CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DOS MATERIAIS CONSTITUINTES PARA PRODUÇÃO DE CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR)

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1 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DOS MATERIAIS CONSTITUINTES PARA PRODUÇÃO DE CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) INTRODUÇÃO Laerte Melo Barros 1, Carlos Benedito Santana da Silva Soares 2, Andre Lopes Pascoal 3 No desenvolvimento de novas formulações de concretos convencionais a proporção dos constituintes deve ser controlada de forma a minimizar os custos finais, mantendo-se as especificações para utilização nos canteiros de obras. É prioritária a definição de fórmulas (ou traços) padrões com resistências características para um dado uso prático. Nos concretos ditos tradicionais, como as características dos materiais utilizados em sua confecção variam para diferentes regiões, as características dos produtos finais também variam. 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). O concreto é considerado como uma das descobertas mais interessantes da história do desenvolvimento da humanidade, e sua qualidade de vida. Com sua descoberta no fim do século XIX e seu intensivo uso no século XX, tornando-o o material mais consumido pelo homem depois da água (PAULO HELENE, 2011). O concreto é o material estrutural mais amplamente usado no mundo atual, e com passar de 40 anos o índice de consumo aumentou estimando-se cerca de 11 bilhões de toneladas métricas ao ano (MEHTA E MONTEIRO, 2008). Antes de qualquer decisão a ser tomada a respeito da confecção do concreto, ainda mais quando nos referimos ao concreto de alta resistência, a seleção dos materiais a ser utilizado é extremamente importante, avaliando as situações que serão submetidas para determinar uma metodologia para atingir tal objetivo. Em concretos convencionais, é pequena a influência das propriedades dos agregados na resistência do concreto, desde que estes apresentem boa qualidade, 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 50

2 porém, apresentam uma influência significativa quando utilizados em concretos de alta resistência ou concretos de elevado desempenho. Portanto, esta pesquisa objetiva caracterizar os materiais e determinar ensaios para que possamos alcançar traços de concreto mais eficientes a maiores resistências. MÉTODO OU FORMALISMO A granulometria é um método de analise que visa classificar as partículas de uma amostra pelos respectivos tamanhos e medir as frações correspondentes a cada tamanho. As granulometrias dos agregados graúdos (seixo e brita) e agregado miúdo (areia) foram determinadas nas instalações dos laboratórios de materiais de construção e resistência dos materiais do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas IFAM. Primeiramente foi determinada a umidade dos materiais que é a relação percentual entre a massa total de água que envolve a superfície e preenche os poros permeáveis do agregado e sua massa seca. Foram pesados os agregados, determinando-se, assim, o peso úmido ; Todos os materiais foram levados à estufa com temperatura de 110 C, por um período de 6 horas e posteriormente foram determinados seus pesos secos. Os agregados utilizados nos ensaios foram de natureza mineral e comercializados na cidade de Manaus. O agregado miúdo utilizado foi a areia natural retirada de leito de rio, enquanto o agregado graúdo foi o seixo de rio. As peneiras utilizadas no ensaio possuem aberturas de malha padronizadas em serie normal e serie intermediária, o ensaio foi realizado em conformidade com a NBR 7211:2009. As peneiras foram encaixadas formando um conjunto com abertura de malha em ordem crescente da base para o topo. A agitação das peneiras foi realizada manualmente e executado o peneiramento de cada porção por um tempo de sessenta segundos continuamente, ate que em cada peneira passasse menos de 1% do peso total da porção. 51

3 Após o peneiramento de todas as porções determinou-se a massa total de material de retido em cada peneira. Também foram feitos os seguintes ensaios de caracterizações: 1. Modulo de finura dos agregados graúdo e miúdo que fornece o grau de refinamento da areia e do seixo. Indiretamente permite planejar um melhor grau de empacotamento dos grãos dos agregados, reduzindo vazios e melhorando a interface entre pasta e agregado (NBR 7217, 1987). 2. Diâmetro máximo do agregado, que é a abertura da malha, em milímetro, da peneira a qual corresponde uma percentagem retida e acumulada igual ou imediatamente a 5% (NBR 7217, 1987). 3. Massa Unitária que é definida como a massa das partículas do agregado que ocupam uma unidade de volume (NBR 7251, 1982). 4. Massa Especifica é definida como a massa do material por unidade de volume, incluindo os poros internos das partículas (NBR 9776, 1987). RESULTADOS E DISCUSSÕES As características dos agregados graúdos e miúdos afetam a estabilidade dimensional, a resistência a trabalhabilidade e a durabilidade dos concretos, sendo extremamente necessário as suas caracterizações (MEHTA E MONTEIRO, 2008). Os agregados empregados na construção civil são obtidos de vários materiais rochosos, por processos industriais ou de fragmentos naturais. São originários de rochas metamórficas como os calcários e os quartzitos; rochas sedimentares arenitos e siltitos; e rochas ígneas como o granito e o basalto. De acordo com a NBR 7211 de 2009 os agregados são materiais granulares, sem forma e volume definidos, ocupam de 60 a 80% do volume total do concreto, portanto sua qualidade é de grande importância para a qualidade final do mesmo. No Brasil a crescente demanda por espaços urbanizados, localidades com acessibilidade de redes de transporte, informações, energia e água possibilitam o crescimento da indústria de agregados minerais. Apesar dos agregados para construção civil terem baixo valor unitário o seu volume de comercialização torna-os dentre todos os produtos da indústria mineral o mais comercializado (LA SERRA E REZENDE, 2009). As distâncias entre as jazidas e o mercado consumidor restringem a comercialização dos agregados britados, pois extrações localizadas fora de um raio de 52

4 100km do mercado de vendas tornam esses empreendimentos inviáveis economicamente. Em estados como o Amazonas, Amapá e Roraima os raros maciços cristalinos encontrados nessas regiões e as grandes distâncias das jazidas aos centros urbanos tornam o valor de produção dos agregados britados os mais elevados do Brasil (LA SERRA E REZENDE, 2009). Gráfico 1 Curva logarítmica das percentagem que passam - seixo Fonte: Ensaios no Laboratório de Materiais de Construções do IFAM No caso específico de Manaus, é mais viável economicamente uso de seixo para produção de concretos, pois a jazidas de agregados britados localizam-se no município de Presidente Figueiredo a mais de 120 km da capital. O gráfico 1, demonstra a curva granulométrica de um tipo de seixo bastante comercializado empregado nas obras de nossa cidade. No caso dos agregados miúdos, que na sua grande maioria são retirados dos leitos dos rios, a região norte apresenta o preço por tonelada mais baixo do país (LA SERRA E REZENDE, 2009). 53

5 CONCLUSÃO REVISTA DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO IFAM De acordo com Tutikian et al. (2011) o concreto de alta resistência, é uma evolução do concreto convencional, pois são usadas as mesmas matérias primas, os mesmos princípios básicos de resistência, durabilidade e trabalhabilidade. Os componentes para produção de um concreto de alta resistência são cimento, agregado graúdo, agregado miúdo, adição mineral e aditivo superplastificante. Para produção de concreto de alta resistência a ser realizada em laboratório são propostos os seguintes materiais: Cimento CP IV Z; seixo de rio com diâmetro máximo igual a 9,5 mm; areia de terra firme ou areia de rio com granulometria máxima de 1,2 mm; um aditivo mineral; e um aditivo superplastificante; AGRADECIMENTOS Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas - IFAM, Campus Manaus Centro, pelo suporte Técnico, infraestrutura e concessão bolsa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados para concreto: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados - Determinação da composição granulométrica: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregado em estado solto - Determinação da massa unitária: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco de Chapman: NBR Rio de Janeiro, MEHTA, P.K.; MONTEIRO, P.J.M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: Pini,

6 HELENE,P.; ANDRADE T. Materiais de construção e princípios de ciências dos materiais. IBRACON, São Paulo, LA SERRA, H. A. DE; REZENDE, M. M. Economia Mineral do Brasil: DNPM, São Paulo, TUTIKIAN, B. F.; ISAIA, G. C.; HELENE,P. Concreto de Alto e Ultra-Alto Desempenho. In ISAIA, G. C. (Ed). Concreto: ciência e tecnologia 1 ed. São Paulo: IBRACON,