Bloco de ancoragem da ponte Akashi-Kaikyo (Geyer, 2006 apud Araújo, 2008). No Chile, em um túnel de aproximadamente metros de extensão com diferentes diâmetros e com profundidade de 9 metros utilizou-se o CAA. O túnel possui Fck de projeto igual a 30 MPa, a/c menor que 0,55 e consumo de cimento menor que 320 kg/m³ de concreto (SCIARAFFIA, 2003 apud CAVALCANTI, 2006). Outro exemplo de aplicação do CAA ocorreu na cidade de Ilinois nos Estados Unidos. A Universidade local desenvolveu um projeto que consiste em uma parede densamente armada em forma de L que seria indestrutível para simulação de diversos terremotos (Figura 5). A estrutura possuía vários tubos horizontais para futuras medições e os mesmos não poderiam de mover, portanto, o uso da vibração foi descartado. Utilizou-se o CAA e depois da desfôrma, observou-se que a parede não necessitava de reparos e que os tubos não haviam sido danificados. (TUTIKIAN e DAL MOLIN, apud GRACE, 2005). 23

24 Figura 5 Parede para simulações de terremotos (TUTIKIAN & DAL MOLIN apud GRACE, 2005). No Brasil, destacam-se algumas aplicações do CAA descritas no artigo da Revista Téchne (2008). Na obra do Residencial Pateo São Paulo, da construtora BKO, pôde ser verificado que o tempo de lançamento foi reduzido pela metade utilizando o mesmo número de trabalhadores. O mesmo aconteceu na ampliação do Shopping Flamboyant, em Goiânia. Outra aplicação do CAA foi no Metrô de São Paulo com uma laje de m³ de volume (Figura 6), foram utilizados 600 m³ nas regiões de engaste da laje com as paredes dos poços. Figura 6 Laje do metrô de São Paulo (TECHNE, 2008). 24

25 Em Novo Hamburgo, Rio Grande do Sul, a Mosmann Incorporações utilizou o CAA na execução da estrutura de um edifício residencial. Verificou-se que ao todo, os funcionários tiveram 162 horas livres por andar, que foram usadas para acelerar outros tipos de serviços. 2.5 OBRAS DE BELÉM Abaixo ilustra-se nas figuras 7, 8 e 9 obras da região de Belém que utilizaram como tecnologia o concreto auto-adensável: Figura 7 Ponte sobre o Rio Guamá onde foi utilizado o CAA nas suas estacas submersas (CONSTRUBASE, 2010). 25

26 Figura 8 Vigas do elevado Daniel Berg onde foi utilizado o CAA (Acervo do autor, 2010). Figura 9 Edifício Reserva Ibiapaba da construtora Gafisa onde se utilizou CAA nas paredes armadas (Acervo do autor, 2010). 26

27 2.6 MATERIAIS DE BELÉM UTILIZADOS NO TRABALHO Os materiais constituintes do CAA são quase os mesmos do concreto convencional, que é constituído de aglomerante (cimento), agregados (miúdos e graúdos) e água. O concreto auto-adensável, além de possuir esses componentes, também contém em sua mistura adições minerais e aditivos químicos. A seguir serão apresentados os componentes indicados e os encontrados na região de Belém que se mostraram tecnicamente e economicamente viáveis Cimento (CPII-F-32) Os tipos de cimento utilizados para a confecção do CAA são os mesmos usados no CCV. Segundo Tutikian e Dal Molin (2008), como não existe critérios científicos que especifiquem o cimento mais adequado para o CAA, o melhor cimento é aquele que apresenta e menor variabilidade em termos de resistência à compressão. Segundo Cavalcanti (2006), deve-se levar em consideração a interação cimento-superplastificante, onde as partículas do cimento de C 3 A e C 4 AF são facilmente adsorvidas pelo superplastificante. No entanto, a proporção destes aluminatos deve ser moderada, a fim de melhorar a uniformidade da adsorção. A trabalhabilidade e a necessidade de água da mistura estão diretamente ligados a quantidade de C 3 A e a granulometria do cimento. Em relação à reologia do cimento, o fator determinante é a quantidade de aluminato tricálcico (C 3 A), que, quanto menor for sua proporção no cimento, mais fácil será seu controle reológico, assim como, o concreto terá um enrijecimento mais prolongado (TUTIKIAN e DAL MOLIN, 2008). Para se obter um CAA fluido, sem dificuldades de aplicação, o teor de C 3 A deve ser inferior a 10% (EFNARC, 2002). O cimento escolhido para a dosagem proposta foi o CPII, por possuir uma quantidade de C 3 A em torno de 8% (METHA e MONTEIRO, 2008). O CPII F 32 é um cimento Portland com adição de filler de calcário, classe 32 de acordo com a NBR 27

28 5732 (ABNT, 1991) e é facilmente encontrado na região de Belém. A caracterização do cimento encontra-se na tabela 1. Tabela 1 Características do cimento CPII F 32 PROPRIEDADES DO CPII F 32 Finura (%) 3,29 Massa específica (Kg/dm³) 3,14 Tempo de pega (hora) Resistência à compressão (MPa) Início 3 Fim 6 28 dias Agregados Para a confecção do CAA pode-se utilizar tanto areias naturais, quanto as industriais. Faz-se uma ressalva para cuidados maiores com a utilização das areias oriundas de processos industriais, pois essas podem possuir descontinuidade na sua composição granulométrica. As areias naturais, por terem sua forma mais arredondada e lisa, são as mais indicadas para a dosagem do concreto autoadensável. Por possuírem essa forma, aumenta a fluidez da pasta para uma mesma quantidade de água. Segundo Okamura e Ouchi (2003), quanto maior o ângulo da partícula, maior será a resistência ao cisalhamento da argamassa, reduzindo a possibilidade de deformação do concreto. A figura 10 mostra a relação entre a forma do agregado miúdo e a resistência ao cisalhamento do CAA (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). 28

29 Figura 10 Relação entre a forma do agregado miúdo e a resistência ao cisalhamento (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008) A finura do cimento também está diretamente ligada à reologia. Os cimentos que possuem superfícies específicas maiores, ou seja, mais finos, têm partículas em maior quantidade em contado com a água, assim, aumentando a freqüência de colisão entre elas, reduzindo a tensão de escoamento (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Segundo Gomes e Barros (2009), o tipo do cimento tem efeito significante na tensão de escoamento e em estudos, foi constatado que, cimentos mais finos têm sua tensão de escoamento reduzida. O CAA, por possuir em sua composição uma quantidade de finos maior, gera um alto custo e um alto calor de hidratação, podendo causar problemas de retração do concreto. Para reduzir esse problema, são adicionados fíleres ou pozolanas para substituir parte do cimento. No entanto, já estão sendo utilizados cimentos a base de um composto chamado belita, que nada mais é do que uma forma impura de C 2 S, que, quando usado em proporções maiores no cimento, torna-o menos reativo e reduz o calor de hidratação (GOMES, 2002 apud CAVALCANTI, 2006). Segundo Neville (1997), os cimentos mais finos contribuem para um maior ganho de resistência, em função da velocidade de hidratação do cimento. O consumo de cimento do CAA está entre 200 a 450 Kg/m³, dependendo do tipo de adições. Devese ter cuidados adicionais quando o consumo for maior que 500 Kg/m³ em razão dos possíveis problemas de retração (GOMES e BARROS, 2009) Segundo Gomes e Barros (2009), os agregados devem atender as exigências da norma iguais as utilizadas para o CCV. Recomenda-se que a granulometria 29

30 abaixo de 0,125 mm sejam consideradas parte dos finos da dosagem, onde a mesma irá contribuir para a melhoria da coesão e aumento da viscosidade. Para o agregado graúdo, o diâmetro máximo característico deve ser de 20mm, porém, diâmetros de 40mm já foram utilizados em aplicações do CAA. O volume de agregado miúdo deve ser, no máximo, de 40% do volume de argamassa e o graúdo deve ser de 50% do volume de sólidos (OKAMURA, 1997). Ao contrário das areias, o agregado graúdo que possui superfície lisa é o mais indicado. Agregados porosos e angulares têm melhor aderência com a pasta de cimento, mas por outro lado, a porosidade faz com que ocorra um maior consumo de água. Portanto, recomenda-se que para a dosagem do CAA, o melhor agregado é aquele que possui fator de forma mais próximo que 1 dada pela equação 1 (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Equação 1 Deve-se fazer um rigoroso controle da umidade dos agregados, para a obtenção de concreto uniforme (EFNARC, 2002). A variação da umidade pode aumentar consideravelmente o consumo de água e, consequentemente afetar as propriedades mecânicas e a durabilidade do concreto (DOMONE, 2006 apud TUTIKIAN e DAL MOLIN, 2008). A areia utilizada no trabalho é oriunda do município de Santa Bárbara no Pará, é do tipo quartzoza com grãos esféricos e é classificada como fina. O agregado graúdo escolhido foi o seixo rolado tipo médio, por ser encontrado facilmente na região e é oriundo do município de São Miguel do Guamá. A tabela 2 e 3 mostram a caracterização dos agregados. 30

31 Tabela 2 Caracterização do agregado miúdo. AREIA FINA Peneiras (mm) Massa retida (g) % Retida % Retida acumulada 4,8 3,13 0,313 0,313 Método de Ensaio 2,4 14,21 1,421 1,734 1,2 38,67 3,867 5,601 0,6 128,0 12,800 18,401 0,3 715,09 71,509 89,91 NBR NM 248 0,15 41,02 4,102 94,012 Fundo 59,88 5, Total Massa Específica 2,57 Kg/dm³ NBR 9776 Massa Unitária 1,65 Kg/dm³ NBR NM 7251 Módulo de Finura 1,20 NBR NM 248 Diâmetro Máximo 1,2 mm NBR NM

32 Tabela 3 Caracterização do agregado graúdo. SEIXO ROLADO Peneiras (mm) Massa retida (g) % Retida % Retida acumulada Método de Ensaio ,5 387,34 7,75 7,75 9,5 1267,60 25,35 33,10 6,3 1342,29 26,85 59,94 4,8 751,82 15,04 74,98 2, ,98 NBR NM 248 1, ,98 0, ,98 0, ,98 0, ,98 Fundo 1250,95 25, Total Massa Específica 1,55 Kg/dm³ NBR NM 52 Massa Unitária 1,67 Kg/dm³ NBR NM 7251 Módulo de Finura 4,83 NBR NM 248 Diâmetro Máximo 19 mm NBR NM Adições Minerais Adições minerais são materiais silicosos com granulometria baixa que, quando incorporadas ao concreto, resultam em um efeito benéfico nas propriedades do mesmo e há uma considerável economia de energia e custo (METHA e MONTEIRO, 2008). Para aumentar a coesão e evitar a segregação do CAA, pode-se usar adições minerais ou modificadores de viscosidade. A escolha da adição mineral é baseada 32

33 em análises técnicas e econômicas, podendo ser diversas, desde que suas partículas sejam menores do que as do cimento. Além de estarem diretamente ligadas às propriedades de resistência à segregação, também possuem um papel importante na durabilidade e resistência do concreto (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Segundo Cavalcanti (2006), as adições podem ser classificadas como predominantemente inertes (A.P.I.) ou predominantemente reativas (A.P.R.), dependendo da reação com o concreto. As A.P.R. reagem quimicamente com a pasta, são exemplos: pozolanas, cinza volante, cinza da casca de arroz, cinzas da caldeira da queima do bagaço da cana de açúcar, sílica ativa e metacaulim. Já as A.P.I. reagem fisicamente, proporcionando uma maior compacidade, entre elas estão: fíleres de calcário, quartzo e resíduo de serragem de mármore e granito. Segundo EFNARC (2002), os dois tipos de adições podem ser utilizadas para a produção do CAA. A utilização de adições minerais traz uma série de benefícios, como: ambiental, quando a adição é um resíduo industrial, evitando que o mesmo seja jogado no meio ambiente; econômico, pois pode ser substituído pelo cimento, reduzindo o custo do m³ do concreto; e tecnológico, devido proporcionar melhorias nas propriedades do CAA no estado fresco e no endurecido. Nas propriedades no estado fresco, podemos citar a ausência de segregação e exsudação. Nas propriedades do concreto endurecido, é notável a melhoria das propriedades mecânicas, tais como: resistência, permeabilidade e durabilidade (METHA e MALHOTRA, 1996 apud CAVALCANTI, 2006). Segundo EFNARC (2005), as adições são classificadas de acordo com sua capacidade reativa com a água, conforme tabela 4. Tabela 4 Classificação das adições (EFNARC, 2005) 33

34 A adição mineral utilizada neste trabalho para a produção do CAA é o metacaulim, que será comentado com mais detalhes a seguir. Metacaulim O metacaulim foi desenvolvido originalmente na Europa em meados da década de 80, com o objetivo de oferecer ao mercado uma adição mineral de alta eficácia que, mesmo em quantidade relativamente bem inferiores à de outras pozolanas, conseguisse proporcionar altíssima durabilidade às estruturas e aplicações que utilizam concretos e outros produtos à base de Cimento Portland (GALLO, 2008). Segundo Helene (2003), o metacaulim é constituído principalmente por compostos à base de sílica (SiO 2 ) e alumina (Al 2 O 3 ) na fase amorfa, proporcionando alta reatividade com o hidróxido de cálcio presente no concreto. É recomendado para uso indiscriminado em concretos de Cimento Portland por possuir características físicas e químicas que melhoram as propriedades mecânicas do concreto. O princípio de ação do metacaulim no concreto pode ser dividido em dois tipos, o efeito microfiller e o efeito químico. O efeito microfiller são os espaços vazios ocupados pelas suas partículas, devido ao seu tamanho, assim reduzindo a sua porosidade, contribuindo para a retenção da água utilizada na mistura, melhorando a hidratação do cimento e reduzindo fissuras causadas por capilaridade e de retração durante a cura. O efeito químico é a formação de compostos mais estáveis quimicamente, devido à reação polozônica entre o metacaulim e o hidróxido de cálcio livre presentes na pasta de cimento, aumentando a resistência mecânica do concreto e sua durabilidade. (GALLO, 2008) Segundo (GALLO, 2008) a utilização de metacaulim na fabricação de concretos e argamassas oferece diversos benefícios, que podem se resumidos basicamente em três objetivos primordiais para qualquer obra ou aplicação: durabilidade, economia e segurança. Também podemos citar outros benefícios como: diminuição de fissuras oriundas da retração por secagem; aumento de resistência química à ácidos e sulfatos; redução da probabilidade de ocorrência de 34

35 corrosão das armaduras, aumento da resistência à abrasão e erosão de concreto, redução da eflorescência primária e secundária, e redução da carbonatação. Foi utilizado neste trabalho o Metacaulim HP, fabricado pela Metacaulim do Brasil que possui as seguintes características físico-químicas, conforme tabela 5. Tabela 5 Características físico-químicas do Metacaulim (GALLO,2008). PROPRIEDADES METACAULIM SiO 2 + Al 2 O 3 90% a 94% Fe 2 O 3 1,0% a 2,5% TiO 2 < 1,5% SO 3 < 0,1% MgO < 0,5% CaO < 0,5% Álcalis solúveis < 0,1% Perda ao fogo < 4,0% Área Esp. BET a cm²/g Massa específica 2,53 a 2,58 Kg/dm³ Massa Unitária 0,55 Kg/dm³ Aditivo superplastificante Segundo Metha e Monteiro (2008), os superplastificantes são também chamados de aditivos redutores de água de alta eficiência porque são capazes de reduzir de três a quatro vezes a água de amassamento de uma determinada mistura de concreto comparado aos aditivos redutores de águas normais. Foram desenvolvidos na década de 70 e já são amplamente utilizados na indústria da construção civil. São constituídos de surfactantes aniônicos de cadeia longa, de alta massa molecular com um grande número de hidrocarbonetos. Quando é absorvido nas partículas de cimento, o surfactante confere forte carga negativa, que ajuda a diminuir consideravelmente a tensão superficial da água e eleva acentuadamente a fluidez do sistema. Segundo Hartmann apud Tutikian e Dal Molin (2008), os superplastificantes podem ser agrupados em quatro categorias, de acordo com a sua composição química: 35

36 1. Lignossulfonatos ou lignossulfonatos modificados (LS). Os lignossulfonatos geralmente incorporam ar e retardam a pega do cimento; 2. Sais sulfonatos de policondensado de naftaleno e formaldeído, usualmente denominados de naftaleno sulfonato ou apenas naftaleno (NS). Estes não incorporam ar e praticamente não interferem no tempo de pega do cimento; 3. Sais sulfonatos de policondensado de melamina e formaldeído, usualmente denominados de melamina sulfonato ou apenas de melamina (MS). A melanina pode apresentar tendência a retardar a pega do cimento e, eventualmente, incorporar pequenas quantidades de ar; 4. Policarboxilatos (PC), que não retardam a pega do cimento. Segundo Tutikiam e Dal Molin (2008), os superplastificantes são classificados como: 1ª geração, que são os lignossulfonatos (LS) por serem redutores de águas normais; 2ª geração, que são o naftaleno (NS) e a melamina (MS), que permitem a redução de até 25% da água na mistura; e os de 3ª geração, que são os policarboxilatos (PC), mais aconselhados na produção do CAA, por terem alta eficiência e dispersarem as partículas de cimento quando comparados aos aditivos tradicionais como mostram as figuras 11,12 e 13. Figura 11 Molécula de um Policarboxilato (SILVA JUNIOR e VON PAUMGARTTEN, 2009). Figura 12 Ação do policarboxilato sobre as partículas de cimento (SILVA JUNIOR e VON PAUMGARTTEN, 2009). 36

37 Figura 13 Manutenção da trabalhabilidade devido ao efeito estéreo (SILVA JUNIOR e VON PAUMGARTTEN, 2009). A incorporação de superplastificantes em pastas, argamassas e/ou concretos provoca alterações nas propriedades e características da mistura, tais como: hidratação, porosidade, morfologia dos hidratos, evolução da resistência, fluidez, tempo de pega, retração, segregação e/ou exsudação, dentre outras. Tais características podem ser influenciadas de forma positiva ou negativa na mistura. Para que estes efeitos provocados pela adição do superplastificante sejam satisfatórios, deve ser feito um estudo prévio de compatibilidade e uma adequada caracterização dos materiais empregados (RONCERO, 2000 apud CAVALCANTI, 2006). Segundo Rixom e Mailvaganam apud Gomes (2002), com relação aos efeitos reológicos promovidos, os superplastificantes reduzem o valor da tensão de escoamento e viscosidade plástica das pastas de cimento. Para altas dosagens (0,8%), o valor da tensão de escoamento aproxima-se de zero e o sistema torna-se essencialmente Newtoniano. O aditivo superplastificante utilizado no trabalho foi o MC-Powerflow , composto de polímeros policarboxilatos e é classificado como um aditivo de 3ª geração. Tem como característica principal viabilizar longos tempos de trabalhabilidade ao concreto sem prejuízo à resistência inicial. Seus dados técnicos são descritos na tabela 6. Tabela 6 Dados técnicos MC- Powerflow (MC Bauchemie, 2010). CARACTERÍSTICA UNIDADE VALOR Densidade g/cm³ 1,06 Dosagem Recomendada % 0,2 a 5,0 Teor de Cloretos % < 0,1 Teor de Álcalis % < 0,1 37

38 2.6.5 Água Segundo Barros (2009), apesar da água ser o material que exige um controle de qualidade menos rigoroso, entre todos os componentes do concreto, é certamente o parâmetro mais importante no controle das propriedades do concreto fresco e endurecido. A quantidade de água em uma mistura depende de vários fatores, tais como: propriedades dos agregados, quantidade de água necessária para hidratação do cimento, quantidade total de partículas finas na mistura, uso de adições ou aditivos, e assim por diante. Segundo Cavalcanti (2006), quanto maior a quantidade de água no concreto, menor é a tensão limite de escoamento, aumentando sua deformabilidade e diminuindo a viscosidade da mistura. No entanto, um elevado teor de água pode provocar segregação. Para garantir a alta fluidez do CAA, sem afetar negativamente suas propriedades, parte da água pode ser substituída por superplastificantes. 2.7 PROPRIEDADES DO CAA NO ESTADO FRESCO Segundo Alencar (2008), vários autores têm proposto métodos de ensaio para testar as propriedades do CAA. Os primeiros ensaios foram realizados no Japão por Okamura na Universidade de Tóquio. Ao longo dos anos, diferentes métodos de ensaio foram desenvolvidos para caracterizar as propriedades do CAA no estado fresco. Ainda em fase de evolução, técnicas recentemente desenvolvidas têm sido utilizadas para avaliar estas propriedades. Alguns métodos são mais comumente utilizados, são estes: slump flow test, slump flow T500, caixa L (L-box), funil V (V-funnel) e o tubo U (U-pipe) (CAVALCANTI, 2006). As propriedades avaliadas são: fluidez, habilidade passante e resistência à segregação; e como não são independentes e estão diretamente ligadas entre si, alguns métodos avaliam várias propriedades ao mesmo tempo (ALENCAR, 2008). A tabela 7 mostra quais os ensaios mais indicados para avaliação de cada propriedade: 38

39 Tabela 7 Ensaios para avaliação da trabalhabilidade do CAA (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Ensaios Utilização Propriedades Avaliadas Laboratório Canteiro Fluidez Habilidade Passante Coesão Slump flow XXX XXX XXX N X Slump flow T500 XXX XX XXX N X V-funnel XX X XX N X V-funnel 5 min XX X X N XXX L-Box XX X N XXX XX U-Box XX X N XXX XX Fill-Box X N N XX XX U-Pipe X N X N XXX Orimet XX X XX X X J-Ring XXX XXX X XXX XX XXX altamente recomendável; XX recomendável; X pouco recomendável; N não relevante. Neste trabalho, serão avaliados as propriedades de fluidez e resistência à segregação com os ensaios de slump flow e slump flow T500 e habilidade passante com os ensaios de Caixa-L e Caixa-U. Serão descritos em seguida os ensaios Ensaio de espalhamento (Slump flow test) O ensaio de espallhamento foi desenvolvido no Japão em 1990 para avaliar o uso de concretos submersos (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Ele consiste em constatar se o concreto sob determinada força, provocada pelo seu peso próprio, é capaz de se espalhar até atingir determinada dimensão em determinado tempo e uma dimensão limite. Sua principal função é medir a capacidade de fluidez do CAA sem segregar (GOMES e BARROS, 2009). Segundo a NBR 15823/2010, o ensaio é realizado pelo espalhamento do tronco de cone de Abrams. O molde é posicionado sobre o centro de uma base plana (Figura 14), feita com material não absorvente e sem provocar atrito, e a 39

40 seguir preenchido com o concreto sem compactação. Após o preenchimento, o molde é levantado e o concreto flui livremente. O resultado do ensaio é a média de dois diâmetros perpendiculares do círculo formado pela pasta de concreto. Os valores aceitos pela maioria doa autores é de diâmetro mínimo de 600mm e máximo de 750mm (TUTIKIAN e DAL MOLIN, 2008). Figura 14 Aparato para ensaio de slump flow (NBR 15823/10). O slump flow possibilita uma avaliação visual se está havendo segregação, ou não. Para tal, é necessário verificar se o agregado graúdo esta distribuído homogeneamente e se está acompanhando a pasta até a sua extremidade, a figura 15 mostra os dois casos (ALENCAR, 2008). Figura 15 Análise do aspecto visual do espalhamento (ALENCAR, 2008). 40

41 2.7.2 Slump flow T500 O ensaio de slump flow T500 é uma variação do slump flow, no qual consiste na medição do tempo que o concreto atinge uma marca de 500 mm de diâmetro centrada na base de ensaio (ALENCAR, 2008). O teste é realizado simultaneamente com o slump flow. Assim que o concreto for erguido verticalmente, deve-se acionar o cronômetro e marcar o tempo em que o concreto atinge a marca de 500 mm. Se o tempo for baixo, significa que o concreto está muito coeso e deve ser corrigido. Os limites aceitos são de no mínimo 3 segundo e máximo de 7 segundos (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008) Ensaio de Caixa-L (L-box) Segundo Fava & Fornasier apud Alencar (2008), o ensaio de caixa-l foi desenvolvido na Suécia, diferentemente da maioria do ensaios que foram no Japão. Segundo a Norma NBR 15823/2010, o ensaio mede a habilidade passante, sob fluxo confinado, através da razão entre as alturas H2 e H1 da superfície do concreto nas extremidades posterior e anterior da câmara horizontal, respectivamente, após aberta a grade de separação entre os compartimentos (Figura 16). Como o CAA não é um fluído totalmente Newtoniano, é necessário um tempo mínimo para a abertura da porta, entre 30 a 60 segundos, evitando assim, mascarar resultados na obra, já que se a porta for aberta logo após o concreto ser despejado, seu escoamento será facilitado. 41

42 Figura 16 Aparato para execução de ensaio Caixa-L (NBR 15823/2010). Uma avaliação visual do concreto após a realização do ensaio mostra várias informações. O acúmulo do agregado graúdo nas proximidades das barras de aço indica que o concreto está sem a coesão adequada para contornar os obstáculos de forma homogênea (HASTENPFLUG, 2007). Segundo Tvriska apud Filho (2006), o valor aceitável para a razão de bloqueio, H2/H1, é normalmente situado entre 0,8 a 0,85, e, valores inferiores como 0,6, às vezes, mostram valores aceitáveis para a estrutura. Entretanto, valores entre 0,8 e 1,0 são considerados aceitáveis, desde que seja verificada a resistência à segregação do concreto Ensaio de Caixa-U (U-box) O ensaio Caixa-U foi desenvolvido pela Technology Research Centre of the Taisei Corporation in Japan e serve para medir a fluidez e a capacidade do concreto de passar por obstáculos sem segregar. O aparato é composto por dois compartimentos separados por um portão móvel e barras de aço com diâmetro de 42

43 12,5 mm espaçados entre si em 40 mm, conforme figura 17 (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Figura 17 Aparato para ensaio de Caixa-U (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). Os equipamentos necessários para execução do ensaio são uma trena ou régua de no mínimo 60 cm, um balde e uma caixa em formato de U (BARROS, 2009). São colocados cerca de 16 litros de concreto no estado fresco, colocados sem vibração ou compactação no compartimento esquerdo da caixa, com o portão ainda fechado. Após a colocação do concreto, o mesmo deve descansar por 1 minuto e o portão deve ser aberto para o concreto escoar através das armaduras para o compartimento direito. Assim que o concreto se estabilizar, deve-se medir as alturas R1 e R2, altura esquerda e direita respectivamente, e determinar o valor de R1-R2 que deverá ser de no máximo de 30 mm. Quando mais próxima de zero, mais fluida a mistura se encontra (TUTIKIAN & DAL MOLIN, 2008). 2.8 PROPRIEDADES DO CAA NO ESTADO ENDURECIDO Segundo Domone apud Barros (2009), apesar dos diversos trabalhos desenvolvidos no início dos anos 90, relacionados com a obtenção e avaliação das propriedades no estado fresco, são as propriedades no estado endurecido que se 43

44 apresentam como de importância primordial para os projetistas estruturais. Gomes et al. (2006), cita que como os benefícios do concreto auto-adensável estão ligados diretamente com suas propriedades no estado fresco, suas propriedades no estado endurecido têm sido menos discutidas, porém, alguns autores têm constatado que o CAA tem alcançado resistências superiores comparadas ao CCV. Cavalcanti (2006), diz que os benefícios do CAA devem ser atribuídos principalmente às suas propriedades no estado fresco, mas também as propriedades no estado endurecido devem ser analisadas de forma criteriosa. Somente desta forma o CAA pode ser utilizado de forma segura. Segundo Tutikian & Dal Molin (2008), a grande diferença entre o CCV e o CAA é que o primeiro está suscetível, durante seu processo de concretagem, à fatores que possam a vir comprometer a qualidade do produto final, como podemos citar a adensibilidade e compactação. Neville apud Tutikian & Dal Molin (2008) afirma que a qualidade do concreto é quase sempre posta á prova, especialmente no que diz respeito à permeabilidade. Além dos poros da pasta de cimento e dos agregados, o concreto como um todo contém vazios causados tanto por adensamento incompleto como por exsudação. Esses vazios ocupam cerca de 1 a 10% do seu volume, sendo que misturas com valores de 10% são as que apresentam mais falhas e resistências muito baixas. As propriedades mais analisadas nos CCV no estado endurecido são: resistência à compressão axial e à tração, resistência à flexão, módulo de deformação e ascenção capilar. Tais propriedades são facilmente determinadas e utilizadas regularmente para constatar a qualidade do concreto e serão abordadas a seguir Resistência à compressão A resistência à compressão do concreto é medida em laboratório por um ensaio de compressão uniaxial, definido pela NBR 5739, no qual a carga é aumentada progressivamente para romper o corpo-de-prova em 2 a 3 minutos. A 44